Tentafrågor - Signalering Flashcards
Essäfrågor
Fråga 1. Frågan gäller GTP-bindande proteiner. Dessa proteiner brukar delas in i två huvudgrupper: monomera och trimera GTP-bindande proteiner.
(A) Ge en detaljerad beskrivning av hur dessa två huvudgrupper av GTP-bindande proteiner aktiveras och inaktiveras. (5 p)
Monomera - Monomera G-protein består bara av en subenhet, alfa. Denna binder GDP i sin inaktiva form. Ej likt alfa-enheten hos det trimera G-proteinet. Finns över 100st monomera G-protein. Fyra viktiga familjer. Ras, Rho, Rab, Ran och Arf.
Ras - cellmembran Rho - Cytoskelett Rab - vesikeltransport Arf - Vesikeltransport Ran - nukleärtransport
Monomera G-proteiner regleras av två regulatoriska enzymer. GEF - Guanine Exchange factor och GAP - GTP:as Activation protein. GEF och GAP samverkar för att aktivera och inaktivera monomer genom att GEF minskar bindningen mellan monomerer och GDP så GDP släpper och GTP binder in istället. GAP aktiverar monomerens GTP:as aktivitet som hydrolyserar GTP från monomeren.
Ex. Ras monomerer är viktiga i RAS-MAPK vägen som aktiverar gentranskription.
Trimera
Trimera G-protein är endast aktiva vid cellmembranet, de deltar i cellsignalering. Trimera G-protein delas in i en alfa-, beta-, gammasubenhet. Alfa är den delen av proteinet som har GTP:as aktivitet då det är denna som binder GTP/GDP. Ha en specifik interaktion med receptorn GPCR. - Kallas också för 7-transmembranreceptor.
Recptorn GPCR har ingen enzymatisk, signalerande del utanför överför signalen till en effektor via det trimera G-proteinet.
Ligand binder in till receptorn och orsakar en konfirmationsändring, det “öppnas” en dockningsyta på receptron där G-proteinet dockar in. När detta sker släpper GDP (som suttit bundet till alfa-enheten) varvid GTP binds in spontant (hög affinitet + stor sannolikhet). Denna inbindning leder till en aktivering och en konfirmationsändring, vilket i de flesta fall leder till att alfa-enheten separerar från Beta-Gamma. Delarna släpper och Alfa delen färdas bort mot effektorn. Dessa två subenheter Gamma-Beta, kan då ev. påverka andra effektorer (ex AC, PLC, jonkanaler ). Oftast är det ändå alfa-enheten som påverkar. Sker sällan amplifiering här. G-proteinet binder till effektorn och påverkar den en viss tid, innan affiniteten minskar, vilket leder till att G-proteinet släpper. (Inaktivering)
“Släpper” - en Pi fosfatgrupp spjälkas bort från GTP-i alfa enheten, (sker i cellmembranet), detta leder till att Alfa återförenas med Beta och Gamma, vilket inaktiverar G-proteinet så att det kan återanvändas.
Olika effektorer kan också påverka G-proteinets aktivitet. S.k. RGS är ett antal olika protein som stimulerar alfa-enhetens GTPas aktivitet vilket kan leda till inaktivering.
Effektorer kan vara enzymer såsom Adenylat Cyklase, Fosfolipas C och cNMP-fosfodiesteras.
Essäfråga: (B)
(Gs), i (Gi) och q (Gq) är tre grupper av trimera G-proteiner med olika signaleringsegenskaper. Beskriv de huvudsakliga signalvägar som dessa tre olika grupper deltar i, samt ange vilka så kallade effektorer som de interagerar med. (3 p)
Gs, Gi, Gq är olika varianter av Trimera-G-proteiner, i - s - q talar om att det är olika “varianter på alfa-enheten.
Gs - “den stimulerande subenheten”
reglerar bildande av cAMP från ATP mha effektorn Adenylcyklas.
deltar i cAMP vägen, dvs PKA m.f.
Gi - “den inhiberande subenheten”
reglerar bildande av cAMP från ATP mha effektorn Adenylcyklas.
deltar i cAMP vägen, PKA m.f.
Gq - “den lipidsignalerande subenheten”
En aktivering av PLC-beta och PI signalering. PIP2 –› IP3 + DAG vilket leder till att Ca2+ frisätts ur “internal storage”.
FosfolipasC vägen
Essäfråga.
(C) Mutationer i Ras är frekvent förekommande i cancer. Diskutera hur muterat Ras kan delta i uppkomsten av cancer. (2 p)
En mutation av Ras kan leda till att dess receptor är ständigt aktiverad, detta kan leda till ett stort överuttryck av Ras. Då Ras är en viktig initial del i Ras-Raf-MAPK signaleringsvägen skulle ett överuttryck leda till en överaktivering av proliferationssignalerna, vilket kan leda till ohämmad tillväxt –› cancer.
+ släng in något om Src?
Essäfråga:
Fråga 1. Frågan gäller signalering via GTP-bindande protein.
(a) GTP-bindande protein brukar delas in i två huvudgrupper. Vilka är dessa grupper? Beskriv den principiella uppbyggnaden av protein tillhörande dessa två grupper. (2 p)
GTP-bindande protein delas in i två grupper.
Trimera - som består av tre proteinsubenheter, Alfa, Gamma och Beta.
I inaktivt tillstånd är ett trimert G-protein bestående av alfa-beta-gamma subenheterna som är kopplade till varandra. På Alfaenheten finns det ett GDP inbundet. Vid aktivering sker en konfirmationsändring som tillåter alfa-enheten att “släppa” sitt GDP och tillåter GTP att binda in istället. Denna aktivering kommer göra att “alfa-enheten” släpper från Beta-Gamma som då försvinner iväg och interagerar med andra delar av cellen och för signalen vidare.
Både alfa och Gamma subenheterna i ett inaktivt trimert-G-protein har lipidmolekyler kovanlent bundna vilket hjälper dem att fästa i plasmamembranet. Alfa enheten har GDP inbundet.
Monomera - som består av en enhet, “alfa”
Utgörs av “en enda enhet” alfa som i inatkiverat tillstånd har en GDP bundet till sig. Vid aktivering som sker mha GEF och GAP så aktiveras monomeren. GEF minskar bindningen mellan monomer och GDP vilket leder till att GTP binder in istället.
Kan sitta med ett “lipidankare” i plasmamembranet.
Essäfråga:
(b) Beskriv hur GTP-bindande protein deltar i cellsignalering; svaret skall innehålla en kortfattad redogörelse för signalöverföring vid cellmembranet, samt exempel på tre principiellt skilda signalvägar som aktiveras. (5 p)
GTP bindande protein kan delta i cellsignalering på ett flertal olika sätt. I korthet det som händer.
Det finns de s.k. GPCR = G-protein Coupled Receptors. Som sitter i cellmembranet. Dessa aktiveras av att en ligand binder in. Detta triggar igång en konfirmationsändring som tillåter receptorn att binda in det inaktiva G-proteinet. G-proteinet med dess tre subenheter, alfa (som har en GDP inbundet), beta gamma, binder in och AH domänen på alfa enheten öppnar sig och blottar en bindningssite, denna konfirmationsändring tillåter GTP att binda in vilket aktiverar G-proteinet.
Aktivationen leder till att alfa-subenheten kommer dissociera från Beta-Gamma och båda dessa kommer interagera med effektorer och ge upphov till att skilda signalvägar aktiveras. Ex kan alfa-enheten aktivera, ex.
produktionen av Cykliskt AMP genom att interagera med Adenylat cyklas, aktivering av Ras-Raf-MAPK vägen.
Alfa-enheten kan interagera med olika effektor och starta olika signalvägar beroende på vilken typ av Alfa-enhet det är. Ex. kan den aktivera “lipidsignalering” genom att aktivera plasmamembransenzymet PLC-B fofsfolipase C. Vilket kommer interagera med PIP2 som klyvs och bildar IP3 och DAG. IP3 ökar bl.a. kalciumnivån i cellen, IP3 är också “second messenger” för PKC - proteinkinas C.
Kortfrågor
15. Vilken intracellulär budbärare aktiverar proteinkinas A?
PKA aktiveras av Cykliskt AMP. Som produceras från ATP när Adenylcyklas har aktiverats av en alfa-q-subenhet.
Kortfrågor.
16. Vad binder SH3 domäner till?
Prolinrika sekvenser
Kortfrågor.
17. Vilken signalväg aktiverar cytokinreceptorerna?
Cytokinreceptorerna aktiverar JAK-STAT signalering.
Kortfrågor.
18. Vad innebär parakrin signalering?
Parakrin signalering innebär signalering som sker från Cell A till Cell B. dvs att liganden som uttrycks av Cell A ger respons av receptorerna på Cell B.
Kortfrågor.
2. Beskriv en signalväg i generella termer. (1p)
Uttryck av ligand (signalmoleykyl). Ligand färdas till receptor på mottagarcell. Receptor reagerar (genom ev. konfirmationsförändring) och förändrar sin struktur vilket leder till att en signal förs vidare inåt intracellulärt. Denna signalväg som startats ger upphov till ett cellulärt svar av något slag.
Ligand –› Receptor –› Extracellulärt-intracellulärt –› överföring intracellulärt signalprotein –› “mål/target” för signalen –› Svar / reaktion.
Kortfrågor.
3. Vad gör en intracellulär sekundär budbärare? (0.5p)
En intra-cellulär sekundärbudbärare är en signalmolekyl som är en del av den intracellulära signaleringsprocessen i senare steg. Det är en signalmolekyl vars uppgift är att föra vidare signalen till olika delar av cellen?
Kortfrågor.
4. Vad gör ett G-protein aktivt, vilken proteinfamilj kan påskynda processen och hur gör den det? (1p)
Ett G-protein aktiveras av att alfa-enhetens inbundna GDP byts ut mot ett GTP. Denna process kan påskyndas av RGSs, ett antal protein som stimulerar alfa-enhetens GTP:as aktivitet.
Kortfrågor.
5. Vad innebär parakrin signalering? (0.5p)
Parakrin signalering innebär signalering som sker från cell A till cell B, dvs en cell uttrycker en ligand som en annan cells receptorer reagerar på. Sker i “nära omfång”
Kortfrågor.
6. Vilken proteingrupp stänger av signalen hos proteiner som aktiverats genom kinaskaskader? (0.5p)
Arrestin?
Kortfrågor
2. Nämn två fördelar med en signaleringskaskad jämfört med enstegsaktivering. (1p) 3. Till vad binder SH3-domäner? (0.5p)
SH3-domäner binder till prolinrika sekvenser.
En signaleringskaskad har fördelen att aktivera flera stycken intracellulära processer samtidigt. En signalerinskaskad kan ge ett amplifierat svar, dvs mer uttryckt?
