W10 HC.5 Hoe werken G-eiwit gekoppelde receptoren Flashcards
Domeinen GPCR en hun functie?
- Hormoonbinding: affiniteit en specificiteit van een hormoon (N-terminale deel met drie extracellulaire loops)
- Transmembraan: verankering van de receptor in het membraan (7 transmembraandomeinen)
- Transductie: geeft signaal door (tweede en derde intracellulaire loop die koppelt aan het G-eiwit)
Hoe ontstaat ACTH?
Peptide geproduceerd door klieving uit POMC. Het POMC wordt geproduceerd in de tussenkwab van de hypofyse.
Hoe ontstaat TSH?
Glycoproteïne die wordt gemaakt in de hypofysevoorkwab.
- opgebouwd uit twee subunits: alfa en beta
- familie van hormonen als FSH, LH en hCG
-> alfa-subunit is gelijk in de hele familie.
-> beta-subunit is hormoon-specifiek
GPCR-classificatie?
Familie 1
- 1a: bij kleine hormonen of ionen vindt in mindere mate binding plaats met het N-terminale deel, maar meer binding in de pocket van de 7 transmembraaneiwitten
- 1b: peptide hormonen zijn klein, het N-terminale deel is daarom ook klein. Icm de extracellulaire loops kan binding plaatsvinden
- 1c: aan deze structuur kan TSH binden. Omdat TSH zelf een groot eiwit is, moet het hormoonbindingsdomein ook groot zijn. Deze GPCR heeft dan ook een groot N-terminaal deel.
Familie 2
Familie 3
Is de N-terminus van de MC2R en die van de TSHR groot of klein?
- MC2R: klein, want bindt ACTH
- TSHR: groot, want bindt TSH
Signaaltransductie van TSH vs ACTH
TSH:
- TSH-receptor
- Gs
- Adenylyl cyclase
- cAMP
- Proteïne kinase A
- Fosforylering en genregulatie
ACTH:
- MC2R
- Gs
- Adenylyl cyclase
- cAMP
- Proteïne kinase A
- Fosforylering en genregulatie
Stappenplan werking GPCR?
Een G-eiwit bestaat uit drie subunits (a,b,y)
- Eerst inactief G-eiwit met gebonden GDP
- Signaalmolecuul bindt aan receptor: a subunit activeert en laat GDP los.
- De geactiveerde a subunit bindt in plaats van GDP nu GTP.
- De alfa-subunit met GTP geeft signaal door en ook bèta en gamma subunit activeert en geeft signaal door
G-eiwit kan zichzelf deactiveren, hoe?
De alfasubunit kan GTP hydrolyseren naar GDP, de alfasubunit heeft dus hydrolase (GTPase) activiteit.
Hoe vindt de signaaltransductie in de cel plaats?
- Als Gs-eiwit geactiveerd is en dus de alfasubunit ook, zorgt a-subunit voor activering van adenylyl cyclase.
- Adenylyl cyclase zet ATP om in veel cAMP.
- cAMP zorgt voor activatie van PKA (proteïne kinase A).
- PKA gaat naar de kern en kan een interactie vormen met transcriptie regulatoren en dit zorgt voor transcriptie van genen.
(cAMP is labiel en afbraak vindt plaats door phosphodiesterase)
Proteïn kinase A werking?
- Bestaat uit twee regulatoire en twee katalytische subunits. De regulatoire subunits zorgen voor inactivatie van katalytische subunits
- Zodra Gs geactiveerd is, bindt cAMP aan de regulatoire subunits. (2cAMP per subunit). Er vindt dissociatie plaats van het complex en katalytische subunits komen vrij
- De vrije katalytische subunits gaan naar de kern en activeren verschillende kinases. Genen die cAMP gevoelig zijn, worden hierdoor geactiveerd.
Soorten G eiwitten?
- Gs: stimuleert adenylyl cyclase -> cAMP stijging -> activering van PKA
- Gi: inhibeert adenylyl cyclase -> cAMP daling -> remming van PKA
- Gq: activeert fosfolipase C (PLC) -> Ca2+ en DAG stijging -> activering PKC
- G12/13: activeert RhoGEF -> activeert Rho -> activatie Rock
Waar zorgen mutaties in MC2R voor?
- Inactiverend: familiaire cortisol deficiëntie
- Activerend: niet bekend
- Alternatief gen: MRAP (co-factor)
Waar zorgen mutaties in TSH receptor voor?
- Inactiverend: hypothyreoïdie
- Activerend: hyperthyreoïdie, adenoom, constitutief actieve TSH receptor (actief zonder TSH)
Wat is het Carney complex?
Als de regulatoire subunit van PKA het niet doet is de katalytische subunit altijd actief. Dit kan leiden tot vorming van bijniertumoren.
Wat is het McCune-Albright synroom>
Een activerende mutatie van het Gs-eiwit. Gs is dan onafhankelijk van een hormoon continue actief. Dit leidt tot bot dystrofie en verschillende endocriene tumoren in de schildklier en bijnier.
