Vecka 7 - Proteoglykaner och deras roll vid hälsa och sjukdom (8.10.14, 9.10.14) Flashcards

1
Q

Vad består proteoglykaner av?

A
  • Kärnprotein
  • Kolhydratkedjor
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vad kallas den grupp av kolhydrater som binds kovalent till kärnproteinet i proteoglykaner?

A

Glykosaminoglykan (GAG)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Hur ser GAG:s ut? Vad byggs de upp av? Speciell egenskap?

A
  • De är långa och ogrenade
  • Består av repeterande disackarider
  • Starkt negativt laddade
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Ge exempel på tre glykosaminoglykaner!

A
  • Hyaluronan
  • Heparin
  • Heparansulfat
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Ge exempel på två proteoglykaner!

A
  • Aggrecan (Hyaluronan)
  • Heparansulfatproteoglykan (Heparan sulfat)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Var finns proteoglykaner?

A
  • Fast i cellmembran hos många celler
  • ECM
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

I vilken vävnad finns Aggrecan-HA?

A

I broskets ECM

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

I Aggrecan-HA finns kärnproteinet Aggrecan och GAG:en Hyaluronan. Förklara på vilket sätt bidrar Aggrecan-HA till broskets egenskaper? Hurudana egenskaper?

A
  • När Aggregan-HA går i lösning bildar den jättelika aggregat och lösningen blir mycket trögflytande. Gel-lik
  • HA binder in väldigt mycket vatten detta för att:
  • Det har förmåga att binda in katjoner. Pga osmotiska trycket kommer även vatten att följa med.
  • När Aggrecan-HA finns i broskets ECM drar den till sig stora mängder vatten och gör lösningen till en mycket trögflytande vätska. Mängden vätska som dras till Aggrecan-HA är så stor att den får tillstånd ett s.k. turgortryck som pressar på celler och omkringliggande strukturer.
  • Turgortrycket ger brosket/bindväven motståndskraft mot compression forces och resistance to deformation
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Vad består Heparansulfatproteoglykaner av?

A
  • Ett kärnprotein
  • Heparansulfatkedjor
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Hur underlättar HSPG signalering via en cellytereceptor?

A
  • Cellmembranbundet HSPG kan fånga in ligander och öka koncentrationen av dem vid receptorn (tänk på att vissa receptorer exv har låg affinitet och behöver därför högre koncentration av ligand för att det skall kunna uppstå bindning)
  • Cellmembranbundet HSPG kan även binda ihop ligander och “presentera dem som dimerer”. Detta kan vara nödvändigt för att vissa receptorer skall kunna binda in ligand.
  • Genom att binda in ligand och diffundera längs med cellmembranet kan HSPG “transportera” liganderna till rätta ställe
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Hur kan HSPG påverka signalering via cellytereceptorer negativt?

A
  • Genom att binda in ligand och förhindra inbindning av dem till receptorn genom att Heparansulfatdelen klyvs bort (med ligand fortsatt bundet till sig)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

På vilket sätt åstadkoms strukturell variation mellan en HSPG och en annan?

A
  • GAG:ens repeterande disackarider kan bestå av olika monosackarider
  • Sulfatgrupperna i GAG:en kan variera i antal och position
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Heparin och Heparansulfat är två olika GAG kedjor. Hur skiljer de sig åt strukturellt?

A

Själva socker “backbone” är likadan men Heparin har mycket högre sulfateringsgrad.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Var syntetiseras proteoglykaner?

A

I ER

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

I vilken organell fästs GAG kedjorna till kärnproteinet?

A

I Golgi

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Till vilken aminosyrarest på kärnproteinet fästs GAG:kedjorna?

A

Serin

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

På vilket sätt påverkar den höga sulfateringsgraden i Heparin dess egenskaper i förhållande till heparansulfat?

A
  • Den får högre laddningstäthet
    • Den kan binda in till flera olika proteiner
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

I syntesen av Heparansulfat är många enzym delaktiga. Det finns två enzym som ansvarar för polymeriseringen av kedjan och således bidrar mest till kedjans förlängning. Vad heter de?

A

EXT1 och EXT2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Vad händer vid syntesen av HS om man får mutationer i EXT1 och EXT2? Vilken sjukdom får man? Vad har man för symptom? Vad är mekanismen bakom sjukdomen?

A
  • Heparansulfatkedjorna förlängs inte som de ska
  • Ärftliga multipla exostoser
  • Exostos innebär nybildning av benvävnad. Så man får en massa abnormala benutväxter. Man kan även få abnormalt korta och böjda ben.
  • Mycket smärtsamt!
  • Sjukdomsmekanismen är okänd!
20
Q

Ge exempel på två sjukdomar som relaterar till nedbrytningen av HS!

A
  • Hunters sjukdom
    • Hurlers sjukdom
21
Q

Det krävs 11 enzym vid nedbrytningen av Heparansulfat och en defekt i nåt av dem kan leda till sjukdom. Vilket enzym är det som saknas i Hunters sjukdom?

A

Idunorat 2-sulfatas

22
Q

Det krävs 11 enzym vid nedbrytningen av Heparansulfat och en defekt i nåt av dem kan leda till sjukdom. Vilket enzym saknas i Hurlers sjukdom?

A

Iduronas

23
Q

Varför är det framförallt pojkar som drabbas av Hunters sjukdom?

A

Sjukdomen nedärvs i X-kromosomen och allelen är recessiv.

24
Q

Det finns flera symtom/effekter som är gemensamma för både Hunters och Hurlers:

  • Stela leder
  • Hjärtproblem
  • Andninssvårigheter
  • Försenad utveckling
  • Neurologiska symptom
  • Tidig död

Ge exempel på 1 symtom som finns vid Hunters men inte vid Hurlers!

A

Förstoring av lever och mjälte

25
Q

Det finns flera symtom/effekter som är gemensamma för både Hunters och Hurlers:

Stela leder
Hjärtproblem
Andninssvårigheter
Försenad utveckling
Neurologiska symptom
Tidig död

Ge exempel på 1 symtom som finns vid Hurlers men inte vid Hunters!

A

Hörselproblem - dövhet

26
Q

Hur kan man behandla både Hurlers och Hunters?

A

Genom att ge intravenösa injektioner av rekombinant enzym. Dvs man injicerar det enzym som saknas.

27
Q

Vilken egenskap hos Heparansulfatet är det som ger bindningsspecificitet? Vad är speciellt med Heparin med avseende på detta?

A
  • Vanligen är det laddningstätheten som avgör vilka ligander som kan binda in till HS kedjan. Inte själva sulfateringsmönstret.
    • Hos Heparin är det däremot så att ett visst sulfateringsmönster ger specificiteten för en viss “ligand”
28
Q

Vad kan Heparin binda specifikt till?

A

Antitrombin

29
Q

Vad är effekten av att Heparin kan binda in till Antitrombin?

A

Koagulation hämmas

30
Q

Observera att Heparin endast produceras av mast-celler i kroppen. Heparin används däremot inom sjukvården som antikoagulantia. Ge exempel på två situationer/fall där man kan göra det!

A
  • Profylaktiskt vid exv operation för att motverka tromboser och lungembolier.
  • Vid malaria
31
Q

Varför används Heparin vid malaria?

A
  • Vid malariainfektion kommer parasiten att inducera blockering av små blodkärl då parasiten får erytrocyter att aggregera. Förhindrar perfusion och lika många RBC:s kommer ej att nå mjälten där de skulle brytas ner. Således får parasiterna mera tid att föröka sig i blodcellerna!
  • Heparin förhindrar dessa mikroinfarkter
32
Q

Hur inducerar Plasmodium Falciparum mikroinfarkter vid malaria? Förklara verkningsmekanismen av Heparin när det används vid malaria!

A
  • Parasiten Plasmodium falciparum äntrar värden via ett myggbett. Förökar sig därefter i lever och infekterar därefter röda blodkroppar.
  • I de infekterade erytrocyterna börjar parasiten att bilda ett protein (PfEMP1) som sedan exporteras till erytrocytens yta.
  • PfEMP1 medierar bindning av en infekterad erytrocyt till en frisk erytrocyt och/eller endotelet, detta genom att binda till olika proteoglykaner (heparansulfat) och andra receptorer.
  • Detta leder till mikroinfarkterna. Mikroinfarkterna kan göra att infekterade erytrocyter inte når mjälten där de skulle förstöras och tas om hand MER TID FÖR PARASITEN ATT FÖRÖKA SIG!
  • Heparin binder in till PfEMP1 och konkurrerar ut bindningen av en infekterad erytrocyt till annan erytrocyt eller endotelet!
33
Q

Vad heter proteinet som malariaparasiten Plasmodium Falciparum bildar och exporterar till erytrocytens cellmembran?

A

PfEMP1 (Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1)

34
Q

Varför påverkar heparansulfatproteoglykaner så många olika processer i kroppen?

A
  • Alla celler uttrycker HSPG:s
    • Hundratals olika typer av protein binder till HS såsom
  • Cytokiner
  • Tillväxtfaktorer
  • Virus
  • Enzymer
  • Peptider
  • Morfogener
  • Receptorer
35
Q

Vad är det som proteoglykaner kan binda in vid embryonalutvecklingen?

A

Morfogener

36
Q

Vad är effekten av att proteoglykaner kan binda in morfogener vid embryonalutvecklingen?

A

Gradienter av morfogener kan moduleras

37
Q

Vad är ett morfogen?

A

En morfogen är oftast ett protein, som är delaktigt i patterning (dvs bildandet av organ).

38
Q

Vad har morfogeners olika koncentrationer för betydelse vid emrbyonalutveckling?

A

Induktion av “målgener” kan vara beroende av morfogeners koncentrationer. Dvs vissa gener kan stängas av och andra kan sättas på beroende på koncentrationen av morfogener i cellens omgivning.

39
Q

Förklara hur proteoglykaner inverkar på bildandet av organ!

A
  • Proteoglykaner har förmåga att binda in morfogener
  • Att morfogener binds in till proteoglykaner modulerar morfogenernas koncentration och morfogeners gradienter
  • Morfogenerna är oftast proteiner. De är delaktiga i s.k. patterning, dvs. bildandet av olika organ.
  • Morfogengradienterna styr bildandet av organ. Detta genom att induktion av målgener kan vara koncentrationsberoende. Dvs att en viss koncentration av morfogen leder till aktivering/avstängning av gen.
40
Q

Vad består amyloida plack av? Varför är negativa för organismen?

A
  • De består av proteiner och heparansulfat
  • De förstör vävnad och är toxiska för celler!
41
Q

På vilket sätt är HSPG:s delaktiga i bildandet av plack exv vid Alzheimer’s?

A
  • Heparansulfatet i cellmembranbundet HSPG utgör en bindningsplats för amyloida proteiner
  • Många sådana amyloida monomerer kan binda in till heparansulfatet och bilda plack
42
Q

Hur är proteoglykaner delaktiga i utvecklingen av amyloida sjukdomar?

A
  • Heparansulfatet i HSPG exv. kan binda in en massa amyloida monomerer till sig varpå plack bildas.
43
Q

Definiera amyloidos!

A

Amyloidoser är en grupp sjukdomar där organ i kroppen ansamlar plack bestående av protein och heparansulfat.

44
Q

Decorin är en proteoglykan. Vad har det för funktion?

A
  • Det påverkar kollagenfibrillers diameter
  • Det skyddar kollagenfibriller från nedbrytande enzymer s.k. matrix metalloproteaser (MMP)
45
Q

Hur påverkar UV-ljus nedbrytningen av typ I kollagen i huden?

A
  • UV-ljus inducerar rekrytering av neutrofiler
  • Neutrofiler har förmågan att bryta ner decorin med hjälp av sina enzymer (elastas)
  • När decorin bryts ner kan MMP komma åt typ I kollagenet och bryta ner det
46
Q

Proteoglykaner utgör en grupp av komplexa molekyler som finns rikligt i bindväv och på ytan av celler. De påverkar en rad olika normala biologiska förlopp och flera sjukdomstillstånd. Beskriv generellt hur proteoglykaner är uppbyggda och orsakerna till deras stora strukturella variabilitet. Beskriv även hur olika proteoglykaner kan bidra till vävnaders mekaniska egenskaper samt modulera signalering av tillväxtfaktorer. Ge ett exempel på en sjukdom eller ett sjukdomsförlopp där någon proteoglykan har central roll, och förklara de molekylära mekanismerna för hur den påverkar sjukdomen.

A

Svara på. Ta bild och lägg upp här.