Zellüberleben-Zelltod

• Absterben von Zellen durch äußere Auslöser

• Zellen schwellen an, platzen und Zellinhalt wird in extrazellulären Raum freigesetzt

• Entzündungsreaktion

sobald eine Initiatorcapase aktiviert ist nicht mehr

• programmierter Selbstmordprozess

• Zellschrumpfung und Abrundung und Blässchenbildung

• bricht in Teile

• verdauen ihren eigenen Zellinhalt und Phagozyten fressen die apoptotischen Vesikel

• kann von außen oder innen aktiviert werden

1. ZUrückbildung von Membranfortsätzen

2. Schrumpfen durch Abbau des Aktin-Zytoskeletts

3. Fragmentierung von Organellen durch Proteasen

4. Auflösung der Kernmembran

5. Fragmentierung der DNA in Abschnitte von 180bp (Nukleosome)

6. Abschnürung kleiner apoptotischer Vesikel mit Zellmüll

• TUNEL-Tests mit BrdU

Wird auch zum Nachweis von Zellproliferation verwendet dann in Lebenden. Bei Apoptose erst Fixieren

• Annexin-A5 + Farbstoff

• meist von Immunzellen eingeleitet

• Makrophagen sind Mörder, nutzen Liganden der TNF-Signalkaskade um anderen Zellen Signal zum Selbstmord zu geben

• Vermittlung durch Mitochondrien -> enthalten Cytochrom c -> hat Häm gebunden -> kann Sauerstoff binden

• p53 ist TF, der sich anreichert, wenn DNA kaputt ist

• p53 stoppt Zellzyklus und aktiviert Reparatur der DNA -> wenn das nicht gelingt und übermäßige Anreicherung von p53 erfolgt, dann Apoptose

1. p53 aktiviert Proteine der Bcl-2 Familie (können anti oder pro apoptisch wirken) -> induziert aber va. proapoptotisches Bax-Protein

2. Bax lagert sich mit C-terminaler Transmembrandomäne in äußere Mitomembran ein

3. bindet dort Bad -> aktiviert, sodass Membran löchrig wird und Cytochrom c freigesetzt wird

4. bindet im Zytoplasma an APaf1 und legt Capaserekrutierungsdomäne frei

5. Procapase9 bindet und spaltet sich selbst (Initiatorcapase) -> Apoptosom

1. Initiatorcapase aktiviert Effektorcapasen (terminale Capasen) 3,6,7 durch Abspaltung der Vorläuferdomänen

Initiatorcapasen

• haben Domänen, mit denen sie an Apaf1 und FADD rekrutiert werden können

• durch hohe lokale Konzentration spalten sie dann ihre C-terminale p10-Domäne ab, um sich selbst zu aktivieren

• p10-Domäne bleibt Bestandteil der reifen Capase -> Dimerbildung zwischen prozessierten Capasen

• Interaktionsdomäne mit Membran wird entfernt -> frei difussibel

Effektorcapasen

• aktivieren durch katalytische Spaltung kleine Rho GTPasen, die die Bildung von Stressfasern auslösen

• -> dadurch runden sich Zellen ab

• Initiation der Caspase-Kaskade zur Apoptose

• aktivieren RhoGTPasen zur Bildung von Stressfasern

• Abbau Kernlamina

• Aktivierung DNAsen, die Chromatin schneiden bzw deaktiverung ihrer Repressoren -> Fragmentierung des Chromatins

• machen DNA-Reparatur-Systeme kaputt

Inhibition = Sicherung des Überlebens

• Proteinfamilie: IAPs

• haben alle eine BIR-Domäne -> vermittelt Protein-Protein-Wechselwirkungen

• inhibieren auf mehreren Ebenen den Ablauf der Apoptose und agieren zeitgleich

• konstitutive Inhibition der Caspasen ist wichtig, p53 unterdrückt dann Expression von Survivin

• direkt über Bcl2 Proteine

Beispiel Survivin:

• bindet direkt an Initiatorcaspase 9 und verhindert deren autoproteolytische Aktivierung

• vermutlich auch Bindung an Effektorcaspasen

  -> Unterbrechung beider Apoptosewege

• phosphoryliert pro-apoptotische Bcl-2 Proteine Bad und Bax und inhibiert diese

• phosphoryliert und inhibiert außerdem Casp-3 und Casp-9

• kann Überlebenssignale rekrutieren -> phosphoryliert zb Survivin und aktiviert sie

• Regulierung der Expression von Bcl2-Proteinen

• DNA-Schäden

• entartete Signaltransduktionen

• virale Infektionen

• genetisch festgelegtes Programm

Juxtakrin

1. TNF-Liganden sammeln sich zu Trimeren und sind an Membran gebunden

2. Protease TACE/ADAM17 schneidet Liganden ab, sodass sie löslich sind

3. Rezeptorbindung (TNF-Rezeptor 1 löst ENtzündungsreaktion und Zelltod aus, TNF-Rezeptor 2 löst protektive und homeostatische Zellantworten aus) löst Konformationsänderung und Trimerbildung aus -> Protein-Interaktionsdomänen werden frei

4. Bindung von TRAFs (TNFR assoziierte Faktoren)

5. Adapterprotein TRADD bindet an TRAFs

6. TRADD bindet FADD (hat 1 Death Domain und 1 Death effector domain)

7. mehrere Procaspase8-Proteine (brauchen hohe lokale Konzentration) binden an diesen Komplex mit ihren death effector Domänen

8. inaktive Procaspase8 spaltet sich selbst und wird als Initiatorcaspase bezeichnet und aktiv

• als Monomer intrazellulär gebunden an Silencer of Death Domain (SODD)

• Cysteinreiche DOmänen

• bilden durch ligandenbinddung auch Trimere aus

• intrazellulär death effector Domäne (DED) -> vermittelt Protein-Protein-WW

• TNFR1 hat zusätzlich death Domäne (DD), welche apoptose induzierende Proteine aktiviert

• Apoptose, Proliferation, Ausdifferenzierung, Überleben, Regeneration und ENtzündungsvorgänge

• N-terminales Signalpeptid

• Transmembrandomäne -> werden in Membran eingelagert, N-Terminus zeigt ins ER-Lumen und ist damit eytrazellulär an Zellmembran zu finden

• bilden durch nicht kovalente WW Trimere aus

• Friss mich Signal

• Polarität der Zellmembran wichtig -> wird verändert durch Flippase -> bringt Phosphatidylserin auf extrazelluläre Seite

Acridinorange oder Proidiumiodid

• physiologische Störungen zb starker Wassermangel

• DNA-Schäden

• genetische Programme

• Verjüngung zur Aufrechterhaltung einer Funktion

• Schutzmechanismus nach viralen Infektionen zum Abbau potentiell schädlicher Zellen

• Antikörper, die aktivierte Caspasen erkennen bei fixierten Zellen

• bei lebenden Zellen genetisch kodierte Apoptose-Reporter erkennen spezifische Sequent DEVD

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