Signaltransduktion Flashcards
(20 cards)
Kontrollmechanismen der Gene als Anpassung der Umweltbedingungen
- De-novo Expression, wenn Regulator nicht vorhanden
- 1-Komponent-System: Allosterie - Regulatorpr binden kleine Moleküle und werden dadurch aktiviert
- 2-KS: chemische Modifikation des Regulators: z.B. Phosphorylierung oder Disulfidbrücken-Formierung(bei oxidativen Stress)
- anderes Protein binden - z.B. Antagonist
- Regulator vorhanden, aber unter bestimmten Bedingungen wird es proteolytisch abgebaut
- Sequestrierung (Bindung) des Regulators
- Export des Regulators
Was ist Signaltransduktion
Die Kontrolle der Aktivität von Transkriptionsfaktoren(Aktivatoren und Repressoren) als Antwort an Umweltbedingungen oder anderen zellulären Signalen
Stimulus-response-Modell
Stimulus(pH,Hitze)->Sensor->Signal->Regulator->Operon 1/2/3->Regulon-Protein->Response
Regulon
Gruppen von Genen und Operon an verschiedenen Stellen im Chromoso
SRM bei 1.Komp.System
1 Protein vereint Stimulus bis Regulator; Regulator - sensorische Domäne: reagiert mit Molekül, das in der Zelle reinpassiert ist
SRM bei 2KS
Sensor: Kinase - phosphorylierung des regulatorischen Proteins
second-messenger-sensing
Sensor bildet kleines Molekül aus, welches an Regulator bindet
1KS bei lac Operon
Repressor wird durch Inducer inaktiviert; -Lactose: kein Enzym benötigt-> typisch reprimiert
+Lactose: beta-Galaktosidase Ausbildung durch Repressor->Gen wird exprimiert
-Messung durch Zugabe von Lactose: Derepression (picture)
second-messenger:cAMP-CRP(1KS)
Sensorprotein generiert ein kl. Molekül(Signal), das an den Regulator bindet.
- beim c-Mangel wird gebildet, wenn Glucose nicht ausreichend
- cAMP bindet am Regulatorprotein CRP->aktive Form cAMP-CRP bindet an DNA
- wird noch katabolit repression genannt
Struktur von CRP
TF-Dimer
Helix-turn-Helix-Motiv
-kann Repressor und Aktivator sein, je nach der Bindestelle
Katabolit Repression beim lac-Operon und AND GATE LOGIC
Glucose und Lactose vorhanden.
1. Zuerst Glucose verstoffwechselt, gene für lac-Synthese durch Glucose reprimiert, Wachstum sehr schnell
2. Glucose kaum da, Lac-Operon expression benötigt
Wachstum hört auf
3. Anwesenheit von Lactose, genügende Konzentration an cAMP-CRP- dann verlangsamtes Wachstum an Lactose
—– 1. Aktiviert durch CRP(akt. durch cAMP) 2. Derepressiert durch lacI(Anwesenheit von Lactose)->inaktiviert durch Lactose
AGL: kein Glucose, cAMP levels hoch, formiert sich cAMP-CRP and lactose vorhanden(lacI inaktiviert)
stringent response
Anpassung des Stoffwechsels beim Nähstoffmangel, Winterschlaf
- beim c-Mangel: aus GTP und ATP wird (p)ppGpp gebildet
- Signalmoleküle Teil vom globalen regulatorischen Netzwerk
1. Hemmung der RNAP, keine Proteinbios.
2. biosynthetische und katabolitische Operons werden aktiviert, um andere Nähstroffquellen zu nutzen
Physiologische Funktionen des 2KS-s (input, output)
- Substratmangel (Nahrungsmittel)
- Osmolaritätsänderungen
- Redoxzustand der Atmungskette
- kleine Moleküle, auch quorum sensing: selbstgebildete Moleküle
- in Pfl - Pflanzenentwicklung (Ethylen, Cytokinin)
Output des 2KS
Stressantwort/Adaptation
- Chemotaxis
- Entwicklungsvorgänge z.B. Sporulation
- Virulenzvorgänge(bestimmte Bedingungen im Wirt werden wahrgenommen)
wovon besteht ein 2KS
Sensorkinase, Response-Regulator (übernimmt Phosphat von SK), Spezielle Phosphatase spaltet P vom RR ab
molekulare Funktion von 2KS
SK wird am Histidin phosphoryliert und RR am Apartat-Rest;
bestehen aus: N-variable Sensordomäne(oft in Periplasma)-His-P-ATP-C
-hochkonservierte Domäne: Transmitterd.(His+ATP); Receiverd (Asp-P am RR)
-variable Domäne: Sensor- und Outputdomäne
(photo)
Phosphorelay Systemen - Mehrkomponentens.
komplexer und langsamer als 2KS- sigmoider Verlauf
- benutzt Serienphosphotransfer, oft reversibel
- effektiver Rauschfilter
- wird für regulatorischer Schalter benutzt, Signal muss signifikant sein (z.B. Sporulation)
Funktionsweise vom PRelay System
- SK phosphoryliert Receiver 1
2. P geht auf Histidin-containing Phosphotransfer und von dort auf Receiver des eig. RR(Response Regulator)
Ausschalten vom 2KS
- Dephosphorylierung: SK wechseln zu Autophosphatasen-Aktivität
RR-Receiver-D. besitzen Autophosphatasenaktivität
Ausschalten PRelays
reverser Phosphat-Fluss zurück zur primären Transmitter-Domäne, welche dann dephosphoryliert
