Grote lijnen fysiologie:
HD2:
Geef de algemene structuur van een fosfolipide en bespreek de asymmetrie in de lipide
compositie van de celmembraan: hoe wordt dit gegenereerd en wat zijn de implicaties?
- Algemene structuur PL:
Bestaat uit een hydrofiel/polair hoofd (wateraantrekkend) en een hydrofobe/apolaire
staart (waterafstotend).
- Asymmetrie/compositie in celmembraan:
In waterig milieu vormen de PL een dubbellaag, met de kopjes aan de buitenkant en de
staartjes aan de binnenkant. De asymmetrie beïnvloed de buiging en vloeibaarheid van
de membraan en heeft ook een invloed op de second messengers.
- Hoe gegenereerd?
1. Gen-sol state:
i. Transitietemperatuur:
Korte en onverzadigde lipiden hebben een lage TM, lange en onverzadigde
lipiden hebben een hoge TM (steviger)
ii. Cholesterol:
Duwt staarten uit elkaar. Lage concentratie minder vloeibaar, hoge
concentratie meer vloeibaar en dus minder stevig meer buiging
(want verstoort kristallisatie van de staarten). Echter bij hele hoge
concentraties verhindert het de laterale di usie van de PL, waardoor de
membraan terug steviger wordt.
2. Flippase, floppase, scramblase:
Flippase Floppase Scramblase
Buitenkant Binnenkant Volledige omkering van
binnenkant buitenkant de fosfolipiden
- Gevolgen:
Asymmetrie kan de plaatsing van de receptoren beïnvloeden, waardoor ze zich op
verschillende domeinen van het membraan concentreren en op een verschillende plaats
een e ect uitoefenen lipid rafts; een lokale concentratie van specifieke lipiden,
sfingomyeline, cholesterol en proteïnen. Deze is meestal dikker dan de rest van de
membraan door de aanrijking van verzadigde PL. Ze spelen een rol in signaaltransductie
en bevatten glycolipiden.
Bespreek integrale eiwitten volgens Boron en Boulpaep.
Membraanproteïnen kunnen integraal of perifeer geassocieerd zijn met de plasmamembraan.
De integrale membraanproteïne zit in of gaat door de membraan. Ze zijn ook verankerd. Perifere
proteïnen zijn geassocieerd met een membraanproteïne.
,HD3:
Bespreek de bimoleculaire reactie van een ligand-receptor-interactie, inclusief
concentratie-e ect curve en betekenis/impact KD waarde en Hill number.
Bij een ligand-receptor-interactie bindt een ligand (signaal) op de receptor, waarna de snelheid
van de signaaloverdracht afhangt van de dissociatieconstante. Deze KD hangt af en verhoud zich
omgekeerd evenredig met de a initeit. De concentratie-e ect curve maakt gebruik van een Hill
functie, waarbij het Hill nummer verwijst naar de a initeit tussen het ligand en de receptor. Een
hoger Hill nummer betekent dus een grotere a initeit lagere KD waarde tragere
signaaloverdracht. Bij een hoger Hill nummer zien we ook dat het e ect sneller vergroot wanneer
men de concentratie verhoogt.
Geef de algemene structuur van een G-protein gekoppelde receptor en bespreek de 3
belangrijkste Gα-protein e ector modulatie mechanismen van G-protein gekoppelde
receptors. Geef eveneens 1 voorbeeld waarbij Gβγ-protein betrokken is.
- Algemene structuur GPCR:
Een G-proteïne gekoppelde receptor is een metabrotope receptor.
Structuur:
- Bestaat meestal als monomeer
- 7 helices (transmembraan segmenten)
- De bindingsplaats kan uit verschillende regio’s opgebouwd zijn:
o Kleine liganden binden dicht tegen het membraan
o Grote liganden binden bij delen van de N-terminus
(extracellulair)
o Het G-proteïne bindt op de C-terminus (intracellulair)
- Geen kanaaltjes
- 3 modulatie mechanismen:
1. Moduleren van adenylyl cyclase activiteit (cAMP concentratie):
Wanneer een ligand bind op een receptor gekoppeld
aan αs (soms ook βγ), AC wordt geactiveerd, maar als
een ligand bind op een receptor gekoppeld aan αi,
AC wordt gedeactiveerd. Het geactiveerde enzym zet
ATP om in cAMP, wat dan bv. PKA (enzym) activeert
en zo de activiteit van receptoren/kanalen/enzymes
beïnvloed.
, 2. Phosphodiesterase (afbraak cGMP):
In fototransductie intrageert een foton
met de receptor en activeert de G-
proteïne transductie. De α activeert
het PDE (phosphodiesterase), wat op
zijn beurt cGMP hydroliseert; dit
verlaagd de intracellulaire
concentraties van cGMP en sluit zo de
cGMP-geactiveerde kanalen.
3. Phospholipase (afbraak PL):
Het ligand bindt op een receptor die gekoppeld is
aan αq, wat PLC activeert. Dit enzym zet PIP2 om in
IP3 en DAG (e ectoren). De IP3 leidt tot het
vrijstellen van Ca2+ vanuit het ER, die Ca beïnvloed
zowel enzymen, kanalen als doelproteïnen. DAG
activeert PKC (enzym) of wordt omgezet naar AA
(arachidonzuur).
- Voorbeeld:
Bij bv. fosfolipase kan het Gβγ-complex ook het PLC activeren ipv. α.
Bespreek de 5 klassen van katalytische (catalytic) receptors.
1. Guanylyl cyclase:
Kleine liganden van om en bij de 28 AZ binden op de receptor en dit veroorzaakt
dimerisatie van twee monomeren. Dit activeert guanylyl cyclase (GTP cGMP
(~ adenylyl cyclase)). De cGMP concentratie stijgt dus, waardoor PKG geactiveerd wordt
(~ adenylyl cyclase). Dit zorgt voor de activatie/inhibitie van proteïnes via fosforylatie.
2. Serine/threonine kinase:
Een ligand bindt met de type II receptor, die
hierdoor intrageert met de type I receptor.
De laatste wordt hierdoor gefosforyleerd
aan serine/threonine en deze fosforylatie
resulteert in kinase activiteit wat leidt tot
verdere e ecten.
HD2:
Geef de algemene structuur van een fosfolipide en bespreek de asymmetrie in de lipide
compositie van de celmembraan: hoe wordt dit gegenereerd en wat zijn de implicaties?
- Algemene structuur PL:
Bestaat uit een hydrofiel/polair hoofd (wateraantrekkend) en een hydrofobe/apolaire
staart (waterafstotend).
- Asymmetrie/compositie in celmembraan:
In waterig milieu vormen de PL een dubbellaag, met de kopjes aan de buitenkant en de
staartjes aan de binnenkant. De asymmetrie beïnvloed de buiging en vloeibaarheid van
de membraan en heeft ook een invloed op de second messengers.
- Hoe gegenereerd?
1. Gen-sol state:
i. Transitietemperatuur:
Korte en onverzadigde lipiden hebben een lage TM, lange en onverzadigde
lipiden hebben een hoge TM (steviger)
ii. Cholesterol:
Duwt staarten uit elkaar. Lage concentratie minder vloeibaar, hoge
concentratie meer vloeibaar en dus minder stevig meer buiging
(want verstoort kristallisatie van de staarten). Echter bij hele hoge
concentraties verhindert het de laterale di usie van de PL, waardoor de
membraan terug steviger wordt.
2. Flippase, floppase, scramblase:
Flippase Floppase Scramblase
Buitenkant Binnenkant Volledige omkering van
binnenkant buitenkant de fosfolipiden
- Gevolgen:
Asymmetrie kan de plaatsing van de receptoren beïnvloeden, waardoor ze zich op
verschillende domeinen van het membraan concentreren en op een verschillende plaats
een e ect uitoefenen lipid rafts; een lokale concentratie van specifieke lipiden,
sfingomyeline, cholesterol en proteïnen. Deze is meestal dikker dan de rest van de
membraan door de aanrijking van verzadigde PL. Ze spelen een rol in signaaltransductie
en bevatten glycolipiden.
Bespreek integrale eiwitten volgens Boron en Boulpaep.
Membraanproteïnen kunnen integraal of perifeer geassocieerd zijn met de plasmamembraan.
De integrale membraanproteïne zit in of gaat door de membraan. Ze zijn ook verankerd. Perifere
proteïnen zijn geassocieerd met een membraanproteïne.
,HD3:
Bespreek de bimoleculaire reactie van een ligand-receptor-interactie, inclusief
concentratie-e ect curve en betekenis/impact KD waarde en Hill number.
Bij een ligand-receptor-interactie bindt een ligand (signaal) op de receptor, waarna de snelheid
van de signaaloverdracht afhangt van de dissociatieconstante. Deze KD hangt af en verhoud zich
omgekeerd evenredig met de a initeit. De concentratie-e ect curve maakt gebruik van een Hill
functie, waarbij het Hill nummer verwijst naar de a initeit tussen het ligand en de receptor. Een
hoger Hill nummer betekent dus een grotere a initeit lagere KD waarde tragere
signaaloverdracht. Bij een hoger Hill nummer zien we ook dat het e ect sneller vergroot wanneer
men de concentratie verhoogt.
Geef de algemene structuur van een G-protein gekoppelde receptor en bespreek de 3
belangrijkste Gα-protein e ector modulatie mechanismen van G-protein gekoppelde
receptors. Geef eveneens 1 voorbeeld waarbij Gβγ-protein betrokken is.
- Algemene structuur GPCR:
Een G-proteïne gekoppelde receptor is een metabrotope receptor.
Structuur:
- Bestaat meestal als monomeer
- 7 helices (transmembraan segmenten)
- De bindingsplaats kan uit verschillende regio’s opgebouwd zijn:
o Kleine liganden binden dicht tegen het membraan
o Grote liganden binden bij delen van de N-terminus
(extracellulair)
o Het G-proteïne bindt op de C-terminus (intracellulair)
- Geen kanaaltjes
- 3 modulatie mechanismen:
1. Moduleren van adenylyl cyclase activiteit (cAMP concentratie):
Wanneer een ligand bind op een receptor gekoppeld
aan αs (soms ook βγ), AC wordt geactiveerd, maar als
een ligand bind op een receptor gekoppeld aan αi,
AC wordt gedeactiveerd. Het geactiveerde enzym zet
ATP om in cAMP, wat dan bv. PKA (enzym) activeert
en zo de activiteit van receptoren/kanalen/enzymes
beïnvloed.
, 2. Phosphodiesterase (afbraak cGMP):
In fototransductie intrageert een foton
met de receptor en activeert de G-
proteïne transductie. De α activeert
het PDE (phosphodiesterase), wat op
zijn beurt cGMP hydroliseert; dit
verlaagd de intracellulaire
concentraties van cGMP en sluit zo de
cGMP-geactiveerde kanalen.
3. Phospholipase (afbraak PL):
Het ligand bindt op een receptor die gekoppeld is
aan αq, wat PLC activeert. Dit enzym zet PIP2 om in
IP3 en DAG (e ectoren). De IP3 leidt tot het
vrijstellen van Ca2+ vanuit het ER, die Ca beïnvloed
zowel enzymen, kanalen als doelproteïnen. DAG
activeert PKC (enzym) of wordt omgezet naar AA
(arachidonzuur).
- Voorbeeld:
Bij bv. fosfolipase kan het Gβγ-complex ook het PLC activeren ipv. α.
Bespreek de 5 klassen van katalytische (catalytic) receptors.
1. Guanylyl cyclase:
Kleine liganden van om en bij de 28 AZ binden op de receptor en dit veroorzaakt
dimerisatie van twee monomeren. Dit activeert guanylyl cyclase (GTP cGMP
(~ adenylyl cyclase)). De cGMP concentratie stijgt dus, waardoor PKG geactiveerd wordt
(~ adenylyl cyclase). Dit zorgt voor de activatie/inhibitie van proteïnes via fosforylatie.
2. Serine/threonine kinase:
Een ligand bindt met de type II receptor, die
hierdoor intrageert met de type I receptor.
De laatste wordt hierdoor gefosforyleerd
aan serine/threonine en deze fosforylatie
resulteert in kinase activiteit wat leidt tot
verdere e ecten.
