Signaltransduktion durch Proteolyse (VL 9 Postina)

Question 1

Die Signaltransduktion kann durch regulierte Proteolyse ablaufen, die in evolutionär hoch konserviert sind (Laufen bei E.coli und auch Mensch sehr ähnlich ab)
-> Welche zwei Mechanismen existieren hierfür?

Answer 1

RIP: Regulated Intermembrane Proteolysis
RUP: Regulated Ubiquitin/Proteasome-dependent processing

Question 2

Wie läuft RIP ab?

Answer 2

Proteolyse ermöglicht Freisetzung von extrazellulären und intrazellulären Signalmolekülen

Question 3

Was ist PES?
-> Was macht es?

Answer 3

Protein Ectodomain Shedding
(Schneidet von einem Protein einen großen extrazellulären Teil ab)

Question 4

Welches Enzym führt PES meistens durch?
-> Was für ein Typ Enzym ist es?

Answer 4

ADAM (A Disintegrin and Metalloprotease)
Ist eine Metalloprotease

Question 5

Welcher Protzess läuft normalerweise nach PES ab?
-> Warum?

Answer 5

RIP
-> Damit der Transmembranproteinstumpf aus der Membran entfernt werden kann

Question 6

Welches Protein führt RIP durch um den Transmembranproteinstumpf aus der Membran zu entfernen?

Answer 6

Gamma-Secretase

Question 7

Zeige die zwei hintereinander geschalteten Prozesse PES und RIP

Answer 7

Question 8

Die Signaltransduktion über Proteolyse (PES und RIP) kann zur Herstellung welcher Moleküle führen?
-> Beispiel

Answer 8

Hormone mit parakriner Wirkung (Z.B. EGF)

Question 9

Die Signaltransduktion über Proteolyse (PES und RIP) kann zur Herstellung von parakrin wirkenden Hormonen führen.
-> Was ist die Aufgabe des intrazellulären Teils?

Answer 9

Kann in Zellkern translozieren und dort die Transkription von DNA regulieren

Question 10

Was ist das Notch Signaling?
-> Wer interagiert mit wem?
-> Woher kommt der Name?

Answer 10

Eine Zelle präsentiert den Notch Rezeptor und eine andere den Liganden auf der Oberfläche (Ist eine Zell-Zell-Interaktion)

Notch: Wurde an Fliegen entdeckt, die dann gekerbte (notched) Flügel besaßen

Question 11

Wie läuft das Notch-Signaling ab?

Answer 11

1. Notch Rezeptor wird im Golgi Apparat prozessiert und in Membran eingebaut
2. Ligand bindet
3. Proteolyse (Extrazellulärer Teil)
4. Proteolyse durch Gamma-Sekretase
5. Translokation NICD (Notch Intracellular Domain) in Zellkern
6. Transkription moduliert

Question 12

Wie wirken die NICDs (Notch Intracellular Domain) meist im Zellkern?

Answer 12

Verdrängen Repressoren und können damit Transkription initiieren

Question 13

Wo spielt Notch Signaling eine entscheidende Rolle?
-> Was versteht man dabei unter Lateraler Inhibition?

Answer 13

Beim Ausdifferenzieren von Gewebe
Bedeutet seitliche Hemmung: Zellen können sich gegenseitig kontrollieren zu was sie ausdifferenzieren

Question 14

Aktivierung von ADAM
-> Wie aktiviert ein GPCR das ADAM Protein?
-> Welche anderen Möglichkeiten auf intrazellulärer Seite existieren noch um ADAM zu aktivieren?

Answer 14

GPCR -> Führt zu Phosphorylierung des C-Terminus -> Interaktion mit Substrat möglich

Alternative: Proteine können an C-Terminus von ADAM binden und dieses damit aktivieren

Question 15

Aktivierung von ADAM
-> Wie kann ADAM extrazellulär in die Nähe seines Substrats gebracht werden?

Answer 15

1. Signal komme an Zelle an
2. Phosphatidylserin flippt auf extrazelluläre Seite
3. ADAM kann mit Phosphatidylserin interagieren
   -> Räumliche Nähe von Substrat und ADAM

Question 16

Wie interagieren ADAM Proteine mit RTKs?

Answer 16

RTKs sind Transmembranproteine
1. ADAM schneidet Rezeptor Domäne ab -> Driftet ab und ist jetzt ein Decoy Rezeptor
2. Gamma-Secretase schneidet Transmembranbereich -> Fragmente können intrazellulär auf Transkription wirken oder abgebaut werden

Question 17

Bei der Apoptose werden Caspasen aktiviert. Wie wirken diese auf RTKs?

Answer 17

Wenn Caspasen (Ist eine Protease) eine RTK finden, die keinen Liganden gebunden hat kann der intrazelluläre Teil der RTK geschnitten werden.
-> Das hierbei erhaltene Fragment wirkt proapoptotisch

Question 18

Warum ist es für Caspasen sinnvoll RTK intrazellulär zu schneiden, wenn die Zelle in Apoptose gehen soll?

Answer 18

RTK können Signale für Wachstum und Differenzierung erhalten -> Kompletter Gegensatz zu Apoptose
-> Deshalb durch Schneiden der RTK das vermeiden!

Question 19

Bei der Apoptose werden Caspasen aktiviert, die RTK intrazellulär schneiden.
Die hierbei erhaltenen Fragmente wirken Proapoptotisch.
-> Wie vermitteln diese Fragmente diese Wirkung?

Answer 19

1. Die Fragmente können sich mit Hilfsproteinen (Cobra) in der Membran des Mitochondriums einlagern.
2. Diese Fragmente mit ihren Hilfsproteinen dienen Bax Proteinen als “Kristallisationspunkt am Mitochondrium” (Heißt sie können genau an dieser Stelle in die Mitochondrienmembran hineingleiten
3. Bax Proteine bilden für Cytochrom c einen Tunnel
   -> Cytochrom c Ausfluss -> Apoptosom -> Apoptose