Cellsignalering Flashcards
(35 cards)
1
Q
På vilka sätt kan signalmolekyler verka på olika avstånd?
A
- Genom kontakt (contact dependent)
- Parakrin signalering (lokal)
- Parakrin, synaptisk transfer
- Autokrin signalering (lokal)
- Endokrin signalering (sekretion, hormonerna följer blodet)
2
Q
Varje cell är programmerad att svara på ett speciellt sätt när den utsetts för signalmolekyler. Ge exempel på några sådana “svar”?
A
- Metabolism
- Proliferation
- Differentiering
- Rörelse av cellen
- Genexpression
- Överlevnad
- Död
3
Q
Hur går ligand-receptor medierad interaktion till?
A
- En extracellulär signalmolekyl kommer in och binder in till ett receptor-protein på cellens utsida
- Bindningen av liganden påverkar receptor-proteinet, och intracellulära signalproteiner skapas
- Dessa förs vidare till målproteinerna, där effekten utövas
4
Q
Vad har vi för typer av receptorer?
A
- Membranbundna
- Intracellulära (cytoplasma och kärna)
5
Q
Vilka peptidhormoner finns, och vad är dess respektive uppgift?
A
- Insulin - regulation av glukosupptag, proliferation av glukossyntes
- Glukagon - stimulation av glukossyntes
6
Q
Vilka neuropeptider / neurohormoner finns, och vad är dess respektive uppgift?
A
- Substans P - sensorisk synapstransmission
- Vasopressin - stimulering av vatten reabsorption i njuren
7
Q
Vilka tillväxtfaktorer finns, och vad är dess respektive uppgift?
A
- NGF - differentiering och överlevnad av neuroner
- EGF - proliferation av många olika celltyper
- PDGF - proliferation av fibroblaster och andra celler
8
Q
Ge exempel på steroidhormoner, och förklara vad dess uppgift är?
A
- Testosteron
- Östrogen
- Progesteron
- Kortikosteoider
- Ekdyson
Binder till små intracellulära cytoplasmatiska receptorer och till kärnreceptor-superfamiljen
9
Q
Hur fungerar glococorticoid-påverkan på en cell? Förklara hur processförloppet går till!
A
- Ett steroidhormon diffunderar över cellmembranet och tar sig in i cellens cytoplasma
- Hormonet binder in till ett NR/HSP-komplex (HSP = Heat shock protein)
- HSP släpper från komplexet och hamnar fritt i cytoplasman. Hormonet tar HSPs plats i komplexet. Nu har vi alltså ett NR/hormon-komplex
- En dimerisering sker, ytterligare ett NR/hormon-komplex tillkommer. De två NR/hormon-komplexen bildar alltså en NR dimer
- NR dimeren tar sig in i cellkärnan via en kärnpor (en öppning i kärnhöljet, funkar som en jonkanal)
- NR dimeren påverkar transkriptionen av nytt DNA/RNA
- Förändrat mRNA transporteras ut i cellens cytoplasma och kommer i kontakt med protein ⇒ cellens funktion är nu förändrad
10
Q
Varför finns Heat Shock proteins (HSP) ofta i olika komplex med andra molekyler i våra celler?
A
HSPs har en stabiliserande funktion. De håller komplexen stabila tills dess att rätt sak binder in till komplexet. I samband med detta ersätts dem av det som just bindes in. Nuclear receptors (NR) hålls inaktiva så länge de är inbundna till HSP. HSP ser till så ingen felaktig inbindning sker
11
Q
Vad är det som gör att steroidhormon är effektiva när det kommer till att förändra cellers funktion?
A
- De är små och hydrofoba
- De är fettlösliga molekyler som lätt diffunderar över cellmembran
- De har mycket god permeabilitet till glucocortikoid-receptorer
12
Q
Vi har tre klasser av membranbundna cellyte-receptorer, vilka är dessa?
A
- Jonkanal-länkade receptorer
- G-protein-länkade receptorer
- Enzymlänkade receptorer
13
Q
Vi har två modeller av jon-kanaler. Vad heter dessa och hur skiljer de sig åt gällande deras aktivering?
A
- Ligand-gated channels - de öppnar sig när en ligand binder in till kanalen. T.ex. en neurotransmitter eller annan signalmolekyl
- Voltage-gated channels - de öppnar sig när det sker förändringar i elektriska spänningen mellan den intracellulära och extracellulära miljön hos cell
14
Q
Vilka är fördelarna med jonkanaler / kanalproteiner?
A
- De är snabba
- Har en mycket selektiv, smal öppning - selektivitet baserat på storlek och laddning av molekylerna
- De är reglerade - ligand-medierade eller voltage-medierade
15
Q
Vad står förkortningen GPCR för?
A
G-protein coupled receptors
16
Q
Hur många subenheter består ett G-protein av och vad heter dem?
A
Tre stycken: Alpha α, Beta β, Gamma γ
17
Q
Gällande G-kopplade receptorer: vad händer vid agonist-inbindning?
A
Receptorn genomgår en konformationsförändring
18
Q
Förklara händelseförloppet som sker vid signalering via G-protein länkade receptorer?
A
- En agonist binder in till receptorn. Innan dess hittas G-proteinet (α/β/γ subenheterna) någon annanstans i cellen (AKA inte bundna till receptorn)
- Inbindningen av agonist resulterar i att receptorn genomgår en konformationsförändring. Konformationsförändringen gör att G-proteinet kan koppla till receptorn. I samband med inkoppling byts α-subenhetens GDP mot GTP, den har nu mer energi G-proteinet har aktiverats
- Det aktiverade G-proteinets subenheter splittas och går sina skilda vägar för att kunna reglera sina effektor-protein. Subenheterna delas på två grupper α enskilt och β/γ tillsammans, de utför olika handlingar (aktiverar/inhiberar) olika saker. En viktig grej att tänka på är att det som aktiveras av α kommer att inhiberas av β/γ
- Efter detta hydrolyseras GTP (en fosfat försvinner) och Gα-proteinet inaktiveras. Gα, nu med GDP, återgår till den lediga formationen med β/γ i väntan på en ny agonist-inbindning och aktivering
19
Q
Vilka är de huvudsakliga “familjerna” av G-proteiner, och vad är dess funktioner?
A
- Gαs - stimulation av adenylyl cyklas
- Gαi - inhibition av adenylyl cyklas
- Gαq - stimulation av fosfolipas C
- Gαo - stimulation av jonkanaler
20
Q
Hur fungerar enzymlänkade receptorer? (Grundprincipen)
A
De tar en extracellulär signal och använder den för enzymatisk aktivitet inne i cellen
21
Q
Ge exempel på några enzymlänkade receptorer?
A
- Receptor tyrosinkinaser (RTKs)
- Tyrosinkinas-associerade receptorer
- Receptor tyrosinfosfataser
- Receptor serin- / treoninkinaser
- Receptor guanylyl cyklasreceptorer
- Histidinkinasassocierade receptorer
22
Q
Hur går aktiveringen av en receptor för tyrosin kinas (RTK) till?
A
- Ligand binder till RTKs extracellulära ligand-domän. Detta resulterar i dimerisering och cross-phosphorylation mellan flera närliggande RTKs tyrosinmolekyler
- Dimeriseringen aktiverar tyrosinet och gör att det kan binda in fritt fosfat som utvunnits från intracellulärt ATP. Aktiveringen av tyrosinet gör att många intracellulära signalproteiner med SH2 domän samtidigt kan docka till det fosforylerade tyrosinet
- De signalproteiner som dockar in till tyrosinet aktiveras. Många signalproteiner börjar med sina pathways på samma gång vilket slutligen brukar innebära att de tar sig in i cellkärnan. Väl här förändras gen transkriptionen och cellen får en förändrad proteinsyntes och cellfunktion. Celltilväxt, differentiering, rörelse och celldelning kan påverkas på detta sätt
23
Q
RTKs har tre domäner, vilka är dessa?
A
- Den ligandbindande domänen (extracellulär)
- Transmembran domänen, förankring av receptor i cellmembranet
- Intracellulära domänen, den med enzymaktivitet
24
Q
Vad är skillnaden på kinaser och fosfataser?
A
- De är varandas antagonister
- Kinaser fosforylerar (adderar fosfat)
- Fosfataser är enzym som defosforylerar (tar bort fosfat)
25
Protein och andra biologiska strukturer brukar sägas ha både domäner och moduler. Vad är en modul och en domän, och vad är skillnaden mellan dem?
* Domän - (oftast) en specifik del av ett protein som kan fungera oberoende av proteinets andra specifika delar
* Modul - används för att hänvisa till specifika domäner som ofta hittas i specialiserade protein
26
Vad gör en SH2-domän?
SH2 domäner binder till fosforylerat tyrosin. SH2 domäner är den biologiska struktur som möjliggör att signaleringsprotein binder till RTK. Utan SH2 skulle inte tyrosinkinasets enzymatiska aktivitet resultera i någon förändrad cellfunktion
27
[Ej fråga] Vad är RTKs enzymatiska funktion? Vad är det som gör RTKs så unika?
Det som gör RTKs speciella är att de har tyrosin på sin intracellulära enzymatiska sektion. RTKs hittas alltid nära intill varandra. De fosforylerar varandras tyrosin (processen kallas cross-phosphorylation) genom sk. cross-linked dimer, en form av dimerisering. Dimeriseringen aktiverar tyrosinet och gör att de kan ta emot fosfat. Tyrosinmolekyler på enzymatiska sektionen binder till sig fritt fosfat som kommer från ATP inne i cellen. Nu när RTKs har cross-fosforylerats och tyrosin bundit in Pi fungerar tyrosinet på receptorns enzym-sektion som en docknings-plattform för olika intracellulära proteiner som är involverade i signaltransuktion. Olika signaleringsproteiner med SH2 domän kan fästa till fosforylerade tyrosinmolekyler (flera kan fästa på en och samma gång). Detta gör att flera olika intracellulära signal-pathways kan aktiveras på samma gång. Signalproteinerna genomför sin signal transduktion vilket ofta innebär förändrad gen transkription i cellens kärna vilket i sin tur innebär förändrad proteinsyntes och cellfunktion. RTKs är ofta involverade i regeringen av tillväxtfaktorer i våra celler och de påverkar utvecklingsprocesser, hur vävnadsstrukturer formas, var nervslut placeras osv. RTKs binder också hormoner, främst insulin. Om RTKs inte fungerar som de ska kan det alltså innebära problem med cellers tillväxt och differentiering. Många cancerformer uppkommer pga mutationer i RTKs. Pga detta är RTKs ofta targets för läkemedel i chemotherapy.
28
Vad är den största skillnaden mellan kinas- och G-protein-kopplad aktivering?
Aktiveringen styrs av två helt olika signaleringar som regleras på olika sät
29
Hur regleras kinas-kopplad aktivering?
Vid kinas-kopplad aktivering sker signalering genom fosforylering. ATP släpper ifrån sig fosfat och blir ADP. Fosforylerat signaleringsprotein blir aktivt. Signaleringen stängs sen av av enzymet fosfatas och det fosfat som var bundet till proteinet släpper
30
Hur regleras G--kopplad aktivering?
Vid G-kopplad aktivering sker signalering genom inbindning av GTP till signalproteinet. När signalen sen ska stängas av hydrolyseras GTP. Bundet GTP tappar en fosfat och blir GDP. När en ny signal ska aktiveras släpper gammalt GDP från proteinet och en ny GTP binder till vårt signalprotein
31
Vad är EGF?
EGF = Epidermal Growth Factor
Är ett protein som binder in till EGF-receptorer
Detta resulterar i celldifferentiering och proliferation
32
Hur går EGF-signalering till?
Extracellulärt EGF binder och aktiverar till de transmembrana EGF-receptorerna hos en cell. EGF-receptorer tillhör familjen av tyrosin-kinas receptorer
Fosforyleringen av EGF-receptorn gör att den kan rekrytera ett adapterprotein kallat GRB2. GRB2 kopplar ihop receptorn med ett annat protein kallat SOS. GRB2 aktiverar även SOS som är en guaninutbytesfaktor - den byter ut GDB mot GTP
SOS påverkar G-proteinet RAS så att det lämnar ifrån sig ett bundet GDP och istället binder till ett nytt GTP. När RAS har bundit till sig GTP är det aktiverat och det kan nu starta flera olika pathways och påverka transkiptionsfaktorer
33
Vad är Ras (protein)? Vad händer när det aktiveras?
* Ras = Rat Sarcoma Virus
* En familj av GTP-bindande protein (GTPaser) som ingår i ett relativt komplext signaleringssystem
* Aktiveringen av Ras-protein leder till tillväxt, differentiering, anpassningar för cellers överlevnad och rörelse
34
Hur regleras Ras proteiner?
* GTP aktiverar (switch-on)
* GDP inaktiverar (switch-off)
35
Ras kan aktivera tre olika pathways. Vilka?
* (blå) **PI3K** ⇒ handlar om apoptos, proliferation, proteinsyntes och celltillväxt
* (svart) **Raf** - handlar om transkription i genuttryck, proteinsyntes. Denna banan är väldigt aktiv vid maligna melanom och cancerogena mutationer
* (rosa) **Ral-GEF** - handlar om cytoskelettets motilitet, alltså cellulär rörelse vid celldelning. Om Ral-GEF inaktiveras, förhindras cancerogena cellers förmåga att metastasera, eftersom de inte kan röra på sig
