VL 13: Signaltransduktion und Apoptose Flashcards
Welche zwei Typen von G-Proteinen gibt es?
Heterotrimere G-Proteine: Signaltransduktion
kleinere monomere G-Proteine: regulieren das Cytoskelett/Zellwachstum
Vom Signalmolekül zum Gen
- Der Ligand ist der primäre Messenger
- Membranprotein gibt Signal über Membran weiter an sekundären Messenger
- Sekundärer Messenger gibt Signal von Innenseite der Membran weiter an cytosolische Faktoren
- optional wird eine Kinase-Kaskade aktiviert
- Transkriptionsfaktor wandert in den Zellkern
Welche Rezeptortypen gibt es?
G-Proteinrezeptoren
Tyrosinkinaserezeptoren
Ionenanäle
Intrazelluläre Rezeptoren (für membranlösliche Liganden, eg Steroishormone)
Nenne ein Beispiel für einen Sekundären Messenger
cAMP
Was ist die Adenylatzyklase und was macht sie?
membrangebundenes Enzym
bildet nach entsprechender Aktivierung aus ATP cAMP
damit ist Adenylatzyklase eine wichtige Komponente bei der Signaltransduktion
Welchen secons-messenger bildet die Adenylatzyklase und wodurch wird sie aktiviert?
cAMP
aktiviert durch Binden von G-alpha
Was ist G-alpha und was macht es?
ist ein monotopisches Membranprotein
bindet an Membraneffektoren und sorgt für Signaltransduktion
aktiviert Adenylatzyklase
Bsp für cAMP-Signaltransduktion
Aktivierung des Fos-Gens durch Adrenalin
Wofür steht CREB?
cAMP response element-binding protein
wofür steht PKA?
Proteinkinase A
wofür steht CRE?
cAMP responsive element
Wie funktioniert die Aktivierung von des Fos-Gens durch Adrenalin?
- Adrenalin bindet an Rezeptor –> aktiviert G-Protein –> bindet an Adenylatzyklase
- Adenylatzyklase bildet cAMP –> bindet an R-UE von PKA –> C-UE wird freigesetztz und diffundiert in Zellkern
- C-UE von PKA phosphoryliert im Kern CREB –> verändert Enzymaktivität –> leitet Transkription bestimmter Gene ein
Was ist die C-UE von PKA?
eine Proteinkinase
bzw die kathalytische UE der Proteinkinase A
Welche Rolle spielt CREB in der Signaltransduktion?
Endpunkt einer Signaltransduktionskaskade
Zelle kann durch ein Signal von außen angeregt werden, individuelle Gene zu aktivieren
Nenne einige von G-Proteinen vermittelte zelluläre Prozesse
Chemotaxis
Sehempfinden
Glykogenaubbau
Verringerung der Schrittmacheraktivität
Sekretion
Wie funktionieren Tyrosinrezeptorkinasen?
Ligandenbindung führt zu Dimerisierung
Dimerisierung führt zur Tyrosinphosphorylierung auf der cytolischen Seite des Rezeptors
Aktivatorproteine binden an phosphorylierten Rezeptor und leiten Signal weiter
Welche Eigenschaften haben Tyrosinkinasen und weshalb sind diese wichtig?
aktivieren viele Signaltransduktionsketten gleichzeitig
notwendig weil: komplexe Vorgänge (eg Wachstum)
benötigen viele verschiedene Aktivitäten
Nenne ein Bsp für eine Tyrosinkinase
BCR (b-cell receptor)
Was sind die wichtigsten Rezeptortypen?
G-Protein-Rezeptoren
Tyrosinrezeptorkinasen
Signaltransduktionswege können…
sich überlappen/ redundant sein
Wie funktionieren G-Protein-Trimere?
Signal kommt beim G-Proetin-Rezeptor an –> wird auf G-Protein Trimer weitergegeben
Trimer wird in G-UE und beta-gamma-UE gespalten
diese UE üben dann unterschiedliche Funktionen aus
Was passiert bei der Nekrose?
sterbende Zelle schwellt an und lysiert
Inhalt läuft aus und führt zu Entzündungen
Die Morphologie der Apoptose
Die Zelle schrumpft
Chromosomen ziehen sich zusammen und fragmentieren
Kernmembran bricht zusammen
apoptotische Körperchen formieren sich
apoptotische Körperchen werden phargozytiert
Wie nennt man Nekrose auch?
pathologischer Zelltod
Wie nennt man Apoptose auch?
physiologischer oder programmierter Zelltod
Verlauf der Nekrose
Trauma
Verlust der Fähigkeit das interne Milieu aufrecht zu erhalten
Ca2+ Influx / Zellanschwellung
Aktivierung von Proteinen
Produktion toxischer Substanzen
Entzündung
Welche Proteine werden bei Nekrose aktiviert?
Calpain
Calthepsin
Caspase
Welche toxischen Substanten werden bei der Nekrose produziert?
Archidonsäure
Prostaglandine
Eikosanoide
Welche Kategorien von Zellsignalen gibt es?
Mitogene - aktivieren den Zellzyklus
Wachstumsfaktoren - erhöhen die Zellmasse
survival Faktoren - unterdrücken Apoptose
Induktoren der Apoptose
Welches Protein unterdrückt die Initiation der Apoptose?
Bcl-2
Funktion der regulären Apoptose
Ausprägung von Körperstrukturen: Hand/Fuß
Rückbildung nicht mehr benötigter Strukturen (Schwanz bei der Kaulquappe)
Rückbildung Geschlechtsspezifischer Organanlagen: Müllerscher Kanal im männlichen Geschlecht
Abbau von Überproduktion (erstmalig sind mehr Neuronen als Empfängerzellen vorhanden)
Abwehrfuktionen der Apoptose
Zerstörung von Zellen die eine Gefahr für den Organismus darstellen wie zB:
Zellen die mit Viren infiziert sind
Zellen des Immunsystems (Autoimmunerkrankung)
Krebszellen
Welche Signaltransduktionen gibt es bei der Apoptose?
Intrinsischer Weg (Mitochondrien)
Extrinsischer Weg (Todesrezeptoren)
Wodurch wird der extrinsische Apoptoseweg aktiviert?
durch externe Cytokine
Liganden der Todesrezeptoren
Was bedeutet TNF?
tumor necrosis factor
Wie verläuft die Aktivierung des Todesrezeptors?
Bindung des Liganden führt zur Homotrimerisierung des Rezeptors
“death domain” der Rezeptoren im Cytoplasma leiten das Signal nach Trimerisierung weiter
FADD wird gebunden und aktiviert
Formierung des DISC –> rekrutiert und aktiviert Procaspasen 8 und 10
Was bedeutet FADD?
Fas-associated death domain protein
Wofür steht DISC?
death-insucing signal complex
Welche zwei Klassen von Caspasen gibt es?
Initiatorcaspasen: aktivieren die ausführenden Caspasen
Effektor (Executioner) Caspasen: Zerstören bestimmte Zielproteine
Wie nennt man unaktivierte Caspasen?
Procaspasen
Wie werden Procaspasen aktiviert?
Aktivierung erfordert das Entfernen eines Teils des Proteins durch DISC
werden in der Frühphase der Apoptose aktiviert und rufen dann alle weiteren zellulären Veränderungen vor
die aktivierte Caspase diffundiert in das Cytoplasma und schneidet dort bestimmte Zielproteine
Welche sind die Executiner Caspasen?
Caspase 3, 6, 7
Welche sind die Zielproteine der Executioner Caspasen?
FAK (focal adhesion caspasen)
Lamine
Zytoskelett
Endonuclease CAD
Enzyme die DNA reparieren
wofür steht FAK?
focal adhesion caspasen
Zusammenfassung des “death receptor pathways” (extrinsisch, blaue Folie)
Ligand –>
Death Receptors –>
FADD/DISC –>
Caspase 8, 10 –>
Caspase 3,6,7 –>
Lamin, CAD, Aktin, Adhäsionsmoleküle
Welche Bestandteile im Mitochondrium sind für apoptotische Signale besonders wichtig?
die äußere Membran und der intermembranraum
Wie verläuft der Intrinsische apoptoseweg?
intrinsisches Apoptosesignal wird ausgelöst –>
pro-apoptotische Bax-Homodimere werden gebildet –>
Catochrom C Translokation von Intermembranraum ins Cytoplasma (bindet dort an Apaf-1 und bildet Apoptosom) –>
Apoptosom aktiviert Caspase 9 –>
Caspase 9 aktiviert Executioner Caspasen 3,6,7 –>
Abbau von Laminen, CAD, Aktin, Adhäsionsmolekülen, etc
Wodurch wird das intrinsische Apoptosesignal ausgelöst?
durch ausbildung von Pro-apoptotischen Bax-Homodimeren
Wodurch wird das intrinsische Apoptosesignal gehemmt?
durch ausbildung von Bcl2-Bax Heterodimeren
Was entscheidet über das Zellschicksal?
das Verhältnis von Pro-apoptotischen Bax-Homodimeren und Bcl2-Bax Heterodimeren
ab welchen Schritt sind intrinsischer und extrinsischer Apoptoseweg konvergent?
ab den Executioner Caspasen
