Exam (elaborations)
Cellulaire fysiologie - Examenvragen uitgewerkt - 2021
- Course
- Institution
Alle gegeven examenvragen uitgewerkt van het vak cellulaire fysiologie, gegeven door prof Alain Labro. H2-H15
[Show more]
1 review
By: annsophievanrobaeys • 10 months ago
Seller
Follow
StudantBMW
Reviews received
Content preview
1/22H2: Plasmamembraan
1. Geef de algemene structuur van fosfolipiden en de opbouw van het plasmamembraan, inclusief de
regulatie van de vloeibaarheid en de rol van cholesterol.
Plasmamembraan: bestaat uit lipiden dubbellaag → hydrofobe staarten van fosfolipiden
naar elkaar toe gericht, heeft vloeibare samenstelling
(Fosfo)lipiden:
- Amfipatische moleculen
- Hydrofiele kop en hydrofobe staart van vetzuren, vetzuren kunnen verzadigd en onverzadigd zijn
- Verzadigde vetzuurketens: beschikken niet over dubbele bindingen
- Onverzadigde vetzuurketens: met dubbele bindingen (→ enkelvoudig en meervoudig
onverzadigd)
- Vormen bij kleine hoeveelheden in water micellen en bij grote hoeveelheden in water een lipiden
dubbellaag → vouwt op tot bolvormig membraan
- Bewegingen fosfolipiden: laterale diffusie, flexie, rotatie en (niet spontaan) flip-flop, kan wel m.b.v.
flippases/floppases: brengen fosfolipide van de ene zijde naar de andere zijde o.i.v. ATP
Invloed vorm staart op vloeibaarheid membraan: hoe gemakkelijker de fosfolipiden tegen elkaar kunnen
worden gedrukt, hoe hoger de transitietemperatuur
- Lengte van de vetzuurketens: langere vetzuurketens liggen vaak langgerekt parallel (hoe langer de
ketens hoe minder vloeibaar)
- Verzadiging van de vetzuurketens: dubbele binding dubbele binding geeft een knik → vetzuurketen
neemt meer plaats in, ketens kunnen minder dicht op elkaar liggen (hoe meer onverzadigd, hoe
vloeibaarder)
- Cholesterol heeft ook een invloed: kan tot 1 : 1 concentraties met andere fosfolipiden
Cholesterol:
- Beïnvloeden vloeibaarheid en geeft steun aan het plasmamembraan,
- Vrij hydrofoob,
- Maakt de buitenste zijde stijver (door ringstructuur)
- Maakt de binnenzijde vloeibaarder (onderbreekt door korte staat de interacties tussen naburige
fosfolipiden)
→ Bij lage temperatuur voorkomt dit dat fosfolipiden recht tegen elkaar aanliggen (bij hoge temperatuur
echter voor een meer rigide membraan)
2. Bespreek de asymmetrie in lipidecompositie van het celmembraan: hoe wordt dit gegenereerd en wat
zijn de implicaties.
Oorzaken asymmetrie in lipidencompositie:
- Verschillende lipiden elk aan eigen zijde van membraan gemaakt:
- Sfingomyeline aan buitenzijde (EC zijde) van plasmamembraan gemaakt
- Fosfatidylethanolamine en fosfatidylserine aan cytoplasmatische/binnen zijde ER gemaakt
- Fosfatidylcholine aan binnenzijde ER gemaakt, vervolgens naar buitenzijde verplaatst
- Beweging van fosfolipiden (o.i.v. ATP):
- Flippases: brengen fosfolipide van extracellulaire zijde naar intracellulaire zijde
- Floppases: brengen fosfolipide van intracellulaire zijde naar extracellulaire zijde
- Scramblases: brengen zowel fosfolipiden van intracellulaire matrix naar extracellulaire matrix
als andersom
Gevolgen asymmetrische verdeling:
- Beïnvloeding buigzaamheid en vloeibaarheid van membraan: fosfatidylserine heeft netto negatieve
lading, bevindt zich aan de binnenzijde van het membraan, geeft binnenzijde membraan een
kleine negatieve lading t.o.v. buitenkant
- Lipid rafts: concentratie aan cholesterol beïnvloedt de werking van proteïnen (sommige juist actief
hierbinnen, anderen hierbuiten) → geen stabiele structuur, maar eilandjes die tijdelijk gevormd
worden (door lokale concentraties van specifieke lipiden), spelen rol in signaaltransductie en
beïnvloeden o.a. lokale vloeibaarheid en second-messenger concentratie
- Apoptose: cel heeft te weinig ATP, verlies van asymmetrie (flippases en floppases kunnen taak niet meer
vervullen), fosfatidylserine aan buitenste zijde werkt als receptor voor fagocytose
, 2/22
H3: Signaaltransductie
3. Bespreek de bimoleculaire reactie van ligand-receptor interactie, inclusief de concentratie-effect curve
en de betekenis/impact van de KD waarde en het Hill nummer.
Soorten niet-covalente interacties: ionische interacties, waterstofbruggen, Vanderwaalsinteracties
Biomoleculaire reactie van ligand-receptorinteractie:
X = ligand
𝑘 1.0 1.0
R + X ⇄ RX R = receptor
normalized effect
normalized effect
𝑙 RX = ligand-receptorcomplex 0.8 0.8
k = voorwaartse snelheid in s-1M0.6-1 0.6
[𝑅]∗[𝑋]
KD = l = terugwaartse snelheid in s-1 0.4 0.4
[𝑅𝑋]
KD = dissociatieconstante (= l / 0.2
k) in M (= molair) 0.2
[𝑋]
Effect ∼ Concentratie boven KD-waarde → 0.0
geen effect 0.0
[𝑋] + 𝐾𝐷 0 20 40 60 80 100 1 10 100
Effect 50% → concentratie ligand hetzelfde [X] als
(mM)KD-waarde [X] (mM)
Grafiek: concentratie ligand gegeven op logaritmische schaal
- Lage concentratie (1 op x-as) geeft weinig tot geen effect (0,1 op y-as = 10%)
- Hoge concentratie (100 op x-as) geeft groot effect (1,0 op y-as = 100%)
→ Hoe lager KD, hoe hoger de affiniteit
Hill functie: gebruikt om dosis-effect curves te fitten
E = effect
Emax Emax = maximaal effect
E= EC50 n EC50 = concentratie met 50% effect
1+( )
[L] L = ligand (= X)
n = Hill nummer*
Hill nummer: coöperativiteit tussen bindingsplaatsen → maat voor het aantal bindingsplaatsen dat
aanwezig is op een receptor (1 bindingsplaats geeft n = 1, als de receptor 3 bindingsplaatsen heeft en alle
3 bezet moeten zijn voor het effect dan n = 3), als er een ligand op de 1e bindingsplaats gebonden is
neemt de affiniteit op de 2e bindingsplaats toe
→ Hoe groter n, hoe steiler de grafiek
Concentratie-effect curve: sigmoidale vorm wanneer X (ligand) op logaritmische schaal wordt gegeven
(op lineaire schaal een hyperbool) → weergeeft het effect van de concentratie van het ligand (lage
concentratie geeft weinig effect, hoge concentratie geeft veel effect)
- Lijn n = 1: lijn gaat 6 logwaarden af om het maximale effect te bereiken
- Lijn n = 3: lijn gaat 4 logwaarden af om het maximale effect te bereiken
- Kruispunt van de lijnen: alle lijnen hebben hetzelfde EC 50 (maar een ander Hill nummer)
→ Hoe groter n is, hoe meer coöperativiteit, hoe meer bindingsplaatsen dat er zijn, hoe steiler de grafiek
, 3/22
4. Geef de algemene structuur van een G-proteïne gekoppelde receptor en bespreek de 3 belangrijkste
Gα-proteïne effector modulatiemechanismen van G-proteïne gekoppelde receptoren. Geef eveneens 1
voorbeeld waarbij het Gβγ-proteïne betrokken is (dit is dus Gα-proteïne onafhankelijke signaling).
G-proteïne gekoppelde receptoren: (= GPCR, G-protein coupled receptors) activiteit van
ionenkanalen/enzymen/transcriptiefactoren/etc. via second messengers gewijzigd,
grootste groep receptoren
- Opbouw: 7 membraansegmenten (α-helices, gaan door membraan heen) → C-terminus
is intracellulair, N-terminus is extracellulair
- 5,6-Cytoplasmatische loop: speelt belangrijke rol bij interacties met intercellulaire
G-proteïnes (transmissie membraanproteïne dat koppelt met een G-proteïne
→ G-proteïne zorgt voor transmissie (activering van effectorproteïnen))
- Bindingsplaats liganden: intracellulair
- Kleine liganden: (moleculen) binden aan regio’s dicht bij het membraan
- Grote liganden: delen van N-terminus kunnen betrokken zijn
G-proteïne: bestaat uit 3 subeenheden (α, β en γ), G staat voor GTPase activiteit, blijft actief zolang de alfa-
subeenheid GTP hydrolyseert naar GDP, α en γ verbonden met plasmamembraan d.m.v. lipidenankers
l
1. Herkenning
2. Transductie
3. Transmissie
4. Modulatie effector
5. Respons
6. Stoppen signaal
- Gt reguleert fosfodiesterase: (afbraak van cGMP), moduleert kanaal/receptoractiviteit,
- Gq reguleert fosfolipase: (afbraak van fosfolipiden), afbraakproducten zijn effectors (IP 3 (= inositol
trifosfaat) / DAG (diaglycerol)), modulatie van kanaal/receptoractiviteit, Ca 2+ concentratie speelt
een rol, activatie van proteïne kinases
3 Belangrijkste effector modulatiemechanismen van G α-proteïnen: zijn second messengers (versterken en
integreren het signaal)
1. Moduleren van adenylcyclase activiteit (cAMP concentratie): door Gs, Golf, Gi, cAMP beïnvloedt direct de
werking van enzymen en kanalen, door activering van enzymen (bijv. proteïne-kinase A (PKA))
wordt activiteit van receptoren/kanalen/enzymen beïnvloedt
2. Activatie fosfodiesterase: impact van effector = cGMP level neemt af (afbraak van cGMP)
- Gt: transducine, belangrijk in de staafjes/kegeltjes van ogen (fototransductie), receptor =
rhodopsine → geeft Gαt → geeft PDE (transducine), GMP → verlaagt
-cGMP: opent CNG-kanalen (Cyclc-nucleotide gated channels) → kanalen hebben intracellulaire
cGMP bindingsplaats, verlagen van cGMP concentratie sluit CNG kanalen
3. Fosfolipase: afbraak van fosfolipiden, afbraakproducten zijn effectors fosfolipase 2 gaat PiP2 afbreken,
geeft IP3/DAG (diaglycerol)), geeft modulatie van kanaal/receptoractiviteit, beïnvloeding
Ca2+-concentratie, geeft activatie van proteïne kinases → afbraakproducten zijn “effectors”
Gβγ-complex: werkt als negatieve feedbackloop
- Epinefrine bindt aan β-adrenerge receptor
- Gα zal AC stimuleren tot toename van hartslag
- Gg-complex zal samen binden met βAPK → binden aan intracellulaire zijde van β-adrenerge receptor
- Geeft reformatie van receptor waardoor alles loskoppelt
- Hartslag neemt niet meer toe (kaliumkanaal werkt als rem op het opwekken van actiepotentiaal →
negatieve feedbackloop)
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller StudantBMW. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $10.79. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
67096 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now