W1 - HC5 Hoe werken G-eiwit gekoppelde receptoren

Question 1

Via welke receptoren werken CRH & TRH en cortisol en T4 (T3)?

Answer 1

• CRH en TRH via membraan receptoren.
• Cortisol en T4 (T3) via kern receptoren.

Question 2

Wat zijn GPCRs?

Answer 2

• Grootste, veelvoorkomende en meest veelzijdige familie van membraan receptoren.
• Doelwit voor medicijn ontwikkeling.
  = Guanine nucleotide Protein Coupled Receptor

Question 3

Welke soorten domeinen bestaan er van GPCR?

Answer 3

• Hormoonbinding: affiniteit en specifiteit
• Transmembraan: verankering
• Transductie: geeft signaal door

Question 4

Wat zijn eigenschappen van ACTH?

Answer 4

• Peptide geproduceerd door klieving uit POMC (zal meerdere hormonen later produceren).
• Ca. 4,5 kDa (kleiner dan TSH)

Question 5

Wat zijn eigenschappen van TSH?

Answer 5

• Glycoproteine hormoon
• Ca. 30 kDa (groter dan ACTH)
• Familie van TSH, FSH, LH en hCG.
• 2 subunits: alfa (gemeenschappelijk) en beta (hormoonspecifiek).

Question 6

Wat is de ACTH signaaltransductie?

Answer 6

• (Extracellulair)
  ACTH > MC2R >
• (Cytosol)
  Gs > adenylyl cyclase > cAMP > PKA > fosforylering en genregulatie >
• (Effect)
  Cortisol

Question 7

Wat is de TSH signaaltransductie?

Answer 7

• (Extracellulair)
  TSH > TSH receptor >
• (Cytosol)
  Gs > adenylyl cyclase > cAMP > PKA > fosforylering en genregulatie >
• (Effect)
  T4

Question 8

Wanneer is een GPCR inactief?

Answer 8

Als GDP gebonden is aan alfa-subunit.

Question 9

Wanneer is een GPCR actief?

Answer 9

Na binding ligand wordt GDP > GTP en is GPCR dus actief als GTP gebonden is aan alfa-subunit > transcriptie.

Question 10

Hoe zet een G eiwit zichzelf weer uit?

Answer 10

GTPase activiteit hydrolyseert GTP > -P dus wordt GTP > GDP = beginstatus.

Question 11

Wat is adenylyl cyclase?

Answer 11

Is een enzym die ATP omzet in cAMP > cAMP concentratie stijgt. cAMP activeert PKA.

PKA > fosforyleren van eiwitten.
cAMP > labiel en afbraak door phosphodiesterase.

Question 12

Hoe vormt adenylyl cyclase cAMP uit ATP?

Answer 12

Bij activatie krijgt alfaS met GTP gebonden (wat adenylyl cyclase activeert) > ATP > cATP > activatie PKA.

Bijv. somatostatine receptoren: Gi

Question 13

Waaruit bestaat PKA?

Answer 13

PKA is cAMP afhankelijke protein kinase bestaande uit: 2 regulatoire subsunits en 2 catalytische subunites (geeft effect door indien vrijgemaakt).

Vrijmaken doordat cAMP bindt aan regulatoire subunite, zodra cAMP gebonden dan conformatieverandering eiwit en komt de catalytische subunite vrij en die gaan vervolgens naar de kern om met verschillende eiwitten te binden > gentranscriptie.

Question 14

Welke 4 soorten G-eiwitten bestaan er en wat is hun pathway?

Answer 14

• Gs: stimulerend adenylyl cyclase > cAMP concentratie omhoog > PKA.
• Gi: remt adenylyl cyclase > cAMP concentratie omlaag > PKA.
• Gq: fosfolipase C (PLC) > Ca2+ en DAG concentratie omhoog > PKC.
• G12/13: RhoGEF > Rho actief > Rock

Question 15

Via waar signaleert TRH?

Answer 15

Via Gq > [Ca] omhoog en productie IP3

Question 16

Wat voor gevolgen hebben mutaties in TSH receptor?

Answer 16

• Inactiverend: hypothyreoidie
• Activerend: hyperthyreoidie, adenoom.
  Constitutief actieve (continue aan zonder dat er een receptor nodig is) TSH receptor (actief zonder TSH).

Question 17

Wat voor gevolgen hebben mutaties in MC2R?

Answer 17

• Inactiverend: familaire cortisol deficientie
• Activerend: niet bekend.
• Alternatief gen: MRAP

Question 18

Wat voor gevolgen heeft een mutatie in Gs?

Answer 18

• Inactiverend: geen uitwisseling > bijv. bij pseudo-hypoparathyreoidie > multiple hormoon resistentie.
• Activerend kan leiden tot het McCune-Albright syndroom > botdystrofie, endocriene tumoren zoals schildklier.

Question 19

Wat voor gevolgen hebben een mutatie in cAMP en PKA?

Answer 19

Inactiverende mutatie in regulatoire subunite leidend tot activatie van katalytische subunite.

Mutatie in fosfodiesterase leidt tot geen afbraak > PKA langer geactiveerd > continue activatie katalystische subunit.

Activerende mutatie in katalytische subunit van PKA > conformatie verandering > activatie.

Question 20

Wat doet een agonist en wat induceert het?

Answer 20

Agonist: bindt met een hoge affiniteit aan de receptor. Induceert een signaaltransductie met hoge effectiviteit. Effect bij lage concentratie.

Question 21

Wat doet een partiele agonist en wat voor signaal induceert het?

Answer 21

Partiele agonist: bindt met variabele affiniteit aan de receptor. Induceert signaaltransductie, maar met variabele effectiviteit.

Question 22

Wat doet een inverse agonist en wat induceert het?

Answer 22

Inverse agonist: bindt aan bij voorkeur aan receptor met inactieve conformatie. Remt basale of constitutieve activiteit van receptor.

Question 23

Wat doet een antagonist en welk signaal induceert het?

Answer 23

Antagonist: bindt receptor, maar induceert geen signaaltransductie. Competitie met endogeen ligand. Hormoon bindt maar als antagonist hogere affiniteit heeft blokkeert het de binding voor een agonist.

Question 24

Wat gebeurt er bij zwangerschap thyreotoxicose?

Answer 24

• Stimulerende antilichamen
• Verhoogde humaan choriongonadotrofine (hCG) spiegels (1e trimester > thyreotoxicose).

Aan begin zwangerschap zijn de hCG spiegels hoog maar wordt TSH onderdrukt omdat de alfasubunit met name gebruikt wordt om hCG te produceren. De LHR wordt gestimuleerd door hCG, TSHR niet alleen bij hele hoge concentraties een klein beetje.

Question 25

Wat gebeurt er bij families met een mutatie in TSHR?

Answer 25

Reageren wel op TSH, dit leidt tot een specifiek geval van gestoorde schildklierfunctie tijdens de zwangerschap. Dit komt doordat de alfa-subunite gedeeld wordt.