VL 3

• gesamte Biosynthese findet im Zytosol statt

  —> mRNA wird von Ribosomen im Zytoplasma gelesen

  —>AS Sequenz entsteht und wird zu fertigem Protein gefaltet

• wenn keine Signalsequenz dann an freien Ribosomen synthetisiert

Zytoplasma: innerhalb Zelle - zwischen der Zellmembran und dem Zellkern

—> besteht aus Organellen, Zytoskelett-Strukturen, Zellplasma (hier z.B. Proteinbiosynthese)

Zytosol: flüssiger Teil des Zytplasma

—>Enzyme, Ionen, Aminosäuren, Glukose (hier z.B. Citratzyklus)

Mitochondrien: - entweder gleich im Mitochondrium selbst oder im Zellkern kodiert und dann im Zytosol an freien Ribosomen synthetisiert und anschließend über Translokationssequenz ins Mitochondrium aufgenommen

Zellkern: - ebenfalls mit Translokationssequenz (NLS -Nuclear Localization Sequenc “Kernlokalisierung”)

—>Proteine werden dadurch in Zellkern transportiert

-> rezeptorvermittelte Aufnahme

Peroxisomen: - komplett an freien Ribosomen und anschließende Aufnahme ins Peroxisom

—> Teil der Biosynthese im ER und Golgi Apparat statt - wenn Proteine eine Signalsequenz für das ER haben

->beginnt an Ribosomen mit Übersetzung der mRNA in AS

—>Protein mit Signalpeptid für ER synthetisiert -> transport zum ER

—>Peptidkette wird durch speziellen Kanal in Lumen des rER transferiert

—> im ER und später auch Golgi: Modifikation des Protein (z.B. Glykosylierung -Zuckeranhang; Proteinfaltung) (wenn das nicht stattfindet —> keine Furchen im Hirn - Kinder sind komplett behindert sowhol kognitiv, als auch muskulär)

—> Proteine mit Stoppsequenzen -> integrale Membranproteine -> dann in Vesikel verpackt gelangen sie in andere Membranen und EZR

• rER -> Golgi -> Plasmamembran

• Proteine, die im rER verbleiben sollen haben ein Retentionssignal, finden so vom Golgi zurück

• oder über Lysosomen, zur Zellmembran oder über Vesikel aus der Zelle

—> 3-60 AS (hydrophob) langes Peptid, das nach der Translation das Transportziel eines Proteins festlegt

• nur bei sekretorischem Weg

• signalsequenz am 5’ Ende (N-Terminus)

• Schlüssel-Schloss-Prinzip

• Signalsequenz wird erkannt und später vom Protein abgespalten (Enzym: Signalpeptidase)

• Signalprotein wird von Rezeptoren auf Zielorganellen erkannt —> Protein bindet dann an Transporter und wird zur Organelle gebracht (z.B. Golgi, ER, Mitochondrium)

• Proteine mit mehreren Bestimmungsorten haben mehrere Signalpeptide

—>gibt für verschiedenste Proteine Signalpeptide (z.B. für Insulin —> transport dann zum ER, wo es weiter verarbeitet wird)

• großer Teil der Protein + kleiner Kohlenhydratrest

• entstehen durch Glykosylierung (posttransl. Modifikation)

  —> setzen sich häufig aus Monosaccharide zsm wie Glucose

• Verknüpfung Zucker + Proteins über glykosidische Bindungen

  —>an AS Serin (o-glykosidisch) oder Asparagin (n-glykosidisch).

• variabel in Größe

• in extrazellulären Matrix -> Klebeproteine (verbinden Matrixbestandteile mit Zellen)

• als Bestandteil der Zellmembran—> Rezeptor-, Transport- oder stabilisierende Funktionen

• wichtigste: Fibronektin, Laminin

• für Antikörper zur Erkennung

  
  

auch Chaperone genannt: wichtigste Katalysatoren (können Faltungsprozess beschleunigen)

-> Hitzeschock Proteine, helfen unter ATP Verbrauch bei der Faltung

-> unterstützen Faltung und verhindern Aggregatbildung fehlgefalteter oder auch nicht komplett gefalteter Proteine, Entfernung fehlerhafter Proteine

• BiP: wichtigste Hsp70-Protein im ER von Hefen und höheren Eukaryonten

• Bindungsprotein für nichtnative Proteine (besitzen nicht ihr natürliche /urspüngliceh Faltung)

• Solange Proteine ihre endgültige Struktur noch nicht eingenommen haben, exponieren sie meist hydrophobe AS, die später im nativ gefalteten Protein im inneren der Struktur verborgen sind. BiP bindet an diese hydrophoben Bereiche und schirmt sie ab. (Auch vor hydrophoben Bereichen anderer Proteine)

Folgen Falschgefalteter Proteine: Kreuzfeld-Jakob, Alzheimer

—>wenn wir Tiere mit falsch gefalteten Proteinen isst, wird man auch krank

nichtnative nicht das gleiche wie denaturiert (denaturierte Proteine haben ihre sekundäre und tertiäre Struktur verloren)

• Proteine, die ihre endgültige Struktur noch nicht eingenommen haben, werden im ER zurückgehalten

• Allein durch Bindung von PDI oder des chaperon BiP werden die Substrate gehindert das ER zu verlassen

• falsch gefaltete Proteine werden erneut glykolysiert (Glykosyltransferase) und erneut an Calnexin-Calreticulin System übergeben (hier Qualitätskontrolle)

• Calnexin und Calreticulin sind Glykoproteine (Lektine) -> werden gehindert ER zu verlassen

  —> üben Chaperon-Funktionen aus

• Glykosyltransferase hat offensichtlich zentrale Kontrollfunktion

• große Proteinzerstörungsmaschine

• in allen eukaryontischen Zellen

• Funktion: fehlgefaltete o. geschädigte Proteine abbauen, zerlegen

• Multienzymkomplex

• unspezifische Proteasen

• nur mit Ubiquitin markierte Proteine werden abgebaut, Ubiquitin selbst wird nicht abgebaut sondern freigesetzt

• ER -> Golgi (Modifikation, endgültige Glykosylierung) -> Bestimmungsort

• komplexes, geschlossenes System von abgeflachten Membran-Säckchen, die in Stapeln übereinander geschichtet sind

• nennt man auch Golgi Zisternen oder Diktyosomen (gr. = Netz) -> Sortierung der Verschiedenen Proteine, die aus ER kommen

• Aufnahmeseite = cis Seite, Reifungsseite = trans Seite; dazwischen mittlere Zone

• cis = dem Zellkern u. ER zugewandt

• trans = Zellmembran

• Golgiapparat als Poststation

  —>alle Proteine, die den sekretorischen Weg einschlagen landen im Golgi Apparat

• Entstehung: durch Abschnürung von Membranvesikeln vom ER

—>Zellorganelle in eukaryotischen Zellen

—>Netzwerk im Cytoplasma aus verschiedenen Proteinen + länglichen Filamenten

—>beweglich, können auf und abgebaut werden

—>mechanisceh Stabilität, innere Organisation, hält Größe der Zelle im Rahmen

• Mikrotubuli

• Mikrofilamente - kleinsten (Aktinfilamente)

• Intermediärfilamente (Druchmesser zwischen dem der anderen beiden)

Gibt es auch im Zellkern!, wenn Lamin mutiert—> dann kein Skelett im Zellkern —>Zellkern altert -> Kinder mit 12 uralt + Erkrankungen dann tod

• auch Mikrofilamente genannt

• 6nm

• aus Aktin

• 5-10% des gesamten zellulären Proteins

• bilden räumliches Geflecht

• Zellrinde besonders aktinreich

• alpha-Aktine: in Muskelzellen

• beta und gamma Aktine: Nicht-Muskelzellen

• entstehen durch Polymerisation(ATP Verbrauch)

  globulärer Aktinproteine(G-Aktin) zu F-Aktin

• Aufgaben: Zellform erhalten, Verankerung von Membranproteinen, verankern Zentrosomen (Mitose), Muskelkontraktion

• Keratin( besonders in Haut —> ohne wäre Haut brüchig, wie Fisch), Vimentin, Neurofilamente (für lange Nervenzellen), Lamin, Desmin

• für mechanischen Halt der Zelle + Formerhaltung

• zahlreich in besonders beanspruchten Zellen (da dicker und steifer)

• mitteldick

• gebildet von langen Faserproteinen (Gruppe von Tetrameren)

• 8 Protofilamente lagern sich zu einem Intermediärfilament zusammen

• 3 Klassen kommen im Zytoplasma vor (bold)

• faserbildendes Strukturprotein -> Bildung Intermediärfilamente

• Hauptbestandteil von Epithelzellen, Haaren, Nägeln

• für Zusammenhalt ganzer Gewebe (Desmosomen, Hemidesomosen beteiligt)

• bilden Hornsubstanz

• in Zellen mesodermalen Ursprungs

• Baustein für Intermediärfilamente von Fibroblasten, Endothelzellen, Leukozyten

• Vimentinartige Proteine

  -> Desmin (Desminfilamente in Muskelzellen

  -> saure Gliafaserproteine (Astrozyten)

• Pathologie: Vimentin als Marker für Weichgewebstumore

• Knock-Out Maus: keine phänotypische Veränderung aber in adulten: falsch ausgerichtete Muskelfasern

• Nervenzellen und Axone

• NF-L, NF-M, NF-H = molare Masse low, middle, high

• 25nm, bestehen aus Protein Tubulin

• durchziehen gesamte Zelle

• innere Stabilität und Bewegung von Organellen und Molekülen (als Schiene für Motorproteine, Autobahn der Zelle)

• machen Spindelapparat (Chromosomenanordnung)

• Axonstabilisierung und -wachstum

—> extrachromosomale Vererbung (betroffene Gene nicht auf den Chromosomen, sondern in den Mitochondrien

—>auschließlich maternal, da die Eizelle bei Befruchtung hauptsächlich Mitochondrien enthält (Spermien wenig bis keine)