Dit document bevat uitgewerkte voorbeeldvragen. Ze omvatten een groot en belangrijk deel van de leerstof, maar kijk het zeker na met de lessen. Ik maak mijn samenvattingen niet al te lang zodat het nog een samenvatting blijft (en geen cursus) en het dus makkelijk te leren is.
Examenvragen cellulaire fysiologie
Geef de algemene structuur van fosfolipides en de opbouw van het plasmamembraan, inclusief regulatie
vloeibaarheid en rol van cholesterol.
Fosfolipiden zijn amfipathische moleculen. Dit wilt zeggen dat ze een polair/hydrofiel hoofdje hebben en een
apolaire/hydrofobe staart. De staart bestaat uit 2 vetzuurketens die verzadigd (recht) of onverzadigd (geknikt
met dubbele bindingen) kunnen zijn. Het koppelingsmolecule (of backbone) tussen de kop en de staart is
glycerol of sfingosine.
Bij onverzadigde vetzuren is er weinig contactoppervlak tussen naburige staarten waardoor er dus een
zwakkere interactie zal optreden dit zorgt voor meer vloeibaarheid en een lagere transitietemperatuur.
Verzadigde vetzuren maken veel contactoppervlak tussen naburige staarten waardoor er dus een sterke
interactie zal optreden. Dit zorgt voor minder vloeibaarheid en eerder voor een vaste structuur.
Door de vloeibaarheid kunnen vetzuren op drie manieren bewegen. Ze kunnen aan laterale diffusie doen of ze
kunnen rond hun eigen as roteren. Tot slot kunnen ze nog een flip flop beweging naar de andere zijde doen
(aan de hand van flippases, floppases en scramblases), maar deze beweging komt niet spontaan voor.
De plasmamembraan wordt opgebouwd uit deze lipiden. Ertussen liggen verschillende proteïnen ingebed.
Door het amfipathische karakter gaat de hydrofiele kop naar het water toe liggen en gaat de hydrofobe staart
er van wegliggen. Hierdoor vormt onze plasmamembraan een dubbellaag waarbij de hydrofobe staarten naar
elkaar gericht zijn. De vrije uiteinden van zo’n dubbellaag zijn niet ideaal. In water zal een dubbellaag zich
verder opvouwen tot een energetisch stabielere bol.
Cholesterol heeft een polaire kop die zich naar de waterzijde zal richten. De steroïde ring van cholesterol is vrij
rigide. Dit zorgt ervoor dat het bovenste deel van de fosfolipiden geïmmobiliseerd wordt. Als gevolg zal de
membraanoppervlakte dus meer rigide (minder permeabel) worden, terwijl het centrum vloeibaar blijft. De
kleine staart van cholesterol zorgt ervoor dat de afstand tussen de verschillende vetzuurstaarten van
fosfolipiden vergroot wordt. Hierdoor komen er minder goede interacties tot stand en zal de vloeibaarheid dus
vergroten.
Bespreek de asymmetrie in lipide compositie van het celmembraan: hoe wordt dit gegenereerd en wat zijn
de implicaties.
Een plasmamembraan bestaat niet uit allemaal identieke fosfolipiden. Om deze reden ontstaat er een
asymmetrie. Dit betekent dat de binnenste laag van de membraan een verschillende samenstelling zal hebben
tegenover de buitenste laag. De fosfolipiden verschillen zowel in kop als staart.
De plaats waar de fosfolipiden worden gesynthetiseerd (ER of golgi) zorgt voor asymmetrie. Fosfatydilserine,
Fosfatidylenthanolamine en fosfatydilcholine worden gesynthetiseerd aan de cytoplasmatische zijde van het ER
terwijl sfingomyeline aan de exoplasmatische zijde van het golgi wordt gesynthetiseerd. Fosfatydilcholine
vormt een uitzondering en wordt via een floppase naar de extracellulaire zijde gebracht.
Doordat fosfatydilserine negatief geladen is, zal ook de cytoplasmatische zijde van de membraan negatief
geladen zijn. Hierdoor weet de cel zelf wat de binnen- en buitenzijde is, om op die manier verschillende
membraanproteïnen correct te kunnen inbouwen.
Fosfatydilethanolamine heeft een klein polair hoofdje waardoor de vetzuurstaarten meer gespreid kunnen
liggen. Bij fosfatydilcholine zal dit niet het geval zijn, want deze bevat een groter polair hoofdje. Deze
asymmetrie zorgt voor de vorming van een buiging waarbij de binnenkant vloeibaarder zal zijn dan de
buitenkant.
Fosfolipiden die gebruikt worden bij de celrespons, namelijk de second messenger signaal cascades, liggen aan
de cytoplasmatische zijde van het membraan. Als een cel in apoptose gaat, verliest ze de asymmetrie in de
samenstelling van de plasmamembraan waarbij fosfatydilserine naar de buitenste zijde wordt verplaatst.
In de plasmamembraan komen clusters voor waar de samenstelling verschillend is. Deze clusters worden ook
wel lipid rafts genoemd. We vinden hier voornamelijk meer cholesterol terug waardoor de membraan op die
plaats zal verdikken waardoor er verschillende proteïnen gaan clusteren.
Pa g i n a |1
, Bespreek de bimoleculaire reactie van ligand-receptor interactie, inclusief concentratie-effect curve en
betekenis/impact KD waarde en Hill nummer.
Een bimoleculaire reactie is een reactie die verloopt doordat een ligand bindt op een receptor. We gaan met
deze reactie te weten komen hoeveel receptor-ligand complex er gevormd wordt door een reactie met een
bepaald aantal receptor en ligand.
L Met k = associatieconstante = snelheid waarmee het complex gevormd wordt
R + X ⇋ RX
En L = dissociatieconstante = snelheid waarmee het complex gebroken wordt
K
De affiniteit wordt weergegeven met de KD-waarde (= dissociatieconstante), die wordt uitgedrukt in molair.
Deze KD-waarde geeft aan bij welke concentratie van het ligand we 50% effect gaan hebben. Hoe lager de
concentratie, hoe hoger de affiniteit zal zijn. Een hoge affiniteit zorgt dan op zijn beurt voor een trage
dissociatie van het ligand.
Het effect wordt berekend door de concentratie van het ligand te delen door de som van de concentratie van
het ligand en de KD-waarde. De effect curve is bij een lineaire schaal een hyperbolische curve (x-as =
concentratie ligand en y-as = effect) en bij een logaritmische schaal een sigmoïdale curve.
De Hill functie wordt gebruikt om de dosis-effect curve te fitten (benaderen) en zal de steilheid van de curve
bepalen. Het Hill nummer verwijst naar de graad van coöperativiteit tussen de bindingsplaatsen. Voor de
coöperativiteit moeten we kijken naar hoeveel ligand bindingsplaatsen er aanwezig zijn op de receptor en hoe
deze bindingsplaatsen met elkaar gaan communiceren (beïnvloeden van omliggende bindingsplaatsen). De Hill
nummer kan pas groter worden wanneer vb. twee bindingsplaatsen bezet moeten zijn alvorens de receptor
kan geactiveerd worden. Hoe hoger de Hill nummer, hoe korter de range waarover de concentratie van het
ligand veranderd om van 0 naar 100% effect te gaan.
Geef de algemene structuur van een G-protein gekoppelde receptor en bespreek de 3 belangrijkste gα-
protein effector modulatie mechanismen van G-protein gekoppelde receptors. Geef eveneens 1 voorbeeld
waarbij gβγ-protein bij betrokken is.
G-protein gekoppelde receptoren (GPCR) zijn metabotrope receptoren en gaan een metabole reactie tot stand
brengen. Zo’n receptor bestaat meestal als een monomeer met 7 transmembraansegmenten (helices). Hierbij
ligt de N-terminus extracellulair en de C-terminus intracellulair. De ligand-bindingsplaats ligt ook extracellulair
(kleine liganden binden aan regio’s dicht bij de membraan en bij grote liganden kunnen delen van de N-
terminus betrokken zijn) terwijl de G-protein bindingsplaats intracellulair, tussen het 5 e en 6e membraan-
segment, gelegen is.
Een G-proteïne bestaat uit drie subeenheden: α, β en γ waarbij de α- en γ-subeenheden verbonden zijn met
het intracellulair deel van de membraan door middel van fosfolipiden-ankers.
Het moduleren van adenylyl cyclase activiteit zorgt voor het converteren van ATP naar cAMP. Voor stimulatie
wordt de Gs-receptor geactiveerd, terwijl voor inhibitie de Gi-receptor geactiveerd wordt. het signaal stopt
wanneer het ligand weg is en een proteïne GTP hydrolyseert naar GDP. Cholera toxine zorgt ervoor dat GTP
niet gehydrolyseerd kan worden waardoor er een toename in cAMP zal zijn. pertussis zorgt ervoor dat GDP niet
kan uitgewisseld worden voor GTP waardoor opnieuw cAMP zal stijgen. De modulatie zorgt ook voor de
activatie van kinases zoals PKA. Deze zetten een fosfaatgroep op een proteïne (fosfatases halen deze er weer
af). Aminozuren moeten een OH-groep bevatten alvorens ze gefosforyleerd kunnen worden. Dit is enkel zo bij
serine, threonine en tyrosine. PKA (proteïn kinase A) is een serine/threonine kinase dat geactiveerd wordt door
cAMP (er moeten 4 moleculen binden, waardoor de effect-curve stijl zal zijn).
Bij stimulatie van een fosfodiësterase zal een Gt-receptor geactiveerd worden. Dit zorgt voor de afbraak van
cGMP naar GMP. Deze opent normaal de CNG kanalen (cyclic-nucleotide channels), maar door een verlaging
van cGMP sluiten deze kanalen.
Pa g i n a |2
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 stressystudent. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.80. You're not tied to anything after your purchase.
