VL 11: Membranproteine und Vesikeltransport Flashcards
Welche Membranproteine-Typen gibt es?
Integrale Proteine
- alpha-helicalen Bündel (regulierter Transport)
- beta-Barrels (immer offen; sehr stabil)
periphere Proteine
Welche Aufgaben übernehmen integrale Membranproteine?
- Transporter
- Enzyme
- Oberflächenrezeptoren
- Identitätsmarker
- Zell-Zell Adhäsionsproteine
- Anheftung ans Zytoskelett
Eigenschaften von peripheren (monotopischen) Membranproteinen
nur in einem Layer der Membran verankert
nonpolarer membrananker zB FS, Lipidanker, Prenylierung, Salzbrücke
frei in einer Schicht bewegbar
Eigenschaften integraler Membranproteine (polytropisch)
Durchdringen membran
machen ca 30% des Proteoms aus (Anzahl nicht Masse)
- β-Barrel zB Porine
-eher in Membranen, die nicht mit dem Cytosol
kommunizieren zB Mitochondrien, Chloroplasten,
Bakt
-aus β-Faltblättern
Meist immer offen - ɑ-Helikale Bündel z.B. ER-Translocon
Regulieren durchlass
welche Arten von Transportern gibt es?
Symporter (Na/Glukose)
Antiporter(Na/K)
primärer aktiver Transport
Sekundärer aktiver Transport
Eigenschaften von aktiven Transport
ATP-abhängig
keine []-Gradient nötig
- geht sogar gegen []-Gradienten
- erlaubt die asymmetrische Akkumulation von
Substanzen über Membranen
Welche Arten von Pumpen gibt es in Membranen?
– Ionenpumpen: Na+, K+, Ca++, Cl-
– Austauschpumpen: Na+-K+ Pumpe
Wofür sorgt die Natrium-Kalium-Pumpe?
hält steilen Gradienten von NA+ und K+ über Membran aufrecht –> sorgt somit fürs Membranpotential (innen -; aussen +)
Regulation des Zellvolumens
Wärmeproduktion (Nebenprodukt
Wie funktioniert die NA+-K+-Pumpe?
- Bindung von cytoplasmatischem Na+ stimuliert die Phosphorylierung
- Phosphorylierung führt zur Konformationsänderung
- Konformationsänderung dissoziiert Na+ nach aussen –> extrazelluläres K+ wird gebunden
- K-Bindung führt zur Dephosphorylierung
- Rückfaltung der Pumpe in alte Konformation
- K+ wird gelöst und Na+ kann erneut gebunden werden
Welche Art von Transportprotein ist die Na-K-Pumpe?
Antiporter
Beispiel für sekundär aktiven Transport
symporansport von Na+ und Glukose
Wie funktioniert sekundär aktiver Transport (am Bsp Glukose)
Antiporterprotein beförtert Na+ aus der Zelle heraus und K+ in die Zelle hinein
höhe Na+-Konz extrazellulär
Symporterprotein nutzt Na+-Gradienten um Na+ (entlang seines Gradienten) zusammen mit Glukose in die Zelle zu importieren
Symporter
befördern zwei Substrate in gleiche Richtung
Antiporter
befördern zwei Substrate in entgegengesetzte Richtung
positive-inside-rule
Insertion von helikalen bündel in die membran
Positionierung abhängig von ladung der helix und hydrophbizität des membranankers
Innen IMMER poitiv
Endozytose
Aufnahme von Substanzen
Phagozytose
Partikel werden aufgenommen
Pinocytose
Flüssigkeit wird aufgenommen
Rezeptor-vermittelte-Endozytose
Aufnahme nur nach Kontakt mit
spezifischen Molekülen mittels Rezeptor
Exozytose
Abgabe von Substanzen
Welche Faktoren werden für Clathrin-abhängigen Transport benötigt?
Frachtgut
Rezeptor (GTP-bindend)
Adaptin
Clathrin
Wie funktinoiert Clathrin-abhängiger Transport!?
Erkennung des Frachtguts
- Adaptine interagieren mit Rezeptoren (best. Spezifität
bzgl Frachtgut)
- rekrutieren Clathrin
GTP-bindende Proteine (Rezeptor) halten Clathrin-Käfig zusammen
Bildung des Clathrin-Käfigs ist spontan, nur Rezeptoren verbrauchen GTP
Abschnürung des Vesikels
- ATP-abhängig
- durch Dynamin,
bei größeren Cargos wirken versch. Proteine auf Aktinskelett, wodurch Vesikel nach innen gedrückt wird, wodurch auch der größere Cargo eingehüllt werden kann –> Clathrin geht nicht komplett rum
Welche anderen Vesikeltransportprozesse (neben Clathrin) gibt es?
COP1 und COP2
sind Clathrin-ähnlich
Richtung con COP1-Transport
Golgi zu ER (retrograt)
Richtung von COP2-Transport
ER zu Golgi (anterograt)
Gemeinsamkeit von COP1/2 - und Clathrin-anhängigem Transport?
Die Ausbildung einer Käfigstruktur (Autoassemblierung) für den Transport des Vesikels
Welche Faktoren stellen die Membranidentität für den intrazellulären Transport her?
PIPs (Phosphoinositide)
Rab-GTPasen
wie tragen PIPs zur Membranidentität bei?
-Inositol an der Phosphokopfgruppe des Glycerins
—> C3/4/5 können phosphoryliert sein
—> Plasmamembran zB am 4 und 5
- Phosphatasen regulieren Phosphorylierung
- zur Erkennung von Membranen damit zielgerichteter Transport möglich ist
wie tragen Rap-GTPasen zur Membranidentität bei?
besitzen im GTP-gebundenen Zustand eine hydrophobe Domäne im inneren
wenn GTP mit GDP durch Guanosinexchangefaktor (GEF) ausgetauscht wird, klappt hydrophobe Domäne raus und kann mit Membran interagieren
—> kann andere Proteine rekrutieren zB Anker-
Proteine und so die Spezifität der Membran ändert
—> in einer Membran können mehrere versch. Lipid-
rafts vorkommen (an einer Stelle Rab5, an anderen
Stelle zB RabY …)
—> spezifisch für versch. Vesikel/Proteine
Wie erfolgt die Fusion des Vesikels mit der Zielmembran
Problem: Wasserspalt –> ist el.-stat. ungünstig
Lösung: snares verbinden Vesikel mit Membran –> durch Verdrillung werden beide angenähert und Wasser aus Spalt gequetscht
Fusion wird ermöglicht
Verdrillung und Ablösung der snares verbraucht Energie
Problem bei Tetanus?
zerstört snares –> keine Signalübertragung
