22/23 auch 20/21
6. Sekretionswege Albers
a. AS-Sequenz gezeigt, Motive einzeichnen, benennen und begründen
b. Was geschieht mit einem Präprotein dessen H-Region deletiert wird? (2)
c. Wie kommen Lipoproteine an die äußere Membran? Wichtige teile des Systems beschreiben. (3)
d. Archellum vs. Flagellum zugehörig zu welchem Sekretionssystem +2 weitere Unterschiede (2)
b. H-protein dient zum Einbau in die Membran -> fehlende hydrophobe region -> Keine Membranintegration
c.
Lol-System - Localization of Lipoproteins
-> Lipoproteine, die für die äußere Membran bestimmt sind, werden ATP-unabhängig von LolCDE Komplex gebunden (ABC Transporter)
-> unter ATP-Hydrolyse durch LolD wird Lipoprotein an periplasmatisches Chaperon LolA übertragen
-> LolA-Lipoprotein-Komplex überquert Periplasma & interagiert mit OM-Rezeptor LolB -> Lipoprotein an LolB übertragen & in äußere Membran eingefügt.
d.
Archaellum - Typ IV Pilus, ATP
Flagellum - Typ III Sekretion, Protonenmotorische Kraft,
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a) Nennen Sie drei Proteine, die an der Proteinsekretion/Proteinfaltung beteiligt sind und ein Protein binden können, das aus dem Ribosomentunnel hervortritt, und geben Sie eine sehr kurze Beschreibung ihrer Funktion (3 Punkte}.
b) Welche Art von Signalsequenz (sec, TAT oder lipo-) wird durch die untenstehende Signalsequenz codiert? (1 Punkt) Geben Sie außerdem die verschiedenen funktionalen Regionen an (2 Punkte).
MPLSTRKGFTNVMVIAVIVAIILlSAGIVAVKPSTLVFCVPLRST…
c) Geben Sie in der unten stehenden Tabelle an, ob die folgenden Sekretionssysteme ein periplasmatisches lntermediat haben und welche Energieform für den Substrattransport benutzt wird (4 Punkte).
Sekretionssystem
Periplasmatisches Intermediat (ja/nein)
Energieform
Typ I
Typ II
Typ IV
Typ V
a)
Sec-pathway: Post-Translationaler Transport - SecB Chaperone binden Peptid halten es im ungefalteten Zustand und liefern es SecA (ATPase) - Am Translokon energetisiert SecA die posttranslationale Translokation des Proteins durch den SecYEG complex.
Leader-Peptidase entfernt Signalsequenz
SRP (Signal Recognition Particle): Co-Translationaler Transportweg - Ribosom bindet erste translatierte Sequenz -> membranassoziierten SRP-Rezeptor FTsY vermittelt direkte Interaktion des SecYEG Translokons mit dem Ribosom ->
TAT: Post-translationler Transport - Substratbindung führt zu Multimerisierung der Tat A Monomere zu TAT Translokon -> Transport über Protonenmotorische Kraft
b)
Lipoprotein:
++ hydrophobic LXX C…
n-region h-region c-region
nein
ATP
ja
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1) Sekretionspeptid bestimmen und begründen.
2) Transmembranprotein, wie wird das in die Membran eingefügt?
3) Warum haben gram-positive mehr Lipoproteine an der Membran?
4) Archellum vs. Flagellum zugehörig zu welchem Sekretionssystem +2 weitere Unterschiede
1)
Sec = n (positiv), h (hydrophob), c (mit AXA Spaltsequenz)
TAT = selbe aber RR—XFLK zwischen n und h region!
Lipo = LXX—C statt AXA als Spaltsequenz zwischen c und mature protein
Typ IV Pili = K/RG am Ende der n Region zur Spaltung von h
2) nach Sec bzw. SRP vermitteltem Transport über die IM Sec Translokon-> SurA Chaperone halten Proteine im ungefalteten Zustand -> BAM Komplex mit 5 POTRA Domänen -> erkennt transmembranprotein und inserieren Protein via BamB in die Membran
3) Peptidoglykanschicht dicker von Lipoproteinen durchsetzte
4) Archaellum - Typ IV Pilus, ATP
Flagellum - Typ III Sekretion, Protonenmotorische Kraft
—> weitere Unterschiede liegen in Struktur, Aufbau, Zusammensetzung, Bewegungsmechanismus und natürlich Organismen
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a) TAT-Signalpeptid gegeben. Um welches Signalpeptid handelt es sich? Begründung und Markierung relevanter Regionen des Peptids.
b) Was passiert, wenn die h-Region fehlt?
c) Warum benutzten halophile Organismen fast ausschließlich das TAT-Sekretionssystem?
d) Warum kann TAT gefaltete Proteine transportieren?
c) Extrazellulär sehr schlechte Faltbedingungen da start salzhaltig -> Transport muss schon im gefalteten Zustand erfolgen
d)
TAT-Signalpeptid - hält Proteinfaltung aufrecht, Drei Komponenten TAT System ermöglich Transport über Pore
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a. (Gegebene Aminosäuresequenz Signalpeptid) Einzeichnen die verschiedenen Regionen, welches Signalpeptid es ist mit Begründung.
b. Unterschied zwischen co-translational und posttranslational sekretierten Sec-Substraten.
c. Zwei Sekretionssysteme mit je einem Beispiel, die ein Substrat gleichzeitig über die innere und die äußere Membran transportieren.
d. Erkläre warum ein Lipoprotein das Periplamsa nicht einfach so durchqueren kann. Gib an, wie ein Lipoprotein von der inneren zur äußeren Membran gelangt.
b.
Co-translational: Translokation währen Protein synthetisiert wird
Postranslational: Protein vollständig synthetisiert & gefaltet bevor es Transportiert wird
Typ I Sekretion - E.coli
Typ III Sekretion - Pseudomonas
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a. Signalpeptid (Tat) gegeben. Regionen markieren und bestimmen um welches Signalpeptid es sich handelt.
b. Was geschieht mit einem Präprotein dessen H-Region fehlt?
c. Nenne 2 Sekretionssysteme, die Effektoren direkt vom Cytoplasma in eine eukaryotische Zelle transportieren können (+2 Beispiele)
d. Warum ist MreB essentiell?
a. N —+++—RRXFLK——-—————-AXA ————— C
n-region h-region c-region mature protein
c. Typ III - Salmonella, Typ IV - Heliobacter pylori
d. Actin homolog - entscheidendes Protein zur Erhaltung der Zellwand
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8. Skizzieren Sie das TAT-Signalpeptid und die Transportschritte, die beim Transport eines TAT-Substrates erfolgen. (4)
Warum können auch gefaltete Proteine transportiert werden? (1)
9. Nennen Sie zwei bakterielle Sekretionssysteme, die Substrate mit periplasmatischem Intermediat transportieren + jeweils ein Beispiel dazu. (4)
10. Nennen Sie zwei Unterschiede zwischen Archaellum und Flagellum. (1)
N —+++—RRXFLK——-—————-AXA ————— C
Typ II - Pseudomonas, Typ IV - Heliobacter pylori, Typ V - gram (-)
Benenne Signalpeptide und zeichne regionen/Motive ein
MKRYPYSLAAGLTSTQIAVIVAVIVISTHKPLFGAVAKL…
MERKLKFGFRRAFLKVIAVLILAGAGLWIKPLVGAIANKLPRT…
1.
Sec-Peptide
++ AXA
2.
TAT-Peptide
++ + RR XFLK AXA
3.
++ LXX C…
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