VL 13 Gimpl Apoptose I

Question 1

Auf welche zwei Arten kann eine Zelle sterben?

Answer 1

Apoptose und Nekrose

Question 2

Was ist Nekrose?
-> Folge hiervon?

Answer 2

Unkontrollierter Zelltod
Chromatin verklumpt, Organellen schwellen an und die Zelle platzt auf
-> Entzündungsreaktion

Question 3

Was ist Apoptose?
-> Folge hiervon?

Answer 3

Kontrollierter Zelltod
Chromatin bleibt kompakt, es bilden sich Bläschen (Blebbs) mit Organellen und Zellmaterial
-> Blebbs werden von Phagozyten aufgenommen und es kommt zu keiner Entzündungsreaktion

Question 4

Wie viele Apoptosen laufen im Menschen am Tag ab?

Answer 4

10^11

Question 5

Was ist Autophagie?
-> Was passiert wenn dies zu lange anhält?

Answer 5

Fehlen von Nährstoffen und Wachstumsfaktoren
-> Zelle nutzt Energie die noch in Zelle ist durch Recycling
Wenn zu lange Autophagie: Apoptose

Question 6

Wie heißt der “Todesrezeptor”?
Die meisten Zellen besitzen diese “Todesrezeptoren” nicht.
-> Bei welchen Zellen findet man sie jedoch häufig?
-> Welcher andere Rezeptor kann ebenfalls Apoptose bewirken?

Answer 6

Todesrezeptor: Fas
Bei Immunzellen

Anderer Rezeptor: TNF

Question 7

Nenne zwei Methoden, mit denen die Apoptose nachgewiesen werden kann

Answer 7

DNA-Leiter
TUNEL-Assay

Question 8

Wie weist man die Apoptose mit Hilfe der DNA-Leiter nach?

Answer 8

Nachweis von DNA Fragmenten, die durch Apoptose entstanden sind und die eine Länge von 180bp, oder ein Vielfaches davon sind.

Question 9

Wieso sieht man beim Nachweis der Apoptose mit der DNA-Leiter Fragmente, die 180bp oder ein Vielfaches davon sind?

Answer 9

Weil 180bp genau der Abstand zwischen Nukleosomen ist, die von einer DNAase (die durch Caspase aktiviert wird) geschnitten werden kann

Question 10

Wie weißt man die Apoptose mittels TUNEL-Assay nach?

Answer 10

1. Fluoreszierendes dUTP zusetzen
2. Blebbing sichtbar gemacht

Question 11

Welche Bedeutung hat Phosphatidylserin bei der Apoptose?

Answer 11

In einer lebenden Zelle sorgen Flippasen unter ATP Verbrauch dafür, dass Phosphatidylserin auf der Innenseite der Membran lokalisiert ist.

Wenn Zelle stirbt -> ATP fehlt -> Flippasen inaktiv -> Phosphatidylserin auch auf Außenseite -> Scavanger Rezeptor von Phagozyten erkennt dies -> Verdaut

Question 12

Wie führt zu lange anhaltender Calcium Einstrom in eine Zelle zu deren Verdau durch Phagozyten?

Answer 12

Lange hoher Calciumspiegel
-> Scramblasen aktiviert
-> Bringen Phosphatidylserin auf Außenseite
-> Erkennung durch Scavanger Rezeptor von Phagozyt
-> Phagozytose

Question 13

Was sind ced-Gene?

Answer 13

ced: Cell death abnormal
-> Also Gene, die für den Zelltod wichtig sind

Question 14

Wie hat man experimentell festgestellt welches ced-Gene sind?

Answer 14

Man hat hierfür einen Wurm (elegans) untersucht, der immer die gleiche Anzahl an Zellen besitzt (1090)
-> Dann Gene verändert und festgestellt, ob es zur Apoptose kam oder nicht

Question 15

Wofür steht die Abkürzung Caspase?

Tipp für die Namensgebung:
-> Welche AS hat Caspase im aktiven Zentrum?
-> Welche AS Sequenz wird erkannt? (P1 und P3 Position)
-> Was für eine Art Protein ist es?

Answer 15

Cysteinyl-Aspartat-spezifische Proteinasen
Im aktiven Zentrum: Cystein
P1 Position: Aspartat P3: Glutamat
Ist eine Protease

Question 16

Welchen katalytischen Mechanismus haben Caspasen? (Heißt: Wie sieht das aktive Zentrum aus?)

Answer 16

Haben eine katalytische Diade aus Cystein und Histidin

Question 17

Aus welchen Einheiten ist eine Caspase aufgebaut? (3 nennen)

Answer 17

Pro-Domäne
Alpha-Domäne
Beta-Domäne

Question 18

Welcher Schritt muss erfolgen um eine Caspase zu aktivieren?

Answer 18

Caspase muss von Protease geschnitten (Rote Pfeile) und damit von Pro-Domäne getrennt werden

Question 19

Wodurch unterscheiden sich Initiator- und Effektor-Caspasen?

Answer 19

Initiator-Caspase: Große Pro-Domäne
Effektor-Caspase: Kleine Pro-Domäne

Question 20

Wie interagieren Initiator-Caspasen, Effektor-Caspasen und Substrate?

Answer 20

Initiator-Caspase aktiviert Effektor-Caspasen -> Schneidet Substrate

Question 21

Warum besitzen Initiator-Caspasen große Pro-Domänen?
-> Welche zwei Domänen existieren?

Answer 21

Gibt zwei Domänen: DED und CARD
Sind wichtig für homophile Interaktionen, heißt nur DED und DED oder CARD und CARD interagieren miteinander

Question 22

Was sind die Targetproteine von Caspasen? (3 Typen nennen)

Answer 22

1) Inhibitoren der Apoptose inaktivieren (z.B. antiapoptotische Proteine zerstören)
2) Zellstrukturen zerstören (z.B. Strukturproteine wie Lamine)
3) Signalwege kappen und Proteinaktivitäten senken (von z.B. DNA-Reparaturproteinen)

Question 23

Wie sieht eine aktive Caspase schematisch aus?
-> Wie viele Untereinheiten?
-> Wie viele aktive Zentren?

Answer 23

Heterotetramer
2 aktive Zentren

Question 24

Wie sieht die Aktivierung der Initiator Caspase aus?

Answer 24

Beachte: Adapter Proteine bringen die Dimere in räumliche Nähe zueinander

Question 25

Wie sieht die Aktivierung der Effektor Caspase aus?

Answer 25

Question 26

Wann sind Caspasen für Inhibitoren zugänglich?

Answer 26

Nur wenn sie als aktives Heterotetramer vorliegen

Question 27

Was sind IAPs?

Answer 27

Inhibitors of Apoptosis Proteins

Question 28

Wie heißt das wichtigste IAP (Inhibitors of Apoptosis Proteins)?

Answer 28

XIAP

Question 29

Wie heißt der Gegenspieler zu IAPs und was bewirkt er?

Answer 29

Smac (Diablo)
-> Verdrängt IAPs aus ihrer Bindung an Caspase (IAP bindet dann an Smac)
-> Caspase wird nicht inhibiert

Question 30

Wie sieht die Konkurrenz zwischen IAPs und Smac Proteinen am Beispiel einer aktiven/inaktiven Caspase aus?

Answer 30

(BIR3 ist eine Domäne der IAPs, mit der sie an Caspasen binden kann)