Resume
Samenvatting Cellulaire fysiologie - uitgewerkte examenvragen
- Établissement
- Universiteit Antwerpen (UA)
Uitgewerkte examenvragen
[Montrer plus]
Vendeur
S'abonnerAperçu du contenu
EXAMEN CELLULAIRE FYSIOLOGIECHAPTER TWEE
Geef de algemene structuur van fosfolipiedes en de opbouw van het plasmamembraan, inclusief
regulatie vloeibaarheid en rol van cholesterol.
Algemeen zijn fosfolipiden amfipathisch. Het bevat een glycerol
backbone met twee hydrofobe vetzuurketens en één hydrofiel, polair
hoofd. De fosfolipiden kunnen verschillen in hydrofiel hoofdje
(glycerol - fosfaat - choline/ serine/ inositol/…) en hydrofobe staart.
De lengte van de vetzuurstaarten kan verschillend zijn, verzadigd
(recht) of onverzadigd (VZ staart bevat een knik thv de db) zijn.
Membraanlipiden vormen spontaan een dubbellaag in water door het amfipatisch karakter. Afhankelijk
van de concentratie aan fosfolipiden vormt het micellen (lage concentratie) of een dubbellaag (hoge
concentratie). Bij de vorming van een dubbellaag oriënteren de hydrofiele hoofdjes zich naar het polaire
water toe terwijl de hydrofobe vetzuurstaarten zich van het water weg oriënteren. De vetzuurstaarten
richten zich naar elkaar toe. De dubbellaag vormt een 2D vloeibare fase waarbij de vetzuur staarten nog
vrij kunnen bewegen (flexibel zijn), de fosfolipiden lateraal bewegen in één vlak, en opzichzelf kunnen
roteren of een flip flop bewegingen uitvoeren maar dit is zeer zelden.
De fosfolipide compositie bepaalt de vloeibaarheid van het
plasmembraan. Het plasmamembraan moet vloeibaar blijven zodat de
conformatieveranderingen van membraanproteïnen kunnen doorgaan.
De smelttemperatuur is de transitie temperatuur (Tm) tussen vaste “gel”
en vloeibare “sol” fase en deze hangt af van de samenstelling ‘packing’
van het membraan:
- Lange vetzuur ketens à sterke interactie à hoge Tm à dichte (dense) pakking à vast
- Korte en onverzadigde vetzuren à zwakke interactie à lage Tm à zwakke pakking à vloeibaar
Cholesterol is een molecule dat intercaleert met onverzadigde lipiden en heeft twee effecten:
- De rigiede ring stabiliseert C-atomen nabij het hoofdje à rigieder, minder permeabel
- Cholesterol belet staart-staart interactie (kristallisatie) à membraan blijft vloeibaar
,Bespreek de asymmetrie in lipide compositie van het celmembraan: hoe wordt dit gegenereerd en wat
zijn de implicaties.
Assymetrie in de fosfolipide compositie tussen de inner en outer leaflet van het membraan…
1. Onstaat vanwege de lipidenscheiding tijdens de biosynthese in ER of het Golgi apparaat. Zo wordt
sphingomyeline gesynthetiseerd aan de exoplasmatische zijde van het Golgi apparaat en komt aan
de extracellulaire zijde van het membraan terecht. Fosfatidylserine, fosfatidylethanolamine en
fosfatidylcholine worden aan de cytosolische zijde van het ER gesynthetiseerd en komen aan de
cytosolische zijde van het membraan terecht terwijl fosfatidylcholine aan de extracellulaire zijde
terecht komt door een flippase.
Alsook de activiteit van de flippases en floppases spelen een rol. Dit zijn enzymen die fosfolipiden
van de buitenste zijde naar de binnenste zijde brengen en omgekeerd. Zij hebben hiervoor ATP
nodig. Ze genereren en onderhouden de assymmetrie. De plek van synthese en de werking van de
enzymen leiden soms niet tot hetzelfde resultaat. Fosfatidylcholine wordt bv. aangemaakt aan de
cytosolische zijde en zou dus aan de cytosolische zijde van het celmembraan moeten zitten, maar
een flippase verplaatst het naar het extracellulaire blad.
2. Beïnvloed de buiging en vloeibaarheid van het membraan. De assymetrie zorgt voor de kromming
van het membraan. De hoofdjes van de fosfolipiden in het extracellulaire blad nemen immers meer
plek in dan deze van het intracellulaire blad. Hierdoor ontstaat een kromming in het intracellulaire
blad.
De intracellulaire zijde is vloeibaarder en dus beweeglijker dan de extracellulaire zijde. Er is geen
stretch of spanning door de kromming. Dit is belangrijk omdat er bij sommige signaaltransducties
er een vormverandering gebeurt van het eiwit in het binnenste blad. PIP3 is belangrijk voor de
signaaltransductie. Het zal daarom aan de binnenzijde van het membraan zitten.
3. Onstaat doordat de cytosolische zijde van het membraan negatiever is dan de extracellualire zijde.
Fosfatidylserine draagt een negatieve lading en is aanwezig aan de cytosolische zijde. De
extracellulaire zijde is neutraal. Dit is zeer belangrijk voor het juist incorporeren van
transmembraaneiwitten in het membraan.
Wanneer er te weinig ATP aanwezig is, is er een verlies van de assymetrie woordoor de flippases en
floppases hun werking niet kunnen uitvoeren. Hierdoor komt fosfatidylserine in de buitenste zijde
terecht waar het een receptor is voor fagocytose à apoptose!
De specifieke compositie is soms nodig voor de functie van membraanproteïnen.
In het plasmamembraan kunnen ook lipid rafts voorkomen. Dit is een lokale concentratie van
specifieke lipiden, sfingomyeline, cholesterol + proteïnen. Het is meestal dikker dan de rest van het
membraan door de aanrijking van verzadigde fosfolipiden. Deze clusters van proteïnen/ lipiden
spelen een rol in signaaltransductie.
, CHAPTER DRIE
Bespreek de bimoleculaire reactie van ligand-receptor interactie, inclusief concentratie-effect curve en
betekenis/impact KD waarde en Hill nummer.
Een binding tussen een ligand en een receptor mag niet continue zijn. Daarom zijn neurotransmitters
slechts tijdelijk aanwezig, de signalisatie moet kunnen stoppen. Er zijn 3 soorten van niet-covalente
ligand-receptor-bindingen, een ionische binding, een waterstofbrug binding en een Van der Waals-
binding. De bimoleculaire reactievergelijking van de ligand-receptor binding interactie wordt
weeergegeven door:
𝑅 + 𝑋 ⇆ 𝑅𝑋
Uit deze vergelijking kan je de dissociatieconstante opstellen. Deze is een maat voor de affiniteit, met
andere woorden hoe goed de receptor met het ligand bindt en hoe snel ze terug ontbinden. Dit wordt
uitgedrukt in molair.
[𝑅] ∗ [𝑋] 𝑑𝑖𝑠𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎𝑡𝑖𝑒𝑠𝑛𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑
𝐾! = =
[𝑅𝑋] 𝑎𝑠𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎𝑡𝑖𝑒𝑠𝑛𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑
De concentratie-effectcurve geeft het verband weer tussen de concentratie van het ligand en het
beoogde effect (vb. spiercontractie). De linkse grafiek heeft een lineaire schaal, de rechtse een
logaritmische.
Er is een plateau bij de logaritmische schaal: dit wil zeggen dat de receptoren verzadigd zijn.
De Kd-waarde is de concentratie van het ligand waarbij er 50% effect is. De Kd-waarde hangt af van de
affiniteit van de receptor. Als de affiniteit hoger wordt, zal er minder ligand nodig zijn om hetzelfde
effect te krijgen. De curve zal naar links verschuiven.
Soms zijn er meerdere bindingsplaatsen mogelijk voor het ligand op de receptor. Er zal dan pas effect
optreden als beide plaatsen gebonden zijn. Dit verschijnsel noemen we coöperativiteit. Binding van het
ligand aan de eerste bindingsplaats kan de affiniteit van de tweede bindingsplaats doen toenemen. De
Hill-nummer verwijst naar de graad van coöperativiteit tussen de bindingsplaatsen. De Hill-functie wordt
gebruikt om de dosis-effect curve op te stellen. De fysiologische impact hiervan is dat de concentratie
range van het ligand verkleind kan worden om van ‘geen effect’ naar een ‘maximaal effect’ te gaan. Als
er meer bindingsplaatsen zijn, zal de curve steiler worden. Dit wil zeggen dat het concentratieverschil
tussen 50% en 100% effect kleiner is dan bij een vlakkere curve.
15
𝐸"#$
10
𝐸=
𝐾𝑑
1 + ( )%
5
𝐿
Met n = Hill-nummer
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
, 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 (dit is dus G𝜶 -protein onafhankelijke signaling).
G-proteïne gekoppelde receptoren zijn metabotrope receptoren. Via second messengers (metabolic
signaling) wordt de activiteit van ionenkanalen, enzymes, transcriptiefactoren,… gewijzigd. Het vormt
de grootste groep van receptoren met meer dan 1000 soorten. Ze bestaan meestal als monomeer, die
bestaat uit 7 transmembraan segmenten (helices). De bindingsplaats van het ligand hangt af van het
ligand zelf. Kleine liganden binden meestal aan regio’s dicht bij het membraan (aan de extracellulaire
zijde), grote liganden aan de N-terminus. Intracellulair is er een G-proteïne bindingsplaats aanwezig
tussen het 5de en 6de segment.
Een G-proteïne bestaat uit drie subunits: α,β en γ eenheid. De α-subeenheid heeft een GTPase activiteit,
het breekt GTP af in GDP. Wanneer de alfa subeenheid, GPD gebonden heeft is het G-proteïnen inactief.
Als een ligand bindt op de GPCR, wordt de receptor geactiveerd. De receptor interageert vervolgens
met de G-proteïne om een conformationele verandering en de uitwisseling van GDP voor GTP te
bevorderen. Nadien dissocieert het G-proteïne van de GPCR en dissocieert alsook de α-GTP subunit van
het βγ-complex. Zowel de α-GTP subunit van het βγ kunnen nu interageren met hun juiste effectoren.
De α-subunit kan GTP weer omzetten in GDP waardoor het trimeer terug gevormd wordt (α,β en γ
eenheid).
Er zijn 5 verschillende G-proteïne (Gαs, Gαi, Gαolf, Gαq, Gαt) die koppelen met drie belangrijke
effectormodulatie-mechanismen, nl. adenylcyclase, fosfodiësterase en fosfolipase C.
Adenylcyclase
Wanneer een ligand bindt aan receptor gekoppeld aan αs, wordt adenylcyclase
gestimuleerd terwijl een ligand bindt aan receptor gekoppeld aan αi, wordt
adenylcyclase geïnhibeerd.Het geactiveerde enzym zet ATP om naar cAMP. Op zijn
beurt kan cAMP proteïne kinase A activeren. Dit enzym kan doelproteïnen of kanalen
fosforyleren, waardoor ze actief worden.
Fosfodiësterase
Bij fototransductie interageert een foton met de receptor en activeert het Gαt. Het
Gαt proteïne activeert fosfodiësterase, dat op zijn beurt cGMP hydrolyseert. Dit
verlaagt de intracellulaire concentratie van cGMP en daardoor sluiten de cGMP
geactiveerde kanalen.
Fosfolipase c
Een ligand bindt aan een receptor dat gekoppeld is aan Gαq, wat het fosfolipase
C activeert. Dit enzyme zet PIP2 om tot IP3 en DAG. Het IP3 zorgt voor de
vrijstelling van Ca2+, terwijl DAG het proteïne kinase C activeert.
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 Undercover99. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €8,49. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
75632 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans