Vecka 4 - GTP-bindande proteiner - signalering Flashcards
Vad har G-proteiner alla gemensamt?
Dem har en endogen GTPas aktivitet som gör att dem kan hydrolysera GTP till GDP och därmed inaktiveras.
Vad står G-protein för?
GTP-bindande protein
Vilka delar av ett trimert GTPas finns?
Vilken av dessa har en GTPas-aktivitet?
- Receptor (GPCR)
- G- protein (GTPas) (alfa)
- alfa är GTP-bindande och har ett lipidankare
Beta och gamma sitter ofta ihop, men alfa släpper vid signalering.
- beta
- gamma (har lipidankare)
Nämn
a) subtyper av alfa-protein er i ett trimert G-protein
b) vad dem har för effektor
c) vilken annan “effektor” kan alfa-subenheter påverka?
a) alfa-s
- stimulerar
- adenylcyklas –> cAMP ökar
alfa-i
- inhiberande
- adenylcyclas –> cAMP minskar
alfa-q
- aktiverar Fosfolipas (PLC beta) (PLC beta aktiveras av GPCR, medan PLC gamma aktiveras av RTK)
- PI-signalering –> calcium
c) jonkanaler
Varför kallas receptorn för 7-TM? Annat namn för receptorn?
Vilken temrinal är extracellulär och intracellulär?
Den har 7 st hydrofoba sekvenser i sin aminosyrasekvens som sitter i plasmamembranet
Receptorn kallas även GPCR!
Intracellulärt är C-terminalen
Vilka olika ligander kan binda till trimera GPCR?
5 st
- fotoner
- kemokiner (ligand som aktiverar leukocyter)
- hormoner
- glutamat, Calcium
- katekolaminer (små ligander)
Vad har egentligen själva receptorn för funktion på G-proteinet i en trimer G-protein?
Vad händer när …… bundit till ….. med dem andra subenheterna?
Genom ligandbindning ändras konformationen i receptorns intracellulära del. Detta inducerar att byta ut GDP till GTP i alfa-subenheten.
När alfa bundit GTP, dissocierar den från beta och gamma.
Vilka 4 principiella effektorer har vi?
Och deras second messengers?
Gällande trimera G-proteiner.
- Adenylcyclas - cAMP nivå
- Fosfolipas beta - PI klyvning.
- Jonkanal - jonflöde
- cGMP-fosfodiesteras - cGMP nivå
Beskriv signalering med G-protein och Adenylcyclas.
Nyckelord alfa i, alfa s, PKC
- GPCR binder ligand
- alfa-subenheten, s eller i, binder GTP och aktiverar Adenylcyclas som är ett enzym vid plasmamembranet.
- Adenylcyclas gör om ATP till cAMP –> cAMP binder till inaktivt PKA
- PKA regulatoriska delar faller bort
- PKA kan sedan fosforylera många proteiner som går in i cellkärnan
- Påverkan av transkription
Beskriv PLC-beta signalering.
Nyckelord calcium
- GPCR binder agonist
- alfa-subenheten Gq, kommer binda GTP.
- Denna aktiverar PLC-gamma vid plasmamembranet . Beta/gamma reglerar också Plc-gamma
- PLC-gamma klyver PIP2 till DAG + IP3
- IP3 kommer sätta sig på receptor på ER –> calcium ut
- DAG aktiverar PKC
Hur blir det cellulära svaret med EN aktiverad GPCR trimer?
Nyckelord PKA
Signalen amplifieras. Detta eftersom att ett GPCR kan aktivera flera G-proteiner, som i sin tur kan aktivera flera Adenylcyclas, som i sin tur kan frisätta mycket cAMP som i sin tur kan aktivera PKA.
PKA kan fosforylera många olika protiener dessutom
Vad är uppgiften för beta och gamma subenheten i ett trimert G-protein.
Beskriv hur det regleras vid hjärmuskelkontraktion.
Nyckelord acetylkolin
- stabiliserar komplexet med alfa.
- men kan också signalera till viss del, t.ex. genom att reglera kaliumkanaler.
Vid kaliumkanaler är det gamma-subenheten som sätter sig på en kaliumkanal och öppnar den, när en GPCR binder en Accetylkolin i hjärtmuskeln.
Hur kan desensibilisering ske av en GPCR?
Hint: Vilken aminosyra påverkas? Homo och hetero
Homolog desensibilisering
- den egna receptorns aktivering, leder också till sin egen inaktivering.
Heterolog
- Receptor A aktivering, leder till Receptor B inaktivering
1 är både Hetero och Homo
- Är homo
- En GPCR som signalerar och aktiverar PKA. PKA fosforylerar även serin på C-terminalen på GPCR —> interaktion med G-protein förhindras trots liganbindning
- ej specifik fosforylering. - GPCR kinase (GRK). Forsforylerar specifik GPCR på c-terminalen
Vad är arrestin?
Nyckelord desensibilisering
En PKA som fosforylerar serin på en GPCR c-terminala del, kommer binda arrestin som är ett protein –> invaginering eller/och degradering.
Hur är ett monomert GTP-as uppbyggt?
- bara en alfa-enhet som binder GDP eller GTP
- inneboende GTPas förmåga
- har ett lipidankare
- aktiveras av GPCR.
Vilket cellulärt svar leder Ras till?
- celldelning
- neuronal differentiering
- cancer –> epenkymala celler
Vilket cellulärt svar ger Rab och ARF?
Intracellulär vesikeltransport.
Vilket cellulärt svar ger Ran?
Nukleär transport
Vilket cellulärt svar ger Rho?
Reglerar cellmigration och aktinfilament.
Nämn dem olika monomera GTPaserna
- Ran
- Rho
- Ras
- Rab
- ARF
Vilka proteiner kan påverka aktivering och inaktivering av monomera GTPaser?
GAP –> katalyserar hydrolys av GTP, inaktivering
GEF –> hjälper till med aktivering (ta bort GDP)
Vilket GTPas är ibland muterat och en orsak till cancer?
Vilken aktivitet har GTPaset då? ökad eller minskad.
Vilka cancerformer är den vanligt muterad?
Monomert GTPas Ras. Den påverkar bla MAP-kinasvägen som leder till proliferation.
- minskad GTPas aktivitet!
- i pancreascancer står mutationer för 95 % av fallen
- i carcinom 10-15 %
Beskriv hur Ran reglerar import av ett protein till cellkärnan.
- I cellkärnan finns Ran-GDP. Den aktiveras med en GEF
- Binder då importreceptor och åker ut i cytoplasman
- GAP finns i cytoplasman och kommer katalysera hydrolys av Ran-GTP till Ran- GDP.
- Då släpper Importreceptor och hämtar ett protein, medan Ran-GDP åker in själv till cellkärnan.
Beskriv hur Ran reglerar export av protein från cellkärnan.
- Ran-GTP i cellkärnan (har “aktiverats” mha en GAP)
- Ran-GTP binder exportreceptor och exportprotein
- Åker ut i cellkärnan —> GAP katalyserar där hydrolysen till GDP –> Ran-GDP
- Komplexet dissocierar och proteinet hamnar i cytoplasman. Importreceptorn åker in till cellkärnan igen själv.
Jämför cellkärna och cytoplasma. I vilket utrymme finns mest GAP respektive GEF för Ran?
Cytoplasma mest GAP (Ran-GDP)
Cellkärna mest GEF
