Exam (elaborations)
alle mogelijke open examenvragen van cellulaire fysiologie + uitwerking
- Course
- Institution
dit document bevat alle mogelijke examenvragen van cellulaire fysiologie met uitwerking
[Show more]
Seller
Follow
ihsaneakabi
Content preview
Examenvragen cellulaire fysiologieExamenvragen hoofdstuk 2
1) Geef de algemene structuur van fosfolipiden en de opbouw van het plasmamembraan, in-
clusief regulatie vloeibaarheid en rol van cholesterol.
Opbouw plasmamembraan:
- Bestaat hoofdzakelijk uit eiwitten en lipiden (grootste deel behoort tot fosfolipiden)
Algemene structuur fosfolipiden:
- hydrofiele kop bestaande uit fosfaatgroep waaraan kopgroep (bv ethanolamine) aan
veresterd is en naamgeving bepaald (in dit geval fosfatidylethanolamine)
- hydrofobe staart bestaande uit vetzuurketens die verzadigd of onverzadigd kunnen zijn.
Verzadigde ketens maken membraan meer rigide terwijl onverzadigde ketens membraan
vloeibaarder maken.
- Hydrofiele kop + hydrofobe staart maken de molecule amfipatisch (half polair en half non-
polair)
- Plasmamembraan is fosfolipidenbilayer door waterig milieu waarin ze zich bevinden,
waarbij er een inner leaflet (binnenste membraan, naar cytosol gericht) en een outer
leaflet (buitenste membraan, naar extracellulaire matrix gericht) is. De hydrofiele koppen
zijn naar buiten gericht en de hydrofobe staarten naar elkaar (het midden van de
fosfolipidenbilayer).
Vloeibaarheid celmembraan:
- Door diffusie van fosfolipiden op drie manieren: rotatiebeweging, laterale diffusie
(beweging van links naar rechts of omgekeerd) en door flip-flop beweging (gefaciliteerd
door flippases en floppases). De laatste komt zelden voor omdat hydrofiele kop doorheen
hydrofoob gedeelte moet worden getransporteerd, wat energie kost.
- Transitietemperatuur: de temperatuur waarbij de plasmamembraan van gelfase (minder
vloeibaar, bij lage temperatuur) naar solfase (vloeibare fase, bij hogere temperatuur) en
omgekeerd gaat. Bij hogere temperatuur is diffusie van fosfolipiden makkelijker >
membraan is dan vloeibaarder.
- Vetzuurketens van de fosfolipiden: onverzadigd > vloeibaarder; verzadigd > minder
vloeibaar
- Cholesterol bepaalt mee de rigiditeit van membraan: het maakt de buitenste zijde (kant
van polaire koppen) rigider maar het midden (apolaire staarten) vloeibaarder door
interactie tussen twee opeenvolgende fosfolipiden te verhinderen. Cholesterol is verder
ook belangrijk voor de integriteit van de cel en zorgt ervoor dat deze niet gaat
openbarsten.
De rigiditeit of vloeibaarheid van de plasmamembraan bepaalt mee de permeabiliteit van de
cel. Meer vloeibaar > meer permeabel; minder vloeibaar > minder permeabel.
Lipid rafts
- Lokale concentratie van specifieke lipiden, sfingomyeline, cholesterol en proteïnen. Deze
rafts zijn meestal dikker dan de rest van de membraan door de aanrijking van verzadigde
fosfolipiden. Deze clusters spelen eveneens een rol in signaaltransductie en bevatten ook
glycolipiden (geglycoliseerde fosfolipiden).
2) Bespreek de asymmetrie in lipide compositie van het celmembraan: hoe wordt dit gegene-
reerd en wat zijn de implicaties.
De lipidecompositie is verschillend voor de inner en de outer leaflet van de celmembraan. De
inner leaflet bestaat hoofdzakelijk uit fosfatidylethanolamine en fosfatidylserine terwijl dat de
, outer leaflet bijna alleen uit fosfatidylcholine bestaat. Deze asymmetrie is tijdens de biosyn-
these van de fosfolipiden gegenereerd. De meeste fosfolipiden worden gesynthetiseerd aan
de cytosolische zijde van het ER en zullen dan verplaatst worden naar de inner leaflet maar
fosfatidylcholine wordt ook aan deze kant van het ER gesynthetiseerd en wordt door flippases
dan van de inner naar de outer leaflet getransporteerd. Fosfatidylserine (FS) is lichtjes geladen
waardoor de inner leaflet negatiever is dan de outer leaflet. Bovendien reguleert FS de incor-
poratie van membraaneiwitten door de negatieve lading die ze draagt. De asymmetrie van de
celmembraan is heel belangrijk en bij verlies van asymmetrie bv. wanneer FS zich in de outer
leaflet bevindt ipv de inner leaflet, is dit een indicatie dat de cel in apoptose gaat. PIP2 is een
fosfolipide dat zich bevindt aan de cytoplasmatische zijde van de celmembraan en is belangrijk
voor de IP3-DAG/PKC… signaalcascade. Verder is de celmembraan gebogen naar binnen door-
dat de kopgroepen op de fosfolipiden die zich in de outer leaflet bevinden groter zijn dan die
van degenen die zich in de inner leaflet bevinden. Glycolipiden bevinden zich ook altijd aan de
buitenkant van de celmembraan.
Examenvragen hoofdstuk 3
1) Bespreek de bimoleculaire reactie van ligand-receptor interactie, inclusief concentratie-effect
curve en betekenis/impact KD waarde en Hill nummer.
Met de bimoleculaire reactie kunnen we bepalen hoe groot de concentratie ligand moet zijn om alle
receptoren te activeren (effect) en wordt weergegeven volgens de volgende formule:
waarbij Kd= dissociatieconstante in M, [R]= concentratie receptor in M, [X]=
concentratie ligand in M
Het effect wordt bepaald door de dissociatieconstante. Hoe lager de dissociatieconstante, hoe groter
het effect. Onderstaande grafiek geeft het effect weer: Ach en cGMP/Ca2+.
Grafiek 1 is op lineaire schaal en grafiek 2 is op logaritmische schaal. De pijl in grafiek 2 geeft de IC50
waarde weer, hetzelfde als de Kd-waarde en dit is de waarde van [X] waarbij de effectgrootte 50% is.
Hoe lager de Kd-waarde dus, hoe sneller er een effect is dus hoe hoger de affiniteit (geneigdheid om
een binding te vormen).
Hill-nummer= n= aantal bindingsplaatsen die bezet moeten zijn om een effect te hebben. Het geeft
de coöperativiteit weer tussen het aantal bindingsplaatsen. Hoe groter de Hill-nummer, hoe groter
de coöperativiteit en dus hoe meer bindingsplaatsen er bezet moeten zijn om een effect te hebben.
De coöperativiteit verhoogt de affiniteit. Stel n=2 en 1 bindingsplaats is al bezet dan zal bindings-
plaats 2 een grotere affiniteit hebben dan binding 1 omdat bindingsplaats 2 een conformatieveran-
dering ondergaat.
Volgende grafiek geeft dit weer:
De curve met de grootste Hill-nummer is de
steilste omdat de coöperativiteit daar het groot-
ste is en de affiniteit dus wordt verhoogd (zie
uitleg hierboven). De formule naast de grafiek is
de Hillfunctie waarbij EC50= Kd, E= effect, Emax=
maximaal effect, [L]= concentratie ligand
2) Geef de algemene structuur van een G-pro-
tein gekoppelde receptor en bespreek de 3 be-
, langrijkste gα-protein effector modulatie mechanismen van G-protein gekoppelde receptors . Geef
eveneens 1 voorbeeld waarbij gβγ-protein bij betrokken is (dit is dus gα-protein onafhankelijke sig-
naling).
Algemene structuur:
• Meestal monomeer soms heterodimeer, bestaat uit 7 transmembraansegmenten (7 α-helices)
• Extracellulaire N-terminus dat geglycolyseerd is
• Grote cytoplasmatische loop bestaande uit vnl hydrofiele aminozuren, bevindt zich tussen
helices 5 en 6: binding G-proteïne
• Cytosolische C-terminus dat het hydrofiel domein vormt
• Kleine liganden (moleculen) binden aan regio’s in de buurt van de membraan, bij grotere
liganden gaat N-terminus ook betrokken zijn bij binding
Algemene eigenschappen van G-proteïnen:
• Heterotrimeren bestaande uit verschillende combinaties van verschillende α, β en Ƴ
subeenheden
• 18 verschillende soorten α, 5 verschillende β en 12 verschillende γ aanwezig
• α en Ƴ verankerd aan cytosolleaflet plasmamembraan (α= myristil of palmitoyl, γ= prenyl)
• grote klassen G-proteïnen, 5 belangrijkste: Gs, Gi, Gq, de odorant Golf en de fototransductie
Gt
3 belangrijkste gα-proteïne effector modulatie mechanismen:
• Moduleren van adenylyl cyclase (AC) activiteit (cAMP concentratie): ligand bindt aan
receptor gebonden aan αs > activatie AC > omvorming ATP in cAMP > cAMP activeert PKA
> activiteit van enzymen/ kanalen/ receptoren wordt beïnvloed door PKA (door
fosforylatie)
indien ligand gebonden aan αi > inhibitie AC
• fosfodiësterase (PDE) (afbraak cGMP): foton intrageert met receptor > activatie G-
proteïne transducine > activatie PDE door αt > hydrolyse cGMP > [cGMP] ↓ > sluiting
cGMP-afhankelijke kanalen
• Fosfolipase C (PLC) (afbraak fosfolipiden) : ligand bindt aan receptor gebonden aan α q >
activatie PLC > omvorming van PIP2 in IP3 en DAG > IP3 => vrijstelling van Ca2+ (kan heleboel
cascades in gang steken zoals spiercontractie en openen van Ca2+-afhankelijke kanalen),
DAG => activatie PKC (regulatie proteïnen door fosforylatie) of DAG kan worden omgezet
in A2 (arachidonzuur)
Βγ subeenheden: activatie downstream effectors
Wanneer Βγ complex dissocieert van Gα => vrij interactievlak => interactie mogelijk met:
• Activatie ionenkanalen (Girk kanalen)
• Activatie βark > fosforylatie ligand-receptor complex > rekrutering β-arrestine door GPCR >
dissociatie receptor-ligand complex > downregulatie receptor (geen effect op onbezette
receptor)
3) Bespreek de vijf klassen van katalytische (catalytic) receptors.
• Guanylyl cyclase (GC): typische liganden zijn kleine peptiden (~ 28 AZ)
Signaaltransductie: ligandbinding veroorzaakt dimerisatie 2 monomeren die GC activeren >
omzetting GTP in cGMP > [cGMP]↑ > activatie PKG (cGMP afhankelijke kinase) > activatie/
inhibitie proteïnen door fosforylatie
• Threonine/ serine kinase: vb ligand: TGF-β (transforming growth factor β) en andere liganden
die betrokken zijn in cel groei en differentiatie > type 2 receptor bindt ligand > associatie/
interactie met receptor type 1 > receptor 1 wordt gefosforyleerd op threonine/ serine residues
> kinase activiteit van receptor 1 > downstream effecten
• Tyrosine kinase: fosforylatie van zichzelf en andere proteïnen op tyrosine > bv ligand: nerve
growth factor > ligandbinding stimuleert vorming van receptor dimeer > via dimerisatie
fosforyleren ze zichzelf op fosfotyrosine motieven (autofosforylatie) > gefosforyleerde
fosfotyrosine motieven dienen binding site met een SH2&3 (Src Homology)/ PTB domein >
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 ihsaneakabi. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $8.28. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
73314 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now