COO 3 SIGNAALTRANSDUCTIE
Chemische signalen
- Endocriene signalen gaan via stoffen (hormonen) die aan de bloedbaan worden afgegeven. -
Hormonen komen zowel in planten als in dieren voor.
- Bij paracriene signalen worden de chemische signalen afgegeven aan de extracellulaire ruimte om
lokaal andere cellen te reguleren. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij groeifactoren.
- In de synaptische spleet tussen twee zenuwcellen wordt neurotransmitter afgegeven. Via
deze synaptische signalen kunnen signalen tussen zenuwen worden overgedragen
Hormonen werken alleen over langere afstand, omdat ze verspreid worden via het circulaire
systeem. Paracriene signalen werken alleen lokaal. Synaptische signalen werken zeer lokaal, namelijk
alleen tussen de zenuwcel en doelcel.
Bij het endocriene systeem wordt het ligand verdund in de bloedbaan. Om de goede doelcel te
activeren moet de receptor van de doelcel een hoge affiniteit hebben voor het ligand. Bij de andere
manieren is er een geringe afstand tussen de plek van vrijkomen van het ligand en de receptor en
wordt het ligand dus niet zo verdund.
Cel-signalering
1. herkenning
2. Transductie
3. Respons
Signaaltransductie
Bij signaaltransductie worden signalen aan een eiwit doorgegeven, die daardoor van vorm
veranderen. Hierin zijn drie belangrijke manieren te onderscheiden, die men concepten noemt:
1. Door fosforylering (toevoeging van een fosfaatgroep) verandert een eiwit van vorm. Dit geldt
natuurlijk omgekeerd ook voor defosforylering.
2. Door het vervangen van aan het eiwit gebonden GDP door GTP
3. Eiwitten die met elkaar interacteren kunnen ook van vorm veranderen
Eiwitfosforylering
, Behalve transmembrane zijn er ook intracellulaire receptoren. Deze binden ook liganden die van
buiten de cel komen. Deze liganden moeten licht hydrofoob zijn. Alleen licht hydrofobe moleculen
kunnen de fosfolipide binnenkant van de plasmamembraan passeren.
G-eiwit
- Bij activatie komt GDP vrij en wordt GTP gebonden.
- Het G-eiwit wordt geïnactiveerd door defosforylering, waarbij een fosfaatgroep vrijkomt
Membraanreceptoren
De membraanreceptoren die de signalen ontvangen bij signaaltransductie werken op verschillende
manieren. De volgende drie typen membraanreceptoren spelen een voorname rol in
signaaltransductie:
1. g-eiwit-gekoppelde receptoren: veranderen bij een ontvangen signaal van vorm en binden dan
aan de celmembraan-binnenzijde aan een membraangebonden eiwit
2. enzym-gekoppelde receptoren: monomeren, maar vormen bij een ontvangen signaal dimeren,
waardoor de enzumatische activiteit (vaak een kinase) van de receptor aan de binnenkant van de cel
wordt geactiveerd.
3. ionkanaal-receptoren: membraaneiwitten die een kanaal vormen voor specifieke ionen.
Enzymgekoppelde receptoren
- Receptoren waaraan EGF is gebonden bewegen naar elkaar toe en binden aan elkaar (dimeriseren).
- Eén van deze fosfaatgroepen vormt een bindingsplaats voor het eiwit Grb-2: een adaptor-eiwit, dat
via een SH2-domein aan een specifieke gefosforyleerde tyrosine van de EGF-receptor bindt. Zodra
dit is gebonden verandert het van vorm
- Hierdoor ontstaat een bindingsplaats voor een tweede eiwit, GEF (Ras Guanine nucleotide Exchange
Factor).
- GEF stimuleert het membraangebonden Ras zijn GDP te verwisselen voor een GTP.
- Ras wordt hierdoor geactiveerd. Ras is een klein G-eiwit, dat via een vetzuurstaart in de membraan
verankerd is. Geactiveerd RAS bindt (in dit voorbeeld) aan membraangebonden RAF.
- RAF wordt geactiveerd. RAF is een serine/threonine-kinase en is daardoor in staat MEK te
fosforyleren.
- MEK wordt geactiveerd. MEK is een tyrosine/threonine kinase, en fosforyleert op zijn beurt ERK.
- ERK, een MAP-kinase, is een serine/threonine kinase dat onder andere naar de kern translokeert en
daar transcriptiefactoren fosforyleert en activeert. Geactiveerd ERK kan MAP fosforyleren en is dus
een MAP-kinase. MEK is dan dus een MAP-kinase-kinase, en RAF een MAP-kinase-kinase-kinase. Dit
was de laatste stap.
Chemische signalen
- Endocriene signalen gaan via stoffen (hormonen) die aan de bloedbaan worden afgegeven. -
Hormonen komen zowel in planten als in dieren voor.
- Bij paracriene signalen worden de chemische signalen afgegeven aan de extracellulaire ruimte om
lokaal andere cellen te reguleren. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij groeifactoren.
- In de synaptische spleet tussen twee zenuwcellen wordt neurotransmitter afgegeven. Via
deze synaptische signalen kunnen signalen tussen zenuwen worden overgedragen
Hormonen werken alleen over langere afstand, omdat ze verspreid worden via het circulaire
systeem. Paracriene signalen werken alleen lokaal. Synaptische signalen werken zeer lokaal, namelijk
alleen tussen de zenuwcel en doelcel.
Bij het endocriene systeem wordt het ligand verdund in de bloedbaan. Om de goede doelcel te
activeren moet de receptor van de doelcel een hoge affiniteit hebben voor het ligand. Bij de andere
manieren is er een geringe afstand tussen de plek van vrijkomen van het ligand en de receptor en
wordt het ligand dus niet zo verdund.
Cel-signalering
1. herkenning
2. Transductie
3. Respons
Signaaltransductie
Bij signaaltransductie worden signalen aan een eiwit doorgegeven, die daardoor van vorm
veranderen. Hierin zijn drie belangrijke manieren te onderscheiden, die men concepten noemt:
1. Door fosforylering (toevoeging van een fosfaatgroep) verandert een eiwit van vorm. Dit geldt
natuurlijk omgekeerd ook voor defosforylering.
2. Door het vervangen van aan het eiwit gebonden GDP door GTP
3. Eiwitten die met elkaar interacteren kunnen ook van vorm veranderen
Eiwitfosforylering
, Behalve transmembrane zijn er ook intracellulaire receptoren. Deze binden ook liganden die van
buiten de cel komen. Deze liganden moeten licht hydrofoob zijn. Alleen licht hydrofobe moleculen
kunnen de fosfolipide binnenkant van de plasmamembraan passeren.
G-eiwit
- Bij activatie komt GDP vrij en wordt GTP gebonden.
- Het G-eiwit wordt geïnactiveerd door defosforylering, waarbij een fosfaatgroep vrijkomt
Membraanreceptoren
De membraanreceptoren die de signalen ontvangen bij signaaltransductie werken op verschillende
manieren. De volgende drie typen membraanreceptoren spelen een voorname rol in
signaaltransductie:
1. g-eiwit-gekoppelde receptoren: veranderen bij een ontvangen signaal van vorm en binden dan
aan de celmembraan-binnenzijde aan een membraangebonden eiwit
2. enzym-gekoppelde receptoren: monomeren, maar vormen bij een ontvangen signaal dimeren,
waardoor de enzumatische activiteit (vaak een kinase) van de receptor aan de binnenkant van de cel
wordt geactiveerd.
3. ionkanaal-receptoren: membraaneiwitten die een kanaal vormen voor specifieke ionen.
Enzymgekoppelde receptoren
- Receptoren waaraan EGF is gebonden bewegen naar elkaar toe en binden aan elkaar (dimeriseren).
- Eén van deze fosfaatgroepen vormt een bindingsplaats voor het eiwit Grb-2: een adaptor-eiwit, dat
via een SH2-domein aan een specifieke gefosforyleerde tyrosine van de EGF-receptor bindt. Zodra
dit is gebonden verandert het van vorm
- Hierdoor ontstaat een bindingsplaats voor een tweede eiwit, GEF (Ras Guanine nucleotide Exchange
Factor).
- GEF stimuleert het membraangebonden Ras zijn GDP te verwisselen voor een GTP.
- Ras wordt hierdoor geactiveerd. Ras is een klein G-eiwit, dat via een vetzuurstaart in de membraan
verankerd is. Geactiveerd RAS bindt (in dit voorbeeld) aan membraangebonden RAF.
- RAF wordt geactiveerd. RAF is een serine/threonine-kinase en is daardoor in staat MEK te
fosforyleren.
- MEK wordt geactiveerd. MEK is een tyrosine/threonine kinase, en fosforyleert op zijn beurt ERK.
- ERK, een MAP-kinase, is een serine/threonine kinase dat onder andere naar de kern translokeert en
daar transcriptiefactoren fosforyleert en activeert. Geactiveerd ERK kan MAP fosforyleren en is dus
een MAP-kinase. MEK is dan dus een MAP-kinase-kinase, en RAF een MAP-kinase-kinase-kinase. Dit
was de laatste stap.
