Dietrich/Albert

VORLESUNGSFRAGE: Enzym-gekoppelte Rezeptoren

Der Dietrich-Teil war wirr, weil sie krank war und der Alberts die Vorlesung gemacht hat. Versuchen wir es trotzdem so gut wie es geht nachzubereiten.

Je nach dem welchen Reiz eine Zelle aufnimmt, kann die entsprechend reagieren. Dabei kann ein oder selbe Reiz, bzw Botenstoff unterschiedliche Reaktionen je nach Zelltyp auslösen:

Hier zum Beispiel mit Acetylcholin. Das haben wir schon mal im Kontext zu den G-Protein gekoppelten Rezeptoren im Nitschke Teil gelernt.

(Interessant ist, dass der Neurotransmitter Acetylcholin beispielsweise in Skelettmuskelzellen über einen ionen-gekoppelten Rezeptor funktioniert, in Herzmuskelzellen aber über einen G-Protein-gekopptelten Rezeptor.)

Dazu gab es auch schon eine Frage, die wir jetzt noch einmal wiederholen:

1. Welche Arten von Membranrezeptoren gibt es?

   (Welche drei Klassen von Zellmembran-Rezeptoren kennst du?)

Enzymgekoppelte Rezeptoren schauen wir uns jetzt genauer an.

1. Wie muss ein Signalmolekül beschaffen sein, um an einen Enzym-gekoppelten Rezeptor zu binden?

Von Enzym-gekoppelten Kinasen gibt es vier große Klassen, nämlich:

• Rezeptor-Guanylatcylasen

• Rezeptor-Tyrosinkinasen

• Rezeptor-artige- Serin/Threonin-Kinasen

• Rezeptor-artige-Serin/Threonin-Phosphatasen

1. Erkläre den Mechanismus einer Rezeptor-Tyrosinkinase.

2. Bei wem kommen Tyrosin-Kinase-Rezeptoren häufiger vor? Pflanzen oder Tieren?

   
   

VORLESUNGSFRAGE: PAMPs

1. Was sind sogenannte PAMPs? (weißte Bescheid, BA drüber geschrieben) Nenne je eins aus Bakterien und Pilzen.

Schauen wir uns Flaggelin nochmal genauer an. Proteine aus Flaggelin werden als PAMPs erkannt, von der Pflanze und von menschlichen Zellen (Toll-like-receptors). Rezeptoren von Menschen wie von der Pflanze sind Leucin-rich-recptors (LRRs) und haben strukturelle Ähnlichkeiten, erkennen aber je ein anders Epitop.

Erkennt eine Pflanzenzelle ein PAMP, hat sie verschiedene Möglichkeiten zu reagieren. Es gibt die schnelle und die späte Antwort.

1. Nenne je zwei schnelle und zwei späte Antworten der Pflanzenzelle auf ein PAMP.

Das Epitop flg22 aus Bakterien ist ein essentielles Protein für Bakterien und wird von Pflanzen als PAMP erkannt.

1. Welchem Bakterium ist es gelungen das Epitop flg22 so abzuändern, dass es von der Pflanze nicht mehr als PAMP erkannt wird?

2. Welcher TLR im Menschen erkennt welches Flaggelin-Epitop?

Dietrich Altklausurfragen

ZUSAMMENFASSUNG: Flaggelin in Arabidopsis

Wie wird Flaggelin als PAMP erkannt in der Pflanze? Dafür wird in der Vorlesung eine Studie zitiert namens Gomez-Gomez et al. (1999) The Plant Journal.

Hier ist die Zusammenfassung des Abstracts:

• Wir schauen uns flg22 und flg15 an und was diese beiden Proteine in einem intakten Arabidopsis-Keimling anstellen:

• sie sorgen für eine Ablagerung von Kallose und die Induktion spezieller Gene und eine starke Wachstumshemmung

• Flaggelin, welches dem von A. tumefaciens entspricht, löste nicht solche Reaktionen aus

• Es gibt verschiedene Ökotypen, die getestet wurden. Alle waren empfindlich gegen flg22 AUßER Ws-0

• Kreuzte man Ws0 mit dem empfindlichen Ökotypen Col-0 oder La-er führte das zu empfindlichen F1 (Tochtergeneration 1) Sämlingen

• In F2 beider Kreuzungen dann, konnte die Empfindlichkeit als Einzelmerkmal mit Markern auf Chromosom 5 gefunden werden und zwar mit einem Verhältnis 3:1.

• Der Locus der Unempfindlichkeit in Ws-0 wird als FLS-1 bezeichnet

So schaut die Wachstumshemmung von A. thaliana durch flg 22 aus:

Ok. soweit so gut. Die gleichen Menschen haben ein neues Paper veröffentlicht, ein Jahr später.

• Im Jahr 2000: sie haben noch einen Locus identifiziert FLS-2, der für ein Gen kodiert, welches für eine Rezeptorkinase kodiert.

• FLS2 weist strukturelle und funktionelle Homologien mit bekannten Pflanzenresistenzgenen und mit Komponenten des angeborenen Immunsystems von Säugetieren und Insekten auf.

und so sieht das dann aus:

La-er wächst nicht mit flg22, die Mutanten mit dem FLS-2 Locus hingegen schon.

Hier ist die Übersicht, was gemacht worden ist:

Die La-er Samen, also der Ökotyp wurde mit EMS mutagenisiert. Dann hatte man 6 Pools der M1 Generation, je 1600 kleine Pflänzchen. Im nächsten Schritt werden sie mit sich selbst gekreuzt. Warum? Weil wir die Mutation homozygot brauchen um sie identifizieren zu können. Danach werden sie zweifach gescreent. Jetzt haben wir mehrere fls2 Mutanten namens: fls2-0, fls2-17, flas2-24.

Jetzt geht es um die Identifizierung des entsprechenden Gens. Ergebeniss? Bei FLS-2 handelt es sich um eine Rezeptorkinase! So das war die wesentliche Entdeckung. Weitere Analysen ergaben, dass FLS-2 fast alle Pflanzen haben.

Auch konnte man erkennen, dass dieses Schema hoch konserviert ist:

Daher wissen wir dass der Flaggelinrezeptor FLS-2 zu den Pattern-Recognition-Receptors gehört, wie die TLR auch.

Allerdings fehlt dem FLS2 die Kinase und somit ist sie (ich finde irgendwie FLS-2 ist eine sie… vllt lern ich auch schon zu lang) abhängig von einem Co-Rezeptor BAK1.

VORLESUNGSFRAGE: RLP23

Ein weiteres Beispiel für einen Rezeptor in der Pflanze, welcher PAMPs erkennt, ist RLP23.

1. Was erkennt RLP 23?

2. Was sind BAK1 und SOBIR?

VORLESUNGSFRAGE: zu Flaggelin in Arabidopsis

bezogen auf Gomez Gomez et al. 1999 und 2000 in The Plant Journal

1. Warum werden 8x mehr M2 Pflanzen getestet als M1?

2. Warum ist ein 2. Screening nötig

3. Warum wird eine M2-Generation benötiogt?

4. Wie unterscheidet sich ein Wt von einer Flaggelin-Rezeptor-Mutante bei Zugabe von Flaggelin?

Fragen die ich noch habe:

• nicht verstanden warum F2 generation 2x gescreent wird.

• welches epitiop von flaggelin erkennt tlr5

• also ist das korrekt - enormalerweise in arabidopsis würde ein Rezeptor kinase flg22 erkennen, und dann nicht mehr wachsen. Warum? damit sich die Pflanze nciht weiter fortpflanzt?