Welche intrazellulären Domänen besitzt der G-Protein gekoppelte Rezeptor?
G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) besitzen intrazelluläre Domänen, die regulatorische Wirkungen vermitteln:
Die Bindungsstelle für das G-Protein
Phosphorylierungsstellen für die PKA
Phosphorylierungsstellen für GPCR-Kinasen (GRKs)
G-Rezeptor Kinasen
Was bewirkt eine G-Protein gekoppelte Rezeptor Kinase?
GRK binden an intrazelluläre Domänen und phosphorylieren diese
verhindert z.B. Anbindung des G-Proteins
Wodurch kann es zur Regulation des GPCR durch B-Arrestin kommen?
GRK phosphoryliert die Bindestelle des G-Proteins, wodurch das nicht mehr binden kann
ß-Arrestin kann dadurch aber an die intrazellulären Rezeptordomänen binden
Ermöglicht eine Feinregulation des Rezeptors
Was kann durch ß-Arrestin mit dem Rezeptor passieren
Aktivierte GPCRs können durch ß-Arrestin internalisiert und damit desensibilisiert werden:
Aktivierte Rezeptoren werden Clathrin-vermittelt in die Zelle aufgenommen und regeneriert
Überstimmulation der Zellen wird verhindert
regenerierten inaktiven Rezeptoren werden danach wieder auf der Oberfläche präsentiert und können erneut aktiviert werden
Wie ist der Ablauf der GPCR Desensibilisierung durch B-Arrestin?
Wie funktioniert die Desensibilisierung des Adrenalin Rezeptors durch einen B-Arrestin/ Clathrin vermittelten Prozess?
Das gebundene BARR interagiert mit AP-2, das zusammen mit Clathrin einen Komplex bildet, der die Endocytose einleitet
Clathrin bildet das Gerüst des endocytotischen Vesikels
BARK: beta-adrenerge Proteinkinase
(Phosphorylierendes Enzym)
Barr: Beta-Arrestin
Wie funktioniert die Regulation der Adenylatcyclase über Alpha 2- und Beta-adrenerge Rezeptoren?
Durch welches Enzym wird die cAMP-Konzentration reguliert?
durch cyclische Nucleotid-Phosphodiesterase (PDE)
Was bewirkt eine Hemmung der PDE und wodurch kann sie gehemmt werden?
Coffein oder Theophyllin können PDE hemmen
Verlängerung der Halbwertszeit von cAMP
Verstärken so Substanzen, die aufgrund einer Stimulation der Adenylatcyclase wirken
cAMP-Signal bewirkt z.B. die Dilataion der Bronchialmuskelzellen und erleichtert damit die Atmung
—> Kaffe hilft bei Asthma
Wie wird die Aktivität der PKA im Kern reguliert und welche Aminosäuresequenz wird von der Substratbindungstelle der PKA erkannt?
Aminosäuresequenz der Substartbindungstelle der PKA:
Bindungssequenz der regulatorischen UE: Arg-Arg-Gln-Ser-Ile —> Ser wird phosphorsliert
Regulierung der Aktivität der PKA im Kern:
Durch Bindung des Proteinkinaseinhibitors (PKI) an die kathalytische UE der PKA
PKI besetzt die Substartbindestelle, sodass CREB nicht bindne kann
zusätzlich wird ein Kernexportsignal in der Sequenz des Inhibitors freigelegt
—> Inhibition des PKI/ kathalytischen UE-Komplex aktiv aus dem Kern transportiert
Welche Aufgabe haben die AKAPs?
Welche AKAPs sind mit dem Mitochondrium assoziiert?
AKAPs dienen der Verankerung der PKA an bestimmten Organellen und der räumlichen Zusammenführung verschiedener Enzyme und regulatorischer Proteine
AKAPs (A-Kinase-Ankerproteine) binden an die R-Untereinheiten der PKA und an spezifische Strukturen in der Zelle
—> Bringen diese in räumliche Nähe
Wirkung der PKA wird dadurch auf bestimmte Zellbereiche konzentriert, z.B. Mikrotuboli, Actinfilamente, Ionenkanäle, Mitochondrien, Zellkern
kann PKA über verschiedene AKAPs an unterschiedliche Organellen oder weitere regulatorische Proteine gebunden werden
Mit Mitochondrium assoziiert sind AKAP 84 und AKAP 149
Wie können AKAPs die PKA regulieren?
durch hohe cAMP Konzentrationen wir PKA aktiviert
räumliche Nähe zwischen PKA und PDE wird durch AKAPs vermittelt
freie katalytische UE aktivieren die PDE
Durch Umwandlung von cAMP in 5`-AMP wird die cAMP Konzentration gesenkt
katalytische UE binden ohne cAMP an die regulatorischen UEs
PKA Aktivität wird gehemmt
AKAPs (A-Kinase-Anker-Proteine) können die PKA mit der PDE koppeln und so das cAMP-Signal begrenzen
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