Volledige aantekeningen van het hele vak moleculaire celbiologie (16/20 gehaald)
52 views 1 purchase
Course
Moleculaire Celbiologie
Institution
Universiteit Antwerpen (UA)
Aantekeningen van alle gegeven colleges, bevat aantekeningen van beide delen waaruit de cursus bestaat. Is dus echt helemaal volledig!
Dit is voor het vak moleculaire celbiologie voor de studie biochemie en biotechnologie
Of het vak gevorderde celbiologie voor de studie biomedische, hierin is ech...
Moleculaire Celbiologie
Les 1
Voorwaarden voor een levende cel
➢ Informatie nodig
➢ Eiwitten die een katalytische functie hebben
Examen: 2 open vragen (5 punten ieder) en 10 multiple choice vragen
Les 1
Hoofdstuk 15 Cell Signaling
Paragraaf 15.1 Principes van inter- en intracellulaire signalisatie
Meestal zitten receptoren aan of op het celmembraan. Het doel van de receptoren op het membraan
is de genexpressie veranderen of structuren (eiwitten) veranderen.
Receptoren hebben signaalmoleculen in de cellen nodig om dit te kunnen doen.
Meeste signalen zijn afhankelijk van concentratie van liganden.
Cellen die geen signalen krijgen gaan afsterven. Cellen hebben dus signalen nodig om te kunnen
overleven.
Verschillende signaal mechanismen :
1. Cel-Cel contact
a. Monocyten
2. Paracriene pathways
a.
3. Synaptisch
a. Neuronen
4. Endocriene pathways
a. Kunnen hormonen reguleren, via de bloedbaan
5. Gab junctions
6. Signalisatie via gasvormige stikstofoxide
Verschillen tussen endocriene en synaptische signaaloverdracht:
Verschillende endocriene celtypes en hormonen nodig om verschillende types van doelwitcellen
systemisch te prikkelen.
Maar dezelfde neurotransmitter kan worden gebruikt in meerdere specifieke synaptische contacten
en responsen.
Verschillende cellen kunnen verschillend reageren op hetzelfde extracellulaire signaalmolecule.
Bijvoorbeeld acetylcholine :
- Kan in hartspiercellen zorgen voor verminderde contractie
- Induceert secretie in speekselklieren
- Induceert contractie skeletspieren
Signalen kunnen sterk amplificeren. Je hebt bijv 10-100 M epinephrine nodig om 1000x meer adenylyl
cyclase te laten reageren, dit laat weer 1000x meer cAMP reageren etc.
1
,Signaal receptoren op het cel oppervlakte
1.Ionenkanalen
2. GPCR’s → Onder invloed van GPCR binding met een signaal, bindt een G-proteïne aan GPCR en
wordt het G-proteïne geactiveerd. Dit geactiveerde G-proteïne gaat binden met een enzym en het
enzym wordt geactiveerd.
3. Ligand-binding receptor → Door ligandbinding gaan ze dimeriseren en gaan ze intracellulair een
activatie mechanisme op gang brengen
Signalisatie door G-eiwitten
GPCR’s bevatten 7 transmembranaire domeinen, met een grote 3-loop welke een ankerpunt is voor
binding met trimere G-eiwitten.
G-eiwitten gaat binden aan de 3-loop van van de 7-transmembrane receptor (GPCR)
De kleine G-eiwitten bestaan uit 3 eenheden; 𝛂-, 𝜷-, 𝛄-subeenheid
De G-𝛂 eiwit kan in actieve of inactieve toestand zijn afhankelijk van de binding met GDP.
- Als de G-𝛂 met GDP gebonden is, is het inactief.
- Als de G-𝛂 met GTP gebonden is, is het actief.
Als er een ligand bindt op de GPCR, gaat het trimere G-eiwit binden. En dan door de binding van het
ligand ontstaat een conformatieverandering waardoor het trimere G-eiwit kan binden. Er wordt dan
GTP gebonden op het trimere G-eiwit. GTP binding zorgt voor activatie toestand van de
𝛂-subeenheid waardoor deze loskomt van het receptor complex. Wanneer GTP hydrolyse optreedt
kan het bijvoorbeeld adenylyl cyclase activeren
2
,Receptor gekoppelde G-proteïne activeren verschillende signalisatiewegen
1. Activering of inhibitie van adenylaatcyclase
2. Regulatie ionenkanalen
3. Activering van fosfolipase C
1. Activering of inhibitie van adenylaatcyclase
Ligand bindt op de receptor → trimere G-eiwit bindt op receptor → 𝛂-subeenheid wordt geactiveerd
na GTP binding → de 𝛂-subeenheid gaat adenyl cyclase activeren → adenyl cyclase gaat cAMP
vrijstellen → cAMP zorgt dat de regulatorische subeenheid van PKA loskomt en PKA wordt
geactiveerd.
Beëindiging van hormoonrespons
De C-terminale staart van GPCR wordt gefosforyleerd en vertoond daardoor een affinitieit door
𝛽-arrestines. Hierdoor geen binding mogelijk van trimere G-eiwitten aan de C-3 loop en kan daardoor
niet worden geactiveerd.
Invloed van bacteriële toxines op G-eiwitten
Normaal: 𝛽-adrenergische receptoren activeren adenylaatcyclase via geassocieerd Gs → Productie
cAMP → Activering PKA
Cholera-toxine: Modificatie van G𝛂s-GTP dat hydrolyse van GTP inhibeert. → Constitutieve
activering adenylaatcyclase in darmepitheel → Extreem verlies van elektrolyten en water
Normaal: 𝛂-adrenergische receptoren inhiberen adenylaatcyclase via geassocieerde Gi.
Pertussis-toxine: Modificatie van G𝛂i → GDP kan niet meer dissociëren → G𝛂i blijft inactief →
Leidt tot verhoging cAMP gehalte in epitheelcellen van luchtweg → Verlies elektrolyten, vloeistof en
mucus
3
,2. Regulatie van ionenkanalen
𝜷𝛄-subeenheid reageert met K+ kanalen in het membraan, waardoor de kanalen worden geactiveerd.
Verhoging van K+ maakt het membraan hyper polair waardoor de frequentie van de hartspier
contractie wordt verlaagd. Door omzetting van GTP in GDP wordt dit beëindigd.
3. Activering van fosfolipase c
De hydroxylgroepen van phyfasfatidylinositoll kunnen worden gefosforyleerd. Inositol-trifosfaat (IP3)
wordt vervolgens afgesplitst en dit gaat kanalen open in het ER. Diacylglycerol bindt op proteïne
kinase C waardoor Ca2+ wordt vrijgesteld uit het ER.
GPCR koppeling met activatie fosfolipase c
Ligand bindt op GPCR → Trimere G-eiwit wordt geactiveerd → 𝛂-subeenheid van trimere G-eiwit
gaat fosfolipase C activeren → Fosfolipase C splits inositol-trifosfaat (IP3) af → IP.3 opent een kanaal
in het ER → Ca2+ wordt vrijgesteld
2e groep G-eiwitten: Monomere G-eiwitten
Monomere g-eiwitten gaan niet binden met de 7 transmembranaire receptoren
Monomere GTPases hebben een GTPase-activating protein (GAP) nodig om te activeren. GEF is
daarnaast nodig om GDP om te zetten in GTP
➢ P21
Heeft een positief effect op celproliferatie
P21 → Ras → MAPK → URK → Proliferatie
*Ras moet nog geactiveerd worden: Ras gebonden met GDP → GEF zet GDP om in GTP → Ras is
geactiveerd → GAP (katalysator) zorgt ervoor dat Ras daadwerkelijk hydrolyse kan doen.
➢ Ras
groeifactoren binden aan receptor, dit leidt tot activatie van RAS → Activatie RAF (MAPKKK) →
activatie MEK (MAPKK) → Activatie ERK (MAPK) → Forforlyeert substraten die betrokken zijn bij
celproliferatie.
➢ Rho (monomere) GTPase
GTP gebonden is de actieve vorm. GDP gebonden is de inactieve vorm.
Rho-GTPase gaat stress fibers vormen.
Rho-GTPase heeft GAP nodig als katalysator om de GTPase activiteit te vervullen.
➢ Ran GTPase
Belangrijke rol bij nuclear transport.
Ran-GDP zit in het cytoplasma en heeft een hoge affiniteit voor importine, en gaat het CARGO en
importine mee naar binnen in de celkern brengen. In de nucleus gaat het GEF-eiwit GTP op de RAN
binden. Er wordt dus een GTP-gebonden RAN gevormd welke een lage affiniteit heeft voor importine
en gaat het CARGO en importine loslaten.
Anderzijds heeft GTP-gevonden RAN een hoge affiniteit voor exportine, en RAN-GTP kan dus ook de
export regelen. GAP zorgt in de nucleus dat RAN-GTP wordt omgezet naar RAN-GDP, welke een
lage affiniteit heeft voor exportin waardoor deze exportin en Cargo loslaat
4
,Paragraaf 15.3 Signalisatie door Receptor-Tyrosine-Kinasen (RTK’s)
Meeste receptoren hebben intrinsiek RTK-domein. Veel RTK spelen belangrijke rol bij celgroei en
celproliferatie.
Veel kankercellen gaan de RTK-receptoren activeren.
werking RTK receptor:
2 receptoren moeten dimeriseren onder invloed van een ligand. Je krijgt activatie van de receptor.
Wanneer de receptor gedimeriseerd (actief) is, kunnen er signaalproteïne intracellulair binden.
Voorbeeld Cytokine receptor; IL6/R
Binding van cytokine-ligand waardoor dimerisatie optreedt. Hierdoor worden de JAK-kinases
gerekruteerd. Er treedt fosforylatie van STAT-eiwit op, het gefosforyleerde STAT-eiwit zal dan naar de
kern gaan en STAT-responsieve genexpressie starten (bijvoorbeeld IL6)
Voorbeeld 1 bij kanker:
Spontane activatie van de receptoren door mutatie of deletie. De mutanten worden
ligand-onafhankelijk en sturen voortdurend een stimulerend signaal uit.
Voorbeeld 2 bij kanker:
Ligand wordt overmatig geproduceerd in de cel voor misprogrammatie in de cel. Er ontstaat
autostimulatie van de RTK
Herceptine = therapie voor kanke, het is een antilichaam die gaat binden op TKR, waardoor er geen
ligand meer kan worden gebonden en de signalisatie wordt onderbroken.
5
, 6
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 yarameijs2001. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $13.40. You're not tied to anything after your purchase.
