Wie funktioniert der GPCR?
Externer Ligand S, der an den rezeptor bindet aktiviert ein intrazelluläres GTP-
Was sind GPCR?
g Protein Gekoppelter Rezeptor
Besitzt 7 Transmembran Helices
Cystosolische Seite bindet G-Protein (Trimer mit alpha-, beta und gamma-UE)
Bei Bindung an Liganden wird am rezeptor die alpha-UE freigsetzt
freie UE aktiviert oder hemmt Zielenzym (produzieren sekundäre Botenstoffe)
Durch welche regulatorische Proteine werden G-Proteine gesteuert?
GAP = GTPase aktivierende Proteine (Effektoren), beschleinigen die Inaktivierung und die Wirkdauer
RGS = Regulators of G-protein signalin (binden häugig an GAP)
GEF = Guanin nucleotid exchange factor
Durch WW mit GEF kann GDP schnell ausgetauscht werden, dadurch wird schneller aktiviert
Durch welche Toxine kann die G-Protein-Regulation gestört werden?
Cholera-Toxin = Dauerhafte Aktivierung des G-proteins
Bindung an ADP-Ribose-Einheit an Arg
keine Hydrolyse von GTP
permanente Aktivierung der Adenylatcyclase
Anstieg der cAMP-Konzentration auf das 100-fache
Freisetzung großer Mengen von Verdauungsflüssigkeit aus den Darmepithelzellen
Petussis-Toxin
katalysiert Übertragung Robosylrest des ADP auf Gia und stört Hemmung der Adenylatcyclase
Durch welche Rezeptoren werden G-Proteine aktiviert/inhibiert?
ß-adrenergene Rezeptoren: aktivieren Adenylatcyclase/cAMP-Weg und führen zu einer Dilatation der glatten Muskelzellen in Bronchien und im Uterus und in den Gefäßmuskelzellen
a1-adrenergene Rezeptor: aktivieren den PLC-Weg und den Ca2+-Calmodulinweg und führen zu einer Konstriktion der glatten Muskelzellen in Bronchien und im Uterus und in den Gefäßmuskelzellen
V1-Vasopressinrezeptoren: aktivieren den PLC-Weg und den Ca-2+ Calmodulinweg und wirken wie a1-adrenerfebe Rezeptoren
V2-Vasopressinrezeptor: aktivieren den Adenylatcyclase/cAMP-Weg und führen zum Einbau von Aquaporinen (Wasserkanälen in den Tubuluszellen der Niere und fördern die Wasserrückresorption)
H1-Histaminrezeptoren: aktivieren den PLC-Weg und aktivieren allergische Reaktionen
h2-Histaminrezeptoren: aktivieren den Adenylatcyclase/cAMP-Weg und führen zur Magensäureausschüttung
Wie wirken die GPCRs?
Was sind adrenerge Rezeptoren?
a1-adrenergene Rezeptoren hemmen Adenylatcyclase oder stumlieren PLC
a2-adrenergene Rezeptoren hemmen Adenylatcyclase und in bestimmten Zellen die Calcium-Ionen-Freisetzung
ß-adrenergene Rezeptoren stimulieren Adenylatcyclase
wie wirken die ß-adrenergene Rezeptoren?
Entspannung durch Adrenalin
Kaffee wirkt bei Asthma entspannend
Durch welche Rezeptoren werden Siganlwege aktiviert?
GPCR
Rezeptortyrosinkinase-Rezeptoren (RTK)
Rezeptor-Guanylatcyclase
Gesteuerte Ionenkanöle
Kernrezeptoren
Was sind Rezeptor-Tyrosin-Kinasen?
werden durch Liganendbindung autophpsphoryliert und aktiviert
Monomere werden zu Dimeren
Transmembranprotein mt vielen unterschiedlichen Domänen
Ausnahme: Insulinrezeptor ist eine RTK der schon dimerisiert ist
Was ist die Funktion vo RTKs?
Wie werden RTKs autophosphryliert?
Wie werden RTKs aktiviert?
aktivieren Zielproteine durch Phosphrylierung
Zielproteine binden über SH2-Domänen an die phosphorylierten Tyrosinreste der intrazellulären Domänen und werden durch Phosphorylierung aktiviert
Wie schaut die SH2-Domäne aus?
Wie wird PLC-y aktiviert?
Welche Signalwege werden durch RTK aktiviert?
PLC-Weg
Phosphoinositolphosphat-Kinase-Weg (PI3K)
Mitogen-aktivierte Protein Kinase-Weg (MAPK)
Welche Adaptermoleküle aktivieren den RTK-Weg?k,
Proteine mit SH2-Domänen:
z.B. PLCgamma, binden an phosphorylierte Tyrosinreste
Proteine mit PTB-Domänen:
z.B. IRS-1, binden an phosphorylierte Tyrosinreste
Proteine mit SH3-Domänen:
z.B. Grb2, binden an Prolin-reiche Sequenzen
GEF-Proteine:
z.B. SOS, bindet an G-Proteine
Besondere G-Proteine:
z.B. Ras, aktivieren weitere Effektoren (z.B.Raf)
Was macht der IRS-1?
vermittelt die Insulinwirkung
besitzt eine Region mit verschiedenen Effektorbindestellen
je nachdem welcher Effektor in der betreffenden Zelle vorhanden ist, können verschiedene Signalwege aktiviert oder gehemmt werdeb
Wie läuft der PIK3K Weg ab?
Wie läuft die PI3K-Reaktion ab?
Wie wird PKB aktiviert?
Was ist PKB?
Schlüsselpunkt-Kinase, wichtige Rolle bei vielen Signalwegen
Beispiel: PKB in Hepatozyten:
Aktivierung der Glykogensynthese und Einbau neuer Inuslin-abhängiger Glukosetransporter (Glut4) in die Membran
Hemmung der Glukagonwirkung (Freisetzung von Glukose durch Aktivierung des Adenylatcyclase(cAMP-Weges) zugunsten der Insulinwirkung
Wie ist die Insulin-Wirkung über PKB?
Insulinrezeptor phosphoryliert IRS-1 aktiviert PI-3K, indem es an seine SH2-Domäne bindet. PI-3K wandelt PIP2 in PIP3 um.
Das an PIP3 gebundene PKB wird durch PDK1 phosphoryliert. Auf diese Weise aktiviertes PKB phosphoryliert einen Ser-Rest vo GSK3 und inaktiviert es damit.
Das inaktivierte GSK3 kann die Glycogen-Synthese (GS) nicht durch Phosphorylierung inaktivieren, GS bleibt aktiv
Synthese von Glycogen aus Glucose wird beschleunigt
PKB stimuliert die Wanderung des Glucosetransporters GluT4 aus internen Membranvesikeln zur Plasmamembran, dadurch wird Glucose vermehrt aufgenommen
Wie wirkt PKB auf die Glykogensynthese?
baut Glykoge auf
stellt cAMP ab
Einbau von Glucosekanälen
Wie wird GLUT4 durch Insulin reguliert?
RAB ist ein kleines G-Protein in der Vesikelmembran
As160 ist ein GAP-Protein, das die Inaktivierung von Rab beschleunigt
mTORC 1/2 sind Regulatoren
Was ist PKB (AKT)-Signaling?
Komplexe Schlüsselfunktion von AKT
besitzen Regulationsmechansimen, die eine andauernde Aktivierung verhindern
Andauernde Aktivierung fördert Tumorgenese
Wie wirkt PTEN?
Wie läuft der MAPK-Weg ab?
Was sind Stimuli des MAPK?
Hormone (z.B. Insulin)
GF (z.B. EGF, FGF)
Inflammatorische Zytokine (z.B. TNF)
Stressfaktoren (z.B. Osmotischer Schock, Bestrahlung)
Was sind die drei Hauptgruppen der MAPK?
ERK1/2: Extrazellulär regulierte Kinase
JNK: c-Jun-N-terminale Kinase
p38: p38 Mitogen-aktivierte Proteinkinasen
Was ist ERK 1/2?
Zentraler Regulatorweg der Zellproliferation durch Kontrolle des Zellwachstums
aktiviert TrF, die für das Zellwachstum von Bedeutung sind (z.B. c-myc)
inhibiert anti-proliferative Gene
Was ist JNK?
zentraler Regulatorweg der Apoptose
phosphoryliert c-myc beidseitig und führt so zur Inaktivierung
aktiviert c-Jun durch N-terminale Phosphorylierung
anti-apoptotische Regukationsfaktoren wie BCl-2 und Bcl-xl werden durch Phosphorylierung inhibiert
Was sind p38?
Regulator von inflammatorischen Prozessen
essentiell für die Produktion von IL und Zytokinen
steuert die Signal-induziertse Stabilisierung von mRNAs, die für profinlammatorische Proteine codieren
Wie wird der MAPK aktiviert?
Erfolgt über Grb2, SOS und Ras
Bei Aktivierung von Ras übernimmt SOS die Funktion eines GEF, d.h. der Austausch von GDP gegen GTP wird beschleunigt
Das aktive Ras bindet an Raf und aktiviert dessen Kinasedomäne und damit die nachfolgenden MAP-Kinase
Mutiert, permanent aktives Ras ist ein Onkogen
Wie wirkt Ras aktiviert?
Wie sieht hyperaktives Ras-Protein aus?
Wie wird die Gen-Expression durch MAP-Kinasen reguliert?
MAPK muss passiv durch Diffusion oder aktiv als Dimer in den Zellkern gelangen
im ZK wirken MAPK auf TrF
Wie funktioniert die Zellspezifische regulation durch RSKs?
Ribosomale S6-Kinasen (RSKs) sind häufig an der MAPK-Wirkung
Werden über MAPK oder den PI3K-Weg aktiviert
WW mit unterschiedliche Regulatoren im Cytosol oder auch im ZK
Wie läuft die MAPK-abhängige Genexpression ab?
MAPK (Erk) phosphoryliert die p90Rsk
aktive p90 RSK wandert in den ZK
Serum Response Factor (SRF) wird durch aktive p90RSK phosphoryliert
Die dimere MAPK wird aktiv in den ZK transportiert
Der Ternary Complex Factor (TCF) wird durch die MAPK aktiviert
Die phosphorylierten TrF binden an SRF und regulieren die Transkription bestimmter Gene
Welche Arten der transkriptionellen Genaktivierung?
housekeeping genes : reizunabhängig
immdiate early genes (IEG): z.B. JNK
Stimulierung innerhalb weniger Minuten
TrF:
Komponenten des TCF-Komplexes
SRF, Jun
delayed genes (DG): z.B. ERK
langsame Aktivierung
Aktivierung von TrF aus der IEG-gruppe über Zwischenschritte
Wie verläuft der MAPK-Signalweg?
Insulinrezeptor bindet an Insulin, seine carboxyterminalen Tyr-reste werden autophosphoryliert
Insulinrezeptor phosphoryliert die Tyr-reste von IRS-1
SH2-Domäne von Grb2 bindet an P-Tyr von IRS-1. SOS bindet an Grb2, dann an ras und veranlasst so die Freseitzung von GDP und die Bindung von GTP an Ras
Aktivierte Ras bindet an Raf-1 und aktiviert es
Raf-1 phosphoryliert 2 Ser-reste von MEK und aktiviert es auf diese Weise. MEK phosphoryliert ein Thr und einen Tyr-Rest von MAPK und aktiviert es
MAPK wandert in den Kern und aktiviert dort durch Phosphorylierung TrF wie Elk1
Der phosphorylierze Faktor Elk1 assoziiert mit SRF, um die Transkription und Translation einer Reihe von Genen anzuregen, die für die Zellteilung benötigt werden
Was für Wege aktiviert Insulin?
Adrenalin bewirkt in Hepatozyten die Freseitzung von Glukose in den Blutkresilauf, um die energieverfügbarkeit bei Stress zu sichern
Kann Adrenalinreszeptor steuern
Wenn Blutzucker hoch (durch Nahrung) hat Insulin in Hepatozyten Vorrang
Phosphorylierung des Adrenalinrezeptors und nachfolgende Induktion des Ras/ERK-Signalwegs verstärkt Insulinsignal um 5-10 fache
Internalisierung des ß2-adrenergene Rezeptor durch Insulin-Induktion des PI3K-Signalweg
Durch was wird MAPK reguliert?
MAPK-Phosphatasen (MKPs)
Dual-specifiticx Phosphatasen (DUSPs)
Regulation der Transkription und Translation
Stabilisierung und Aktivierung
Durch welche Phosphatasen werden MAPK deaktiviert?
PPts: Protein Ser/Thr-Phosphatasen
PTPasen: Protein Tyr-Phospahtasen
MKPs:
Unterscheiden sich in:
MAPK-Substratspezifität
subzellulärer Lokalisation
Gewebeverteilung
Induzierbarkeit durch externe Stimuli
Was regulieren MAPK-Kaskaden?
Dauer und Stärke des extrazellulären Signals
Interaktion mit Regulatorprotein
subzellulare Lokalisation
Anwesenheit von verschiedenen Isoformen auf jeder einzelnen Stufe
extensive Vernetzung der MAPK Kaskade mit anderen Stoffwechselwegen
Was sind NRTKs?
Sind an spezifische Rezeptoren assoziiert, phosphorylieren sich selbst und andere
Rezeptor-Dimerisierung durch Ligandenbindung (Homo- oder Heterodimere) aktivieren JAKs
STAT-Proteine binden an phosphorylierte Tyrosine des Rezeptors und werden ebenfalls durch JAK phosphoryliert
phosphorylierte STAT-Proteine dissoziieren von Rezeptor und bilden Dimere
STAT-Dimere aktivieren spezifische DNA-Elemente im ZK
Was stimuliert das JAK/STAT System?
JAK (Januskinasen oder Just-another-Kinase)
STAT (Signal Transducers an Activators of Transkription)
Stimuliert:
Zellproliferation
Zelldifferenzierung
Zellmigration
Apoptose
Steuerung zelluläree Abläufe der Hämatopoese, Entwicklung IS, Laktation und Adipogenese etc.
Wie wandelt sich der STAT TrF um?
Wie schat die STAT-gesteuerte Transkription aus?
Wie wird JAK/STAT-Weg reguliert?
muss reguliert werden, weil es sonszt Krebs auslöst
PTPs bewirken die Dephosphorylierung verschiedener JAK/STAT-Komponenten und damit die Deaktivierung. PTPs wirken vornehmlich im Cytosol
PIAS verhindern die DNA-Bindung davon STAT-Komponenten und hemmen die transkriptionale Aktivität
SOCS interagieren über ihre SOCS-Box mit einem E3 Ubiquitin Ligase-Komplex, der durch Ubiquitinylierung die proteosomale Degradation verschiender JAK/STAT-Komponenten bewirkt
Über wen wird die Milchproduktion vermittelt?
Milchprotein Casein im Mamma-gewebe wird über JAK/STAT vermittelt
Prolactin bindet an den Prolactinrezeptor der Epithelzellen des Mammagewebes
Stat wird aktiviert, wandert in den Kern und bindet an den Promoter der Casein-Gene
Expression von Casein wird gesteigert
Wie wird die EPO-Wikrung vermittelt?
Bindung von EPO an Tyrosinkinase-gekoppelter Rezeptor können JAK/STAT-Signalweg, der PI3K-Weg oder der MAPK-Weg aktiviert
EPO ist essentiell für Proliferation, reifung und Halbwertszeit von Erys
Gibt Hinweise darauf, dass EPO auch eine Rolle im Entzündungsgeschehen und bei neuronalen Prozessen spielt
Dysfunktion der EPO-Signalwege können tumorfördernd sein
Was ist EPO?
Glykoprotein-Hormon (Zytokin-Familie)
wird in der Niere synthetisiert+Polypeptid aus 165 AS und a. 40% Kohlenhydratanteil
Kpóhlenhydratanteil sichert Stabilität des Hormons
besitzt 1xO- und 3xN-Glykosilierungsstellen
Steuert Bildung der Erythrozyten aus Vorläuferzellen
HIF-induzierte Expression von EPO bei Sauerstoffmangel
Wie ist der EPO-Signalweg?
EPO-bindet an EPO-Rezeptor
JAK und STAT wird aktiviert
STAT wandert in den Zellkern
STAT binden an spezifische Hormon-response-elements, fördert Genexpression
STAT aktiviert die Transkription proliferations-fördernde Proteine (Myc, Bcl-xl…)
An EPO können auch Adapterproteine binden wie z.B. Grb
Auf was kann EPO wirken?
Wie verläuft die Erythropoese?
Renale interstielle peritubuläre Zellen detektieren einen geringen Sauerstoffgehalt im Blut
Ausschüttung von Erythropoetin in den Blutkreisluaf
EPO stimuliert Proliferation und Differenzierung von eythroiden Vorläuferzellen in Retikulozyten und hemmt Apoptose
Retikulozyten-Anzahl im Blut steigt
Retikulozyten differenzieren zu Erythrozyten
Die Sauerstoffversorgung der Gewebe steigt
Wie wird Leptin-Wirkung vermittelt?
Wirkung wird durch Bindung an den Leptin-Rezeptor bzw. Obesity-Rezeptor vermittelt
Wenn Leptin bindet, kann aktiviert werden:
JAK/STAT
PI3K-Weg
MAPK-Weg
Leptin wird vom Fettgewebe ausgeschüttet und sigelt den Fettanteil des Körpers wieder
Leptin wirkt auf Expresison von Appetit-regulierenden Neuropeptiden
Was ist Leptin?
Proteo-Hormon was aus dem Fettgewebe ausgeschüttet wird (Adipokin)
besteht aus 167 AS
proportional zum Fettanteil des Körpers
Steuert Hunger und Sättigungsgefühl
Wie verläuft der Leptin-Regelkreis?
Wenn Fettgewebe an Masse zunimmt, hemmt ausgeschüttetes Leptin die Nahrungsaufnahme und Fettsynthese un regt die Oxidation von fettsäuren an
Nimmt Masse des Fettgewebes begünstigt verringerte Leptinproduktion eine erhöhte Nahrungsaufnahme und eine reduzierte Fettsäureoxidation
Signal wird über anorexigene Hormone (POMC) oder orexigene (AgRP und NPY) Hormone im ZNS weitergeben
Wie funktioniert der Leptin Rezeptor?
Steuert Hunger- und Sättigungsgefühl
Leptin wirkt über Blut-Hirn-Schranke hinweg und bindet an Leprin-Rezeptor auf zwei verschiedene Neuronentypen:
Appetit-stimmulierendeNeurone (NPY) werden gehemmt
Appetit-zügelnde Neurone (POMC) werden stimuliert
Wie wird Hunger reguliert?
Wie ist der Leptin-Insulin-Signalweg?
Zu was führen aktivierende Mutationen des JAK/STAT Signalweges?
Konstitutive Aktivierung durch Fehlregulation des JAK/STAT Signalweges
Entzünungsreaktionen
Erythrozytose (Erhöhte Zahl an Erys)
Gigantismus
Krebserkrankungen
Zu was führen hemmende Mutationen des JAK/STAT Signalweges?
Ausfall oder dauernde Blockierung des JAK/STAT-Signalweges:
Störung der IA
Störung der Hämatopoese
Störung der Milchdrüsenbildung und der Laktation
Was gibt es Rezeptor-Guanylatcyclase-Typen?
Wie wird die Guanylatcyclase reguliert?
über Proteinkinase G
Was ist das Atriale Natriuretische Peptid (ANP)?
Peptidhormon
wirkt Blutdruck senkend
anti-proliferativ
reduziert das Plasmavolumen
wird bei erhöhtem Blutvolumen und dadurch bedingter Dehnung des Herzens von Zellen des Herzvorhofs freigesetzt
Wirkt über membranständige Guanylatcyclase:
Niere: gesteigerte NA+-ausscheidung, dadurch Wasserauscheidung
Glatte Gefäßmuskulatur: Enstapnnung durch Gefäßerweiterung
Was sind Natriuretische Peptide?
ANP: atrial natriuretic peptide
BNP: brain natriuretic peptide, B-type natriuretic peptide
CNP: C-Type natriretic peptide
Urodilatin
enthalten 22-32 AS
werden von verschiedenen Genen codiert
enthalten einen peptidring aus 17 AS (essentiell für Hormonwirkung)
Hauptfunktionen:
Gegenspieler des RAAS
Reduktion des Plasmavolumens
Senkung Blutdruck
Was ist NPR-A?
in Endothelien der großem Gefäße und Niere
bindet spezifisch an ANP und BNP
Intrazelluläre Guanlyat-Cyclase-Funktion
Was ust NPR-B?
im Hirn
bindet spezifisch an CNP
intrazelluläre Guanlyat-Cyclase-Funktion
Was ist NPR-C?
Niere
ohne intrazelluläre Guanlyat-Cyclase-Funktion
Clearance Rezeptor (Endozytose und lysosomaler Abbau Niuretischer Peptide)
Wie funktioniert NPR-Signaling?
Welche Funktion haben Natruretische Peptide?
verstärkte Natrurese (Hemmung der tubulären Na+-Rückresorption
Erhöhung der glomulären Fiötrationsrate (Dilation der afferenten und Konstriktion der efferenten Gefäße)
Hemmung der Aldosteronfreisetzung in der Nebennierenrinde
Hemmung der Renin-Sekretion
vasdilation (Hemmung der Endothelin-Freisetzung)
antiproliferative, antihypertrophe und antimitogene Wikrung auf kardiovaskuöäre System
Was sind gesteuerte Ionenkanäle?
reagiert auf die Konzentration des Signalliganden oder auf das Membranpotential mi Öffnen oder Schließen
Wie erfolgt der Transport durch Ionenkanäle?
freie Diffusion
vermittelter Transport
Was ist aktiver Transport?
Transport durch Ionentrasporter
Über Membran durch Bondung, Konformationsänderung und Freisetzung
Beispiele:
Na+-K+-Pumpen
Na+-Ca2+-Antiporter
Na+-Glukose-Antiporter
Was ist Passiver Transport (Ionenkanäle)?
Membran-durchspannende Proteine
bilden wassergefüllte Kanäle im Protein-Innenraum
Ionen können im Protein-Kanal durch die Membran wandern
Was ist die Schleusenfunktion bei gesteuerten Ionenkanälen?
Abhängig von der Konformation: geschlossen - offen - inaktiv
vermitteln Ionenwanderung entlang elektrochemischer Gradienten
Was gibt es für Ionenkanaltypen?
Spannungsabhängige Kanäle: Öffnen durch Änderung des Membranpotentials
Ligandenabhängige Kanäle: öffnung durch extrazelluläre Ligandenbindung
Signalabhängige Kanäle: Öffnung durch intrazelluläre Signale
Stressabhängige Kanäle: Öffnung durch physikalische Reize
Was für Arten von Konformationsänderungen gibt es?
Was ist das Membranpotential?
Was ist die Selektivität und Schleusenfunktion?
Selektivität: Jedes Ion besitzt einen spezifischen Kanal
Schleusenfunktion:
Membran-Depolarisation/-Repolarisation gesteuert
Abhängig von der Konformation.
geschlossen-offen-inaktiv
Welche 4 Typen von Spannungs-gesteuerten Ionenkanälen gibt es?
Spannungs-abhängige Na+-kanäle
Spannungs-abhängige K+-Kanäle (am häufigsten)
Spannungs-abhängige Ca2+-Kanäle
Spannungs-abhängige Cl—Kanäle
Was besitzen die Ionenkanäle für UE?
alpha-UE bilden alleine funktionale Kanäle
andere UE haben modulatorische Funktionen (beeinflussen Kanalkinetik, bewirkten Inaktivierung oder WW mit anderen Faktoren, z.B. G-proteine)
Was ist der Unterschied zwischen extrazellulärer und intrazellulärer Regulation?
Was sind Spannungs-gesteuerte Na+-Kanäle?
ermöglichen den schnellen Na+-Ionen Einstrom, der den Anstieg des Aktionspotenzials in Nerven., Muskel- und endokrinen Zellen
Haupt-alpha-UE enthält 4 homologe Domänen, die jeweils aus 6 Transmembran Segmenten bestehen
Was ist die Funktion Spannungs-gesteuerter K+-Kanäle?
am weitesten vebreitet und in anhezu allen Organismen
Funktion:
dienen der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials und der membrandepolarisation nach Erregung
Regulieren zelluläre Prozesse, bspw. Hormonsekretion (Insulinausschüttung in ß-Zellen)
Wie sind K+-Kanäle aufgebaut?
alpha-UE ist in 4 homologe Domänen organisiert (I-IV), von denen jede 6 Transmembran-Segmente (S1-S6) enthält
Kanalpore wird jeweils aus S5, S6 und dem Zwischensegment H5 von 4 UE gebildet
H5 ist für die Selektivität des Kanals essentiell
Was sind Ca2+ abhänige K+-Kanäle?
BK = voltage-gated big K+-channels
reguliert durch RCK
SK = small coductance K+-channels
Wie sind Ca2+-Kanäle aufgebaut?
Antwort auf Membran-Depolarisation und steuern intrazelluläre Prozesse wie Kontraktion, Sekretion und Neurotransmission
Aufbau:
alpha-UE die in 4 homologen Domänen organisiert ist und jeweils 6 Transmebran-Segmente enthält
enthalten meistens eine intrazelluläre ß-Einheit und einen transmembran-Dislufid-gebundenen-a2g-UE-Komplex
Was gibt es für Calzium-Kanal-Typen?
Voltage-gated:
L-typen: Muskel, Knochen
P-Typen: Neuronen
N-Typen: ZNS und peripheres NS
R-Typen: Neuronen
T-Typen: Nervenzellen und Knochen
Ligan-Gated:
IP3-Rezeptor
Ryanodin-Rezeptor
Glutamat/NMDA-Rezeptor
nikotinischer Acetylcholin-Rezeptor
Store operated Channels (SOPs)
Was gibt es für intrazelluläre regulatorische Domänen?
in Herzmuskelzellen und glatten Muskelzellen
Wie verläuft die PKG-Regulation von Ionenkanälen?
Wie funktioniert die Feedback-Inhibition der Ionenkanäle im herz?
Wie verläuft die Kontraktion vaskulärer Muskelzellen?
Wie verläuft die Insulinsekretion durch Ionenkanäle`?
Was sind Kernrezeptoren?
Steroidbindung ermöglich dem Rezeptor, die Expression bestimmter Gene zu regulieren
Welche zwei hormonellen Signalmechansimen gibt es?
Über Rezeptoren:
Rezeptoren auf der Zelloberfläche
Weitergabe des Signals über Second Messenger
Ergebnis:
Veränderte Aktivität eines bereits vorhandenen Enzyms
Schnelle Wirkung
Im Zellkern:
Hormon-rezepor-Komplex wirkt im Zellkern
Ergebnis: veränderte Menge neu synthetisierter Proteine
Langsame Wirkung
Was ist die Funktion von Kernrezeptoren?
Abgabe des Hormons
Diffusion des Hormons über Plasmamembran+Bindung an Kernrezeptor
Bindung an Kernrezeptor
Aktivierung des Hormon-rezeptorkomplexes
Translokation in den ZK
Interaktion mit der DNA
Regulation der Protein-Expression
Was sind zirkulierende Transport-Protein und transportierte Hormone?
Transport-Protein
transportierte Hormone
Spezifisch
Cortisosteroid Binding Globulin (CBG)
Tyroxin Bindung Globulin (TBG)
Sex Hormone Bindung Globulin (SBHG)
Cortisol, Aldostteron
Thyroxin, Tri-iodothyroxin, Testo, Estrogen
Unspezifisch
Albumin
Transthyretin (Prealbumin)
viele Steroidhormone, Thyroxin. Tri-Iodthyroxin, einige Steroidhormone
Was sind Liganden-aktivierte TrF?
ausschließlich in Metazoen (vielzellige Tiere)
mehr als 350 NR-Strukturen in PDB-Datenbanken
binden hydrophobe Hormone und Lipid-ähnliche Substanzen
Bindung an spezifische DNA-regulatorische Elemente (Hormone response elements (HREs))
Zell-Typ- und Promotor-spezifische Regulatoren der Transkriptiob
Wie funktioniert Steroidhormon-Signaling?
Wie funktioniert Thyroidhormon-Signaling?
Welche Klassifizierungen von Kernrezeptoren gibt es?
Wie ist die Strukturelle Organisation von NR?
DBD = DNA-Bindungsmarkdomäne mit einem Zink-Finger-Motif (typisches Motif von TrF)
LBD = Liganden-Binungs-Domäne zur Bindung hydrophober Liganden in einer hydrophoben Tasche
Wie ist die DBD-Struktur?
Zink-Finger-Motif: binden an HREs
C1 Finger: verantwortliche für die Spezifität der Bindung an die DNA
C2 Finger: vermittelt die Rezeptor Dimerisierung und stabilisiert die DNA-Bindung
Was ist die Transactivation Function?
Getriggerte Verstärkung der Genexpression
AF-1: Liganden-unabhängige Transactaivation-Funktion
AF-2: Liganden-abhängige Transactivation-Function
Was sind die NR-Domänen Funktionen?
N-terminal domain (NTD)
variable Längen
trägt die Liganden-unabhängige Activation function
DNA-binding domain (DBD):
bindet spezifisch DNA-response elements der Promotor-Region von Zielgenen
Ligand-binding-dmoain (LBD):
enthält die Liganden-Bindungsstelle (LBP)
trägt die Liganden-abhängige Activation-Function
trägt die Bindungsstele für coregulatorische Proteine (CoR) und nukleaäre rezeptoren
NRs binden in der Regel als Dimere (Homodimere oder Heteroidmere) an DNA-response elements
Was sind mögliche nicht-genomische Effekte?
Steroide binden an spezifische Steroidrezeptoren auf der Zelloberfläche oder im Zytosol, die nicht-genomische Wirkungen vermitteln
Steroide moudlieren die Empfindlichkeit anderer spezifischer rezeptoren für ohre Agonisten
Steroide beeifnlussen Ionenkanäle
Steroide beeinflussen die Membranfluidität
Steroide aktivieren Steroidhormon-bindende regulatorische Proteine
Was sind Heat-shock Protein-Komplexe?
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