Resume
Samenvatting Signaaltransductie: overzicht
- Cours
- Signaaltransductie
- Établissement
- Vrije Universiteit Brussel (VUB)
Samenvatting signaaltransductie
[Montrer plus]
Aperçu du contenu
SIGNAALTRANSDUCTIE1. ALGEMENE PRINCIPES
INLEIDING
o Definitie signaaltransductie:
– Principes van communicatie tussen verschillende cellen, die leiden tot ‘sociale samenleving’
– Moleculaire mechanismen die instaan voor communicatie tussen celmembraan en
intracellulaire locaties (of omgekeerd) en die cellulaire veranderingen teweegbrengen
– Circuits voor doorgeven van info en beïnvloeding van processen via ‘schakelaars’
o Oorsprong:
– Ontstaan bij evolutie van meercelligen? (= samenleving)
– Evolutie van verschillende compartimenten in cellen? (= samenwerking tussen organellen)
Endosymbiose?
– Waarschijnlijk is basis nog primitiever:
-> Ontstaan na omsluiting van celinhoud door celmembraan?
-> Kort na ontstaan ‘eerste’ cellen? (= communicatie met buitenwereld en voeding)
o Basisprincipes: gedrag beïnvloed door omgeving, inclusief andere cellen
– Chemotaxis, fototaxis, thermotaxis: reeds bij prokaryoten
-> Fototaxis: respiratie op basis van zwavel, energie bekomen door fotonen
- Vb. Ectothiorodospira1: positief in groen licht, negatief in blauw licht
- Signalen photo-sensorische ‘yellow proteins’ (Pyp) beïnvloeden migratie bacteriën
Verschillende domeinen: Pyp-domain absorbeerd blauw licht
Bilin binding domain absorbeerd rood licht
Histidine kinase domain geeft autofosforylatie van histidine
H door kinase domein
– Celherkenning: vb. tussen cellen van verschillend geslacht, voor uitwisseling DNA
-> Vb. cel-cel communicatie in gist: uitwisseling van ‘mating type’ factors (feromonen)
- Feromonen: chemische signalen tussen verschillende individuen van dezelfde soort
- Gist type a: a-factor secreteren en receptor voor α-factor
Gist type α: α-factor secreteren en receptor voor a-factor
– Communicatie tussen cellen voor opbouw van structuren, organen: ontwikkelingsbiologie
– Communicatie tussen cellen als basis voor metabole integratie, homeostase, gedrag bij dieren
-> Vb. Dictyostelium discoideum: van ééncellige amoebe naar meercellige samenleving
- Gedragswijziging bij deze amoebe bij voedselschaarste:
honderden amoebes die samenkomen om soort vruchtlichaam/kolonie te vormen
- Signaal verantwoordelijk voor gedragswijziging: cAMP (schaarste-signaal --> aggregatie)
- Aan 1 kant beweging actine-filamenten, aan andere kant geen beweging
– Cellulair metabolisme:
-> Verschillende signalen kunnen eenzelfde functie beïnvloeden
-> Vb. glycolyse door insuline
-> Vb. vetcellen: lipidesynthese geregeld door opname glucose
– Cellulaire functie:
-> Verandering in celfunctie o.i.v. signaal: relaxatie, contractie of secretie
- Verschillende effecten van eenzelfde signaalmolecule
- Gedrag soms te verklaren door verschillende receptor en soms door verschillend celtype
– Levenscyclus: groei, proliferatie, differentiatie, dood
-> Meeste dierlijke cellen hebben een minimumset aan signalen nodig om te overleven
1
,o Terugkerende thema’s:
– Moleculaire complexiteit van elke interactie
– Combinatorische eigenschappen:
-> Componenten kunnen signalen ontvangen en zelf multipele signalen uitzenden
-> Zelfde componenten worden aangewend in verschillende signaalwegen
– Integratie tot pathways en netwerken
SIGNALEN
o Fysische aard: vb. fotonen, geluid, vloeistofdruk, tijd
o Chemische aard:
– Communicatie tussen cellen berust meestal op chemische signalen
o Doel signalen: fysiologisch, farmacologisch, pathologisch
COMMUNICATIE TUSSEN CELLEN
o Directe communicatie: koppeling
– Gap junctie tussen cellen, uitwisseling van signaalmoleculen, structuur van connexon1
-> Snelle modulatie gap juncties door allosterische regeling connexon
-> Trage modulatie gap juncties door regeling connexine gen expressie
– Fysiologisch:
-> Hartspier: gecoördineerde contractie door elektrische stroom via gap juncties
– Pathologisch:
-> Uitbreiding necrose naar buurcellen kan gevolg zijn van overmaat Ca+2 flux via gap juncties
o Indirecte communicatie: chemisch
– Signaliserende cel: meestal productie chemisch signaalmolecule
-> Signaalmolecule gedetecteerd door doelwitcel door receptor-eiwitten
– Endocriene signalisatie:
-> 1 celtype gaat ander celtype beïnvloeden over grotere afstand
-> Tussenkomst bloedstroom (hormonen), veel signaalmoleculen nodig
– Synaptische signalisatie:
-> Mogelijk door aansluitend contact met doelwitcel
-> 1 signaalmolecule nodig maar wel specifieke signaalcontacten, sneller dan endocrien
– Paracriene signalisatie:
-> 1 celtype gaat ander celtype beïnvloeden over beperkte afstand
-> Afgelegde weg in extracellulair vocht
– Autocriene signalisatie:
-> Ter hoogte van populatie identieke cellen
-> Elke cel antwoordt op een beperkte groep signalen, op een specifieke wijze
– Soorten signalisering:
-> Secretie signaalmolecule door signaliserende cel naar extracellulaire ruimte
-> Signaalmolecule gebonden aan oppervlak signaliserende cel:
- Ontstaan signaal in beide interagerende cellen
-> Signaalmolecule beïnvloedt in sommige gevallen doelcel zonder tussenkomst receptor
- Vb. Effect NO op guanylyl cyclase in gladde spier
-> Signalisatie (signaal + respons) soms binnen 1 cel:
- Vb. Wanneer verschillende processen of organellen elkaar beïnvloeden
-> Signaaltransductie (signaal + respons, over membraan) soms zonder ligand:
- Receptor kan constitutieve activiteit bezitten: vb. histamine H3-receptor op neuronen
-> Meerdere liganden kunnen binden op dezelfde receptor:
- Vb. Acetylcholine receptor
– Signaalmoleculen worden snel afgebroken in doelwit cel: vb. cGMP door PDE5
1. Connexon: bestaande uit 6 eenheden connexine (eiwit) 2
,o Diffusie signalen o.i.v. concentratieverschillen: gauss verdeling
– Hoeveelheid partikels = constant = oppervlakte onder curve
-> Vervlakking curve in functie van de tijd: sigma neemt toe in een parabool
-> D = diffusieconstante: afhankelijk van viscositeit, temperatuur, eigenschappen molecule
-> Sigma = meter, t = s, D = m2/s: σ = √4Dt
o Binding van ligand:
– Bindingskinetiek: reversibele binding ligand op receptor met vorming ligand-receptor complex
-> L + R ⇄ LR
-> Snelheid van voorwaartse reactie: k1[L][R] met k1 = associatie snelheidsconstante
Snelheid van omgekeerde reactie: k-1[LR] met k-1 = dissociatie snelheidsconstante
-> Evenwicht: associatie en dissociatie snelheden gelijk
k1[L][R] = k-1[LR] k-1/k1 = KD = [L][R]/[LR]
-> KD = de dissociatie constante: ratio van dissociatie- en associatie-snelheidsconstanten
evenwichtsconcentratie ligand waarbij 50% receptoren bezet zijn
-> Kleine KD: hoge affiniteit receptor, grote KD: slechte affiniteit receptor
– Scatchard plots voor bepaling KD:
-> Zeer hoge concentratie ligand: maximale hoeveelheid ligand gebonden = Bmax
-> Hoeveelheid gebonden ligand B bij gegeven hoeveelheid vrije ligand F: B = Bmax*F/(KD+F)
-> Scatchard: B/F = Bmax/KD – B/KD
o Effect van ligand:
– Agonisten: moleculen die receptor activeren en biologische respons opwekken
-> Full agonisten: biologische respons even sterk als natuurlijk ligand
-> Partiële agonisten: gedeeltelijke biologische respons
-> Adrenerge receptor bezetting:
- Biologisch effect = GTP*-binding door G-proteïne
- Dex, Clon en Mox: partiële agonisten want minder dan 100% respons
- Epi heeft toch niet beste affiniteit (3de beste binder aan receptor) maar wel 100% respons
Geen noodzakelijk rechtstreeks verband tussen affiniteit van ligand aan receptor en
biologisch effect bij binding
- Gevoeligheid cel afhankelijk van aantal receptoren: reden voor meerdere receptoren
– Antagonisten: stoffen die receptor binden maar geen activatie induceren
-> Competitieve antagonisten: bezetting van bindingsplaats van natuurlijke ligand
- Vb. IL-1Ra = IL1-receptor antagonist
-> Non-competitieve antagonisten: binding op andere plaats dan natuurlijk ligand
-> Biologisch effect of activiteit van receptor daalt
– Inverse agonist: molecule dat effect heeft op receptor maar in omgekeerde richting als agonist
-> Histamine receptor H2 kan actief zijn zonder histamine
- Er bestaan H-receptor antagonisten die deze constitutieve activiteit remmen
- Vb. CimetidineR inactiveert H2-R van pariëtale cellen in maag: remming maagzuur-secretie
-> Biologisch effect of activiteit van receptor daalt
– Verschil antagonist en inverse agonist:
-> Antagonist: enkel indien er reeds een agonist aanwezig is
-> Inverse agonist: effect in afwezigheid van agonist (alleenstaand effect)
3
, RECEPTOREN: EIWITTEN, GLYCOPROTEÏNEN
o Celmembraan receptoren: detecteren hydrofiele liganden die cel niet autonoom binnenkomen
– Ionkanalen: binding ligand opent of sluit een kanaal
– G-proteïne gekoppeld: binding ligand activeert G-proteïne dat afzonderlijk enzym of
ionkanaal activeert
– Enzym receptoren: binding ligand activeert enzym domein op receptor zelf of op een
geassocieerde molecule
o Intracellulaire receptoren: detecteren kleine hydrofobe liganden die membraan overbruggen
– Hormoon-receptor complex heeft geactiveerde DNA-binding site: stimulatie transcriptie
– Vb. Steroïde hormonen, vitamine D, thyroïd hormoon, retinoïnezuur
MOLECULAIRE INTERACTIES
o Proteïne-proteïne interacties:
Vaak beïnvloed door binding of dissociatie van kleine liganden
– Adaptors, scaffolds, chaperonines
– Vorming of verbreken van een eiwitcomplex: vb. G-proteïne, calmoduline
– Covalente modificatie: fosforylatie (Tyr, Thr, Ser)
– Conforme verandering: vb. ionkanaal
– Translocatie: vb. steroïde receptor
– Eiwit afbraak: vb. cliënteiwitten van Hsp-90
o Covalente en niet-covalente binding van fosfaatgroepen:
– Binding van fosfaatgroep op eiwit beïnvloedt de interacties of activiteit van het eiwit
-> Activatie van enzymatisch domein door conformatieverandering
-> Binding mogelijk maken door structuurverandering in bindingssite te induceren
-> Ontbinding van een complex en vrijzetting van de actieve vorm van een G-proteïne
– Zowel covalente als niet-covalente modificaties zijn reversibel, dus hun effecten ook
o Multi-State regeling van een eiwit:
– 4 verschillende activatie-toestanden:
-> Combinatie van proteïne binding, ion binding en fosforylatie toestand
-> Vb. Calmodulin-afhankelijk kinase II (CaM Kinase II)
4
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur maxscholten. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €7,99. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
48298 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 15 ans
