Summary
Samenvatting CEL 4 cel-celcommunicatie
- Course
- Institution
volledige samenvatting handboek cel-celcommunicatie prof Gerlo
[Show more]
Seller
Follow
flca56
Content preview
CEL IV – CEL-CEL COMMUNICATIE1 Algemeen overzicht van cel-cel communicatie
De basisprincipes van cel-cel communicatie zijn sterk geconserveerd! Ligand-receptor interacties
Quorum sensing
Quorum: minimum aantal leden dat aanwezig moet zijn om in een vergadering te kunnen besluiten
Lage densiteit (planktonisch) <-> hoge densiteit (symbiontisch)
1.1 Types van cel-cel communicati e
1.1.1 Via gespecialiseerde, directe verbindingen tussen cellen
Gap junctions: opgebouwd uit tientallen tot duizenden kanaaltjes in plasmamembraan cellen, die
directe verbinding tussen cytoplasma vormen
Opgebouwd uit connexons (buisvormige eiwitverbindingen)
o Opgebouwd uit integrale membraaneiwitten, connexines
Snelle uitwisseling kleine signaalmoleculen bv Ca 2+ en cAMP, glucose
o Celgroepen synchroon en snel reageren op stimulus
1.1.2 Via extracellulaire signaalmoleculen
Gesynthetiseerd en gesecreteerd door signalerende cel, herkend
door membraanreceptoren op doelwitcellen
Type respons verschillend van cel tot cel: bepaald door
signaaltransductoren
o Beinvloeden doelwit-eiwitten
o Leidt tot gewijzigde functies in cytosol
Stappen communicatie via extracellulaire signalen
1. Synthese signaalmolecule
2. Secretie van signaalmolecule
3. Transport naar doelwitcel
4. Binding op een specifieke receptor, en activatie van deze
receptor
5. Activatie/synthese van signaaltransductie-eiwitten en
kleine moleculen
6. Activatie effector-eiwitten
7. Korte termijneffect (wijziging cellulaire functie,
metabolisme, motiliteit) of lange termijn effect
(wijziging genexpressie, ontwikkeling)
8. Uitdoven van signaal door negatieve feedback
9. Uitdoven van signaal door verwijdering ligand
1.2 Endocrien/Paracrien/Synapti sch/Autocrien/Direct
Endocrien: signaalmoleculen worden hormonen genoemd en worden
geproduceerd door gespecialiseerde cellen in endocriene organen (klieren)
Transport naar verafgelegen doelwitcellen via bloedbaan
Paracrien: signalisatie beperkt door cellen in onmiddellijke omgeving
Veroorzaakt door snelle opname, afbraak of immobilisatie
Werking interferonen bij antivirale bescherming
1
CEL IV – MOBI – CEL-CEL COMMUNICATIE
,Synaptische communicatie: gespecialiseerde vorm van paracrien
Neurotransmitter gesecreteerd in synaptische spleet
Overdracht elektrische impulsen tussen zenuwcellen
Uiterst snel en gericht
Autocrien: type groeistimulatie dat vaak voorkomt bij cellen in
weefselkweek
Liganden werken in op dezelfde cellen waardoor ze
gesecreteerd worden
Groeifactoren werken op deze wijze
Aberante autocriene stimulatie kan bijdragen tot
celtransformatie (kanker)
Direct/plasma-membraan verankerde liganden: signaalmolecule blijft membraangebonden
Haematopoiese: groeistimulatie van stamcellen en vroege progenitoren via direct contact
met stromale cellen
Rol tijdens de ontwikkeling organisme
1.3 Bindings- en eff ector-specifi citeit
Bindings-specificiteit
Liganden binden op unieke, specifieke receptoren
Moleculaire complementariteit: ionaiare-, Van der Waals-, hydrofobe interacties
Niet absoluut: een ligand kan verschillende receptoren hebben, een receptor kan
verschillende liganden binden!
Effectorspecificiteit
Binding v eenzelfde ligand op eenzelfde receptor op verschillende centimes kan verschillende
effecten hebben op deze celtypes!
Het resultaat v ligand/receptor activatie is afhankelijk v cel-specifieke intracellulaire
signaalmoleculen
Sommige liganden hebben verschillende receptoren, die verschillende responsen (op
verschillende celtypes) uitlokken
Redundantie= meerdere, verschillende ligand/receptor interacties op eenzelfde cel leiden tot
dezelfde cellulaire respons -> verklaren door gebruik dezelfde signaaltransductoren
Pleiotropie = eenzelfde ligand-receptor interactie op verschillende cellen leiden tot
verschillende responses
Gecombineerd activeren van sets van receptoren bepaalt
de finale uitkomst
Signalen A,B en/of C zijn vereist voor overleving
Gecombineerd met signalen D en/of E leidt tot celdeling
Gecombineerd met F en/of G tot celdifferentiatie
Afwezigheid van signalen leidt tot apoptose
Liganden
o Geen verdere functie (buiten binding en activatie v receptoren)
o Ligand-afbraak: beëindigen v signalisatieproces
2
CEL IV – MOBI – CEL-CEL COMMUNICATIE
,1.4 Algemene eigenschappen van ligand/receptor systemen
1.4.1 Classifi cati e van liganden
1.4.1.1 Lipofiele hormonen met intracellulaire receptoren
Kleine, lipofiele hormonen kunnen vrij doorheen plasmamembraan en nucleair membraan
diffunderen
Interageren in cel met cytosolische of nucleaire receptoren
Vb steroïden (cortisol, oestradiol, testosteron,..), thyroxine en retinoïne-zuur
1.4.1.2 Lipofiele hormonen met celmembraan-gebonden receptoren
Prostaglandines: 20-C bevattende eicosanoïd hormonen, afgeleid van arachidonzuur
Kunnen niet doorheen plasmamembraan diffunderen
o Binden op specifieke membraan-gebonden receptoren
1.4.1.3 Wateroplosbare hormonen met celmembraan-gebonden receptoren
Zeer uitgebreide groep van kleine, geladen moleculen
Bv adrenaline en histamine, peptide- en polypeptide hormonen (Glucagon, insuline,
groeifactoren, cytokines)
1.4.2 Classifi cati e van receptoren
1.4.2.1 Membraan-verankerde receptoren
1.4.2.1.1 Ion-kanaal gekoppelde receptoren
Ligand-binding leidt tot openen of sluiten van membraanporiën
Specifieke ionen migreren door membraan
o Membraanpotentiaal gewijzigd
Activatie door structuurwijziging receptor
Vaak gebruikt bij neurotransmitters bv acetylcholine-receptor
1.4.2.1.2 G-eiwit gekoppelde receptoren
Ligand-binding leidt tot activatie van G-eiwitten
-> Enzymes aan/afschakelen, die specifieke signalen sturen of Ion-kanalen aan- of
afschakelen
Leidt tot wijziging membraanpotentiaal
Liganden meestal klein
Activatie door inductie van structuurwijziging
1.4.2.1.3 Receptor met enzymatische werking
Receptoren hebben intrinsieke enzymatische activiteit of binden een enzyme
ligand binding activeert het receptor(-geassocieerde) enzyme
liganden zijn polypeptiden, bv. groeifactoren, cytokines, …
activatie door wijziging in receptorclustering bv. dimerisatie
meestal hebben de receptoren intrinsieke kinase activiteit, doch er zijn ook receptoren met
fosfatase, guanylaatcyclase en RNase activiteit
3
CEL IV – MOBI – CEL-CEL COMMUNICATIE
, 4
CEL IV – MOBI – CEL-CEL COMMUNICATIE
,1.4.2.1.4 Receptoren die “signaalplatformen” vormen
Geen intrinsieke enzymatische activiteit of rechtstreekse interactie met kinasen, maar adaptor-
eiwitten
Vormen brug tussen receptor en kinasen
o Receptoren vormen oligomere clusters in celmembraan
Dienen als platform voor aanmeren verschillende adaptoren, die de
verbinding met andere signaaleiwitten mediëren
o Pro-inflammatoire mediatoren bv TNF-alfa en IL1bèta
o Toll-like receptoren (TLRs): herkennen pathogeen-geassocieerde moleculen
1.4.2.2 Cytoplasmatische/nucleaire receptoren
Lipofiele hormonen kunnen doorheen plasma- en nucleaire migreren en rechtstreeks binden op
intracellulaire receptoren, voorkomen is zeer variabel
1.4.3 Karakterisati e van ligand/receptore binding
Bepalen van bindingsaffiniteit
Na secretie komen liganden vrij in bloedstroom of interstitieel vocht en worden sterk verdund
bindingsaffiniteit tussen ligand en receptor moet zeer hoog zijn
De associatie tussen R en L is omkeerbaar:
dissociatie- en associatieconstante: (bij evenwicht)
KD en KA zijn karakteristiek voor elke ligand/receptor interactie!!!
Kd-waarde: ligandconcentratie waarbij helft receptoren gebonden ligand bevatten
Bij endocrien hormoon: liganden die na secretie verdund worden in het bloed of interstitieel
vocht hebben over het algemeen een hoge affiniteit voor hun receptor (K D: 10-8- 10-10 M)
Bij paracriene processen: neurotransmitters die worden geconcentreerd in de synaptische
spleet hebben een lage affiniteit voor hun receptor (K D 10-4- 10-6) -> neurotransmitters die
weg diffunderen worden sterk verdund waardoor ze ver af gelegen receptor onvoldoende
bezetten
Detectie van receptoren op cellen gebeurt bij middel van radioactief gemerkte liganden ->
saturatie bindingscurve bekomen: onderscheid maken tussen specifieke, hoog-affiene
binding en niet-specifieke
Overmaat niet-gemerkt ligand toe te voegen detecteren we alleen niet-specifieke
Scatchard plot: vanuit saturatiecurve zowel aantal receptoren als bindingsaffiniteit
o Formule:
als we (HR)/(H) uitzetten t.o.v
(HR) bekomen we rechte
Rico is -Ka
Snijpunt x-as is totaal
aantal receptoren R0
1.5 Algemene eigenschappen van signaaltransductoren
Signaaltransductie proces: ter hoogte van cytoplasmatische deel van receptoren, waarbij zowel
kleine metbolieten en ionen als complexe eiwitsystemen aan deelnemen
Hoogte van cytoplasmatische deel receptoren
5
CEL IV – MOBI – CEL-CEL COMMUNICATIE
, 1.5.1 Rol van signaaleiwitt en
Eiwitkinasen
activatie → fosforylatie-patroon cytosolische eiwitten
2 types op basis van substraat-specificiteit: Tyr kinasen & Ser/Thr kinasen
o Katalytische plaatsen vergelijkbaar
Duale activiteit: overdracht fosfaat vervult schakelfunctie: aanwezigheid P bepaalt werking
substraateiwit
Farmacologische interventies: belangrijke therapeutische doelwitten voor kanker bv
leukemie
Western blotting: eiwitten op basis van grootte gescheiden op acrulamide gel
o Replica eiwitten op gel overgebracht naar membraan
Geprobed met antilichamen die fosfaat herkennen
o Fosforylatie van eiwitten volgen
Nagaan welke AZ gefosforyleerd worden in eiwit → antilichamen die specifiek P- AZ
herkennen
o Synthetische peptide van 15 AZ -> AZ van interesse dat gefosforyleerd werd
o Antilichamen maken door immunizatie peptide
Geslecteerd door kruisreactie met niet-P peptide
o antilichaam zal niet alleen P-AZ herkennen, maar ook omringende
GTP-bindende eiwitten
komen voor in associatie met GTP of GDP -> signalen leiden
tot GTP ↔ GDP uitwisseling-> activatie eiwit
Uitschakeling door intrinsieke (vb G eiwitten) of extrinsieke
(vb Ras) GTPase activiteit
GEFs en GAPs regelen GTP/GDP uitwisseling
fosfaat heeft schakelfunctie
Adaptor eiwitten
bezitten zelf geen katalytische activiteit doch vervullen een brugfunctie tussen verschillende
receptoreiwitten
bezitten vaak geconserveerde domeinen die instaan voor intermoleculaire interacties: SH2,
SH3, PH,…
“Scaffold” eiwitten of skeleteiwitten
brengen groepen eiwitten op een geordende manier samen zodat ze hun specifieke functie
efficiënter kunnen uitvoeren
1.5.2 Rol van secundaire boodschappers
kleine moleculen met korte levensduur
ligand/receptor interactie leidt tot wijziging in de intracellulaire concentratie van deze
tweede boodschappers
de tweede boodschappers moduleren op hun beurt de activiteit van signaaleiwitten
‘primaire boodschappers’ zijn de liganden
6
CEL IV – MOBI – CEL-CEL COMMUNICATIE
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 flca56. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.92. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
50843 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now