VL 14: Signaltransduktion und Apoptose Flashcards
(56 cards)
1
Q
Vom Signalmolekül zum Gen
A
- Der Ligand ist der primäre Messenger
- Membranprotein gibt Signal über Membran weiter an sekundären Messenger
- Sekundärer Messenger gibt Signal von Innenseite der Membran weiter an cytosolische Faktoren
- optional wird eine Kinase-Kaskade aktiviert
- Transkriptionsfaktor wandert in den Zellkern
2
Q
Welche Rezeptortypen gibt es?
A
- G-Proteinrezeptoren
- Tyrosinkinaserezeptoren
- Ionenanäle
- Intrazelluläre Rezeptoren (für membranlösliche Liganden, eg Steroishormone)
3
Q
G-Protein Rezeptoren
A
- 7 Transmembranhelices
- aussenseite: Signalbindetasche (extrazellilaer
- cytosol: Interaktionsflache mit G-Proteinen
- eigentliche signalweiterleitung
- Vielzahl von Liganden bekannt die an der aussenseite andocken kann
- Vielzahl von Perzeptionssignale
- Mensch hat 700 G-Proteinrezeptoren, viele Liganden unbekannt
- Maus hat allein fuer Geruch 1000 Rezeptoren
4
Q
Welche zwei Typen von G-Proteinen gibt es?
A
-
Heterotrimere G-Proteine: Signaltransduktion
- 3 Untereinheiten
- G-alpha
- beta-gamma-Komplex
- kleinere monomere G-Proteine(Ras-Proteine): regulieren das Cytoskelett/Zellwachstum
- verwandt mit Ras-/Rab-Proteinen
- Transport durch Kernhüllmembran
- Vesikelbildung
- verwandt mit Ras-/Rab-Proteinen
5
Q
Heterotrimere G-Proteine Funktionsweise
A
- Heterotrimeres G-Protein durch Fettsäurereste in Membran geankert
- G-Protein mit GDP gebunden (G-alpha UE)
- G-Protein geknüpfter Rezeptor bindet Ligand
- Interaktion
- Loops cytosol.
- Konformationsaenderung der G-alpha UE
- GDP dissoziiert, GTP bindet
- Konformationsaenderung: G-alpha und beta-gamma Komplex entbinden sich
- Aenderung Funktionalitaet von alpha UE
- loest Signaltranduktion aus
- beta und gamma UE loesen Ebenfalls Kaskaden aus
- aktivierende Galpha
- Signaltransduktionswege
- inhibierende Galpha Einheit
- cAMP Produktion hochdrehen/unterbinden
- Inositolphosphate
- inhibierende Galpha Einheit
6
Q
Wie funktionieren G-Protein-Trimere?
A
- Signal kommt beim G-Proetin-Rezeptor an –> wird auf G-Protein Trimer weitergegeben
- Trimer wird in G-UE und beta-gamma-UE gespalten
- diese UE üben dann unterschiedliche Funktionen aus
7
Q
Was ist G-alpha und was macht es?
A
- ist ein monotopisches Membranprotein
- bindet an Membraneffektoren und sorgt für Signaltransduktion
- aktiviert Adenylatzyklase
8
Q
Mutation in g-alpha führt zu geringere Affinität zu GDP, Was ist die Wirkung
A
- Wirkung dieselbe wie Choleratoxin
- Rascher Austausch zu GTP, meistens aktiviert
9
Q
Nenne ein Beispiel für einen Sekundären Messenger
A
cAMP
10
Q
Nenne einige von G-Proteinen vermittelte zelluläre Prozesse
A
- Chemotaxis
- Sehempfinden
- Glykogenaubbau
- Verringerung der Schrittmacheraktivität
- Sekretion
11
Q
GSalpha: Aktivierung der Adenylatcyclase
A
- G-alpha interagiert in GTP-geb Form mit Adenylylcyclase
- aus ATP → cAMP
- cAMP
- sekundärer messenger
- Weiterleitung von Adrenalin
- G-alpha ist monotopisch, also bleibt in Membran
- massive cAMP Produktion
12
Q
Pertussis-toxin Effekt auf Gi-Alpha
A
- G_i-alpha: Inhibierung Adenylyl-Cyclase
- g-alpha vom Toxin veraendert
- keine Inhibierung
- Ausloesung der Adenylyl-Cyclase in Bronchien
- Histamin
- Keuchhusten
13
Q
Was ist die Adenylatzyklase und was macht sie?
A
- membrangebundenes Enzym
- bildet nach entsprechender Aktivierung aus ATP cAMP
- damit ist Adenylatzyklase eine wichtige Komponente bei der Signaltransduktion
14
Q
Welchen second-messenger bildet die Adenylatzyklase und wodurch wird sie aktiviert?
A
- cAMP
- aktiviert durch Binden von G-alpha
15
Q
Bsp für cAMP-Signaltransduktion
A
Aktivierung des Fos-Gens durch Adrenalin
16
Q
Wofür steht CREB?
A
cAMP response element-binding protein
17
Q
wofür steht PKA?
A
Proteinkinase A
18
Q
wofür steht CRE?
A
cAMP responsive element
19
Q
Was ist die C-UE von PKA?
A
eine Proteinkinase
bzw die kathalytische UE der Proteinkinase A
20
Q
Welche Rolle spielt CREB in der Signaltransduktion?
A
Endpunkt einer Signaltransduktionskaskade
Zelle kann durch ein Signal von außen angeregt werden, individuelle Gene zu aktivieren
21
Q
Wie funktioniert die Aktivierung von des Fos-Gens durch Adrenalin?
A
- Adrenalin bindet an Rezeptor → aktiviert G-Protein → bindet an Adenylatzyklase
- Adenylatzyklase bildet cAMP → bindet an R-UE (regulatorische UE) von PKA (Proteinkinase A) → C-UE (kataqlytische UE) wird freigesetzt und diffundiert in Zellkern
- C-UE von PKA phosphoryliert im Kern CREB (cAMP responsive element binding protein) → verändert Enzymaktivität → leitet Transkription bestimmter Gene ein
22
Q
Wie funktionieren Tyrosinrezeptorkinasen?
A
Ligandenbindung führt zu Dimerisierung
Dimerisierung führt zur Tyrosinphosphorylierung auf der cytolischen Seite des Rezeptors
Aktivatorproteine binden an phosphorylierten Rezeptor und leiten Signal weiter
23
Q
Welche Eigenschaften haben Tyrosinkinasen und weshalb sind diese wichtig?
A
aktivieren viele Signaltransduktionsketten gleichzeitig
notwendig weil: komplexe Vorgänge (eg Wachstum)
benötigen viele verschiedene Aktivitäten
24
Q
Nenne ein Bsp für eine Tyrosinkinase
A
BCR (b-cell receptor)
25
Was sind die wichtigsten Rezeptortypen?
G-Protein-Rezeptoren
Tyrosinrezeptorkinasen
26
Signaltransduktionswege können...
sich überlappen/ redundant sein
27
Was passiert bei der Nekrose?
sterbende Zelle schwellt an und lysiert
Inhalt läuft aus und führt zu Entzündungen
28
Die Morphologie der Apoptose
Die Zelle schrumpft
Chromosomen ziehen sich zusammen und fragmentieren
Kernmembran bricht zusammen
apoptotische Körperchen formieren sich
apoptotische Körperchen werden phargozytiert
29
Wie nennt man Nekrose auch?
pathologischer Zelltod
30
Wie nennt man Apoptose auch?
physiologischer oder programmierter Zelltod
31
Verlauf der Nekrose
Trauma
Verlust der Fähigkeit das interne Milieu aufrecht zu erhalten
Ca2+ Influx / Zellanschwellung
Aktivierung von Proteinen
Produktion toxischer Substanzen
Entzündung
32
Welche Proteine werden bei Nekrose aktiviert?
Calpain
Calthepsin
Caspase
33
Welche toxischen Substanten werden bei der Nekrose produziert?
Archidonsäure
Prostaglandine
Eikosanoide
34
Welche Kategorien von Zellsignalen gibt es?
Mitogene - aktivieren den Zellzyklus
Wachstumsfaktoren - erhöhen die Zellmasse
survival Faktoren - unterdrücken Apoptose
Induktoren der Apoptose
35
Welches Protein unterdrückt die Initiation der Apoptose?
Bcl-2
36
Funktion der regulären Apoptose
Ausprägung von Körperstrukturen: Hand/Fuß
Rückbildung nicht mehr benötigter Strukturen (Schwanz bei der Kaulquappe)
Rückbildung Geschlechtsspezifischer Organanlagen: Müllerscher Kanal im männlichen Geschlecht
Abbau von Überproduktion (erstmalig sind mehr Neuronen als Empfängerzellen vorhanden)
37
Abwehrfuktionen der Apoptose
Zerstörung von Zellen die eine Gefahr für den Organismus darstellen wie zB:
Zellen die mit Viren infiziert sind
Zellen des Immunsystems (Autoimmunerkrankung)
Krebszellen
38
Welche Signaltransduktionen gibt es bei der Apoptose?
Intrinsischer Weg (Mitochondrien)
Extrinsischer Weg (Todesrezeptoren)
39
Wodurch wird der extrinsische Apoptoseweg aktiviert?
durch externe Cytokine
Liganden der Todesrezeptoren
40
Was bedeutet TNF?
tumor necrosis factor
41
Wie verläuft die Aktivierung des Todesrezeptors?
Bindung des Liganden führt zur Homotrimerisierung des Rezeptors
"death domain" der Rezeptoren im Cytoplasma leiten das Signal nach Trimerisierung weiter
FADD wird gebunden und aktiviert
Formierung des DISC --\> rekrutiert und aktiviert Procaspasen 8 und 10
42
Was bedeutet FADD?
Fas-associated death domain protein
43
Wofür steht DISC?
death-insucing signal complex
44
Welche zwei Klassen von Caspasen gibt es?
Initiatorcaspasen: aktivieren die ausführenden Caspasen
Effektor (Executioner) Caspasen: Zerstören bestimmte Zielproteine
45
Wie nennt man unaktivierte Caspasen?
Procaspasen
46
Wie werden Procaspasen aktiviert?
Aktivierung erfordert das Entfernen eines Teils des Proteins durch DISC
werden in der Frühphase der Apoptose aktiviert und rufen dann alle weiteren zellulären Veränderungen vor
die aktivierte Caspase diffundiert in das Cytoplasma und schneidet dort bestimmte Zielproteine
47
Welche sind die Executiner Caspasen?
Caspase 3, 6, 7
48
Welche sind die Zielproteine der Executioner Caspasen?
FAK (focal adhesion caspasen)
Lamine
Zytoskelett
Endonuclease CAD
Enzyme die DNA reparieren
49
wofür steht FAK?
focal adhesion caspasen
50
Zusammenfassung des "death receptor pathways" (extrinsisch, blaue Folie)
Ligand --\>
Death Receptors --\>
FADD/DISC --\>
Caspase 8, 10 --\>
Caspase 3,6,7 --\>
Lamin, CAD, Aktin, Adhäsionsmoleküle
51
Welche Bestandteile im Mitochondrium sind für apoptotische Signale besonders wichtig?
die äußere Membran und der intermembranraum
52
Wie verläuft der Intrinsische apoptoseweg?
intrinsisches Apoptosesignal wird ausgelöst --\>
pro-apoptotische Bax-Homodimere werden gebildet --\>
Catochrom C Translokation von Intermembranraum ins Cytoplasma (bindet dort an Apaf-1 und bildet Apoptosom) --\>
Apoptosom aktiviert Caspase 9 --\>
Caspase 9 aktiviert Executioner Caspasen 3,6,7 --\>
Abbau von Laminen, CAD, Aktin, Adhäsionsmolekülen, etc
53
Wodurch wird das intrinsische Apoptosesignal ausgelöst?
durch ausbildung von Pro-apoptotischen Bax-Homodimeren
54
Wodurch wird das intrinsische Apoptosesignal gehemmt?
durch ausbildung von Bcl2-Bax Heterodimeren
55
Was entscheidet über das Zellschicksal?
das Verhältnis von Pro-apoptotischen Bax-Homodimeren und Bcl2-Bax Heterodimeren
56
ab welchen Schritt sind intrinsischer und extrinsischer Apoptoseweg konvergent?
ab den Executioner Caspasen
