Vortrag Membran und Transport Flashcards
Wie dick ist die Membran?
5 nm
Wie sehen Glycerophospholipide aus?
Amphiphile Moleküle
C1: Gesättigt
C2: Ungesättigt
Wie sehen Sphingophospholipide aus?
(Schematisch)
Wie sieht das Sphingophospholipid Sphingomyelin aus?
Gebundene organische Verbindung ist Cholin
Wie sehen Glykosphingolipide aus?
(Schematisch)
Was ist die Kritische Mizellbildungskonzentration?
Die Konzentration eines Tensids, ab der sich Mizellen bilden.
Bei einer weiteren Erhöhung der Konzentration gehen nahezu alle hinzukommenden Moleküle in Mizellen über.
Welche Bewegungen eines Lipids in der Lipiddoppelschicht existieren?
Was ist der parakristalline Zustand einer Lipiddoppelschicht?
Temperatur niedrig
-> Lipide in der Bewegung stark eingeschränkt
-> FS-Ketten steif + regelmäßig
angeordnet (Membran ist dicker)
-> Verhält sich wie ein Gel
Wieso besitzen tierische Zellen Cholesterin in der Membran?
Versteifung der Membran + verhindert Kristallisation der FS-Ketten „Membranweichmacher“
Wie sorgen Bakterien und Hefezellen für eine gute Fluidität ihrer Membran?
Veränderung der Länge + Sättigungsgrad der Kohlenwasserstoffschwänze
Wo hin bringen die folgenden Proteine die Lipide:
Floppase
Flippase
Scramblase
Floppase: Von Cytosol nach Extrazellulär
Flippase: Von Extrazellulär nach Cytosol
Scramblase: Auf beide Seiten
Was misst man beim FRAP (fluorescence recovery after photobleaching)?
Geschwindigkeit der Fluoreszenzerholung ~ Geschwindigkeit der lateralen Diffusion
Woran sind integrale Membranproteine gebunden, wodurch diese Stabilität bekommen?
Verbunden mit Spectrin-Geflecht und Ankyrin, dessen Enden an das Cytoskelett geknüpft sind
Was passiert mit einer Zelle, wenn es erblich bedingt einen Spectrinmangel oder Ankyrinmangel gibt?
Es kommt zu einer Sphärocytose.
Bedingt durch einen Defekt von Bestandteilen des Zytoskeletts (Ankyrin in etwa 50% der Fälle und Spektrin in je etwa 20%) kommt es zum Verlust der bikonkaven Form der roten Blutkörperchen (Erythrozyten). Die Erythrozyten nehmen die energetisch günstigere Kugelform an (Sphärozyt). Solche Blutkörperchen werden in der Milz vermehrt abgebaut.
Was sind Lipid rafts?
‚Lipidflöße‘
Relativ hoher Gehalt an Sphingomyelinen, Glycosphingolipiden und Cholesterin
-> Schauen aus der Membran heraus, aber ihre Funktion ist noch unklar
Was ist die Glykokalix?
Kohlenhydratschicht (10-20 nm) auf der Membranoberfläche
Bestandteile der Glykokalyx:
A) Glykolipid
B) peripheres Glykoprotein
C) integrales Glykoprotein
D) Proteoglykan
Was ist ein Uniporter, Symporter, Antiporter?
Wie sind Aquaporine aufgebaut?
Ein einzelner Kanal besitzt 6 TM-Helices + 2
kurze Helices
4 Kanäle lagern sich zu Homotetramere zusammen
Sehen wie Sanduhren aus
Aquaporine sehen wie Sanduhren aus. Welches Sequenzmotiv ist für den Transport von Wassermolekülen wichtig?
(N–P–A, Asparagin–Prolin–Alanin)
Asparagin wechselwirkt an Engstelle mit Wassermolekülen
Wie vermittelt die Na-K-Pumpe (Na/K ATPase) ihre Funktion? (Mechanismus)
Wie vermittelt ein ABC-Transporter seine Funktion? (Mechanismus)
Wie ist ein ABC-Transporter aufgebaut und für was steht die Abkürzung ABC?
2 NBD + 2 TM Domänen (je 6 TM Helices)
ATP bindende Kassette (= ABC)
Hat trans-Ölsäure einen höheren oder niedrigeren Schmelzpunkt als cis-Ölsäure und warum?
Trans-Ölsäure hat einen höheren Schmelzpunkt, da sich die FS-Ketten besser aneinander anlagern können
-> Stärkere Van-der-Waals-WW
Zeichne die Struktur eines Glycerophospholipids das eine gesättigte C16-Fettsäuregruppe an Position 1 eine einfach gesättigte C18-Fettsäuregruppe an Position 2 und eine Ethanolaminkopfgruppe hat
Welche der in der Tabelle aufgeführten Glycerophospholipidkopfgruppen kann Wasserstoffbrücken bilden?
Alle, außer Cholin
Ragt die Phosphatidylglycerinkopfgruppe von Cardiolipin aus einer Lipiddoppelschicht so wie die Kopfgruppen anderer Glycerophospholipide heraus?
Nein
Warum können Triacylglycerine keine wesentlichen Bestandteile von Lipiddoppelschichten sein?
-Triacylglycerine sind nicht amphiphil
-Triacylglycerine dienen als Energielieferanten, sie werden durch Lipasen in die freien Fettsäuren gespalten
-> β-Oxidation
Werden Bakterien, die bei 20°C wachsen und auf 30°C erwärmt werden, eher Membranlipide mit
a) gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren und
b) kurzkettigen oder langkettigen Fettsäuren synthetisieren?
Erkläre die Antwort.
Gesättigte und langkettige Fettsäuren
-> bessere Zusammenlagerung der FS und stärkere Van-der-Waals-WW
-> geringere thermische Bewegung
a) Wie viele Windungen einer α-Helix sind notwendig, um eine Lipiddoppelschicht (ca. 3 nm dick) zu durchspannen?
b) Was ist die Mindestanzahl an Aminosäuren dafür?
c) Warum enthalten die meisten Transmembranhelices mehr als die Mindestanzahl an Aminosäuren?
a) 5,6 Windungen (pro Windung 0,54 nm)
b) 20 AS (pro Windung 3,6 AS)
c) TM-Helices liegen nicht immer genau senkrecht zur Membran & Membran ist nicht überall gleich dick (lipid rafts -> dicker)
Der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Ca-Kohlenstoffen in einem β-Faltblatt ist ungefähr 0,35 nm. Kann ein einzelnes neun Aminosäuren langes Segment
mit β-Faltblattkonformation als Transmembranbereich eines integralen Membranproteins dienen?
Nein, zur Bildung von β-Fässern benötigt es 8-22 Stränge.
Werden die folgenden Lipidproben eher der inneren oder äußeren Lage der eukaryotischen Zellmembran entsprechen?
a) 20% Phosphatidylcholin, 15% Phosphatidylserin und 65% andere Lipide.
b) 35% Phosphatidylcholin, 15% Ganglioside , 5% Cholesterin und 45% andere
a) cytosolische Seite
b) extrazelluläre Seite
Bei manchen Autoimmunerkrankungen bilden die Betroffenen Antikörper, die gegen Zellbestandteile wie DNA und Phospholipide gerichtet sind. Manche der Antikörper reagieren sowohl mit DNA als auch mit Phospholipiden. Welche strukturelle Grundlage hat diese Kreuzreaktion?
Beide besitzen Phosphatgruppen
Die meisten Hormone, wie z.B. Peptidhormone, üben ihre Wirkung durch Bindung an Zelloberflächenrezeptoren aus. Steroidhormone erreichen dies jedoch durch Bindung an cytosolische Rezeptoren. Wie ist das möglich?
Steroidhormone sind kleine & lipophile Moleküle und können die Membran passieren.
Geben Sie an, ob die folgenden Verbindungen eine Membran eher durch nicht vermittelten oder vermittelten Transport durchqueren werden:
a) Ethanol
b) Glycerin
c) Cholesterin
d) ATP
(a,b,c) nicht vermittelt
d) vermittelt (ATP/ADP-Translokase in der Mitochondrienmembran)
Was geschieht mit dem Kalium-Ionen-Transport durch Valinomycin (Makrolid-Antibiotikum), wenn die Membran unter ihre Übergangstemperatur abgekühlt wird?
(Valinomycin ist ein Ionophor, das selektiv Kalium-Ionen transportiert. Dabei wird K+ in einer käfigartigen Struktur komplexiert und so durch die Zellmembran transportiert. Durch diese Transportvorgänge bricht das Membranpotential zusammen und die Zelle stirbt ab.)
Bei dieser Temperatur liegt der parakristalline Zustand (Gel) vor
-> Phospholipide sind stark in ihrer Bewegung eingeschränkt
-> geringe Fluidität
-> Valinomycin bewegt sich langsamer durch die Membran
-> Transportgeschwindigkeit sinkt
Die Einwanderungsgeschwindigkeit (Flux) einer Substanz X in Zellen wurde bei verschiedenen Konzentrationen von X gemessen und es wurde nachfolgende Funktion erstellt.
a) Legt diese Information nahe, dass die Wanderung von X in Zellen durch ein Transportprotein vermittelt wird?
b) Welches zusätzliche Experiment müsste man durchführen, um zu beweisen, dass ein Transportprotein beteiligt ist oder nicht?
a) Nein, es handelt sich hierbei um die freie Diffusion, da der Fluss linear zunimmt. (Transporter: Sättigungskurve)
b) Transporter inhibieren oder künstlicher Vesikel/Zelle ohne Transporter und Fluss nochmal messen.
