Cellulaire fysiologie: examenvragen
Hoofdstuk 2:
1.Geef de algemene structuur van fosfolipiedes en de opbouw van het plasmamembraan, inclusief
regulatie vloeibaarheid en rol van cholesterol.
Algemene structuur:
Fosfoliden zijn amfipatisch, dit betekent dat ze deels hydrofiel zijn, en deels hydrofoob → hydrofobe
vetzuurstaart en hydrofiele kop.
➢ Hydrofiele hoofd → Glycerol – (P) Fosfaat - Choline verbinding
➢ Hydrofobe staart → 2 acyl staarten, (verzadigd en onverzadigd)
* Fosfolipiden hebben een membraan die in waterig milieu micellen vormt of een dubbellaag. Het
kan ook een spontane opvouwing doen.
De 2 soorten vetzuurstaarten:
i. Verzadigde vetzuren:
- Zijn recht → dichte packing
ii. Onverzadigde vetzuren:
- Hebben een kink → minder packing → zijn dus vloeibaar bij lagere temperatuur.
Regulatie vloeibaarheid:
Verzadigde en onverzadigde vetzuren hebben een invloed op de vloeibaarheid, structuur en dikte van
lipide membranen.
Bij lange verzadigde vetzuurketens: sterke interactie met elkaar → dicht (dense) pakking → vast
membraan + hebben een hoge Tm (transitietemperatuur)
Bij korte onverzadigde vetzuurketens : zwakke interactie met elkaar → zwakke pakking → vloeibaar +
hebben een lage Tm
* Zwakke pakking → membraan gaat scheuren en wordt dus meer permeabel
Rol van cholesterol:
Cholesterol is een molecule die de vloeibaarheid of stijfheid van de membraan kan beïnvloeden.
Cholesterol nestelt zich in fosfolipiden en zorgt voor 2 effecten:
1. De hoofd van de fosfolipiden wordt rigider waardoor het minder permeabel is.
2. Cholesterol belet staart-staart interactie (kristallisatie) waardoor het membraan vloeibaar
blijft.
1
,2. bespreek de asymmetrie in lipide compositie van het celmembraan: hoe wordt dit gegenereerd en
wat zijn de implicaties.
Asymmetrie ontstaat bij lipide separatie tijdens de biosynthese in de ER/golgi. Het beïnvloedt de
buiging en vloeibaarheid van het membraan.
Verschil tussen intracellulaire en extracellulaire zijde, door hun samenstelling:
1. Intracellulaire zijde:
- Meer vloeibaar → meer buiging membraan mogelijk
- Negatiever geladen → reguleert incorporatie membraan proteïnen
2. Extracellulaire zijde:
- Suikers bevinden zich hier altijd.
3. bij verlies van asymmetrie treedt er apoptose op.
Ook zijn er lipid rafts aanwezig in het membraan: dit is een lokale concentratie van specifieke lipiden.
Ze spelen een rol in signaaltransductie.
2
,Hoofdstuk 3:
1) Bespreek de bimoleculaire reactie van ligand-receptor interactie, inclusief concentratie-effect
curve en betekenis/impact KD waarde en het Hill nummer.
bimoleculaire reactie van ligand-receptor interactie:
de bimoleculaire reactie beschrijft de chemische interactie tussen ligand en receptor.
- R = receptor
- X = ligand
- RX = receptor-ligand complex
- L = snelheid waarmee het ligand terug gaat vrijkomen
KD waarde:
De KD waarde geeft weer hoeveel affiniteit de receptor heeft voor een bepaalde stof.
Hoge KD → trage dissociatie snelheid → effect duurt lang
Concentratie-effect curve:
Het concentratie-effect curve is het verband tussen de concentratie van het ligand en het effect,
namelijk de RX complexvorming.
KD = IC50 waarde → dit is de waarde [X] waarvoor er 50% effect is. Bij een lagere affiniteit is er meer
concentratie nodig voor er een effect zichtbaar is, bij een hogere affiniteit heb je minder concentratie
nodig om een effect te hebben.
* Hoe lager de KD waarde, hoe hoger de affiniteit.
Hill nummer:
Hill nummer = n = verwijst naar de graad van coöperativiteit tussen de bindingsplaatsen van een
receptor.
De Hill functie wordt gebruikt om dosis-effect curves te fitten.
* coöperativiteit= het wordt makkelijker voor bindingen 2,3,4,5 om te binden met een stof omdat de
binding 1 al bestaat. Ze hebben dus ook de neiging om te binden.
3
, 2. Geef de algemene structuur van een G-proteine gekoppelde receptor en bespreek de 3
belangrijkste ga-proteine effector modulatie mechanismen van G-proteine gekoppelde
receptors. Geef eveneens 1 voorbeeld waarbij G bettagamma - protein bij betrokken is (dit is
dus ga-protein onafhankelijke signalering).
Algemene structuur:
- G- proteïne gekoppelde receptors zijn een grote familie receptoren die meestal bestaan als
monomeren.
- Het zijn metabotrope receptoren.
- Hebben een N – terminus die extracellulair is.
- Hebben een C – terminus die intracellulair is.
- Hebben een heterotrimere combinatie van alfa,beta,gamma subeenheden.
6 fases van de G – proteïne receptor:
1. Herkenning → inactief G – proteine is gebonden met GDP en bindt vervolgens op receptor
2. Transductie → GDP wordt omgezet in GTP en G – proteïne wordt hierdoor geactiveerd
3. Transmissie → G – proteïne laat weer los van receptor
4. Modulatie effector → geactiveerd G – proteine gaat effector – proteine modelleren, G –
proteïne splitst in alfa subunit en betagamma subunit.
5. Respons → alfa subunit en betagamma subunit kunnen beide effectormoleculen
beïnvloeden.
6. Stoppen signaal → alfa subunit gaat GTP hydrolyseren naar GDP en daardoor is G – proteïne
terug inactief.
3 belangrijkste ga-proteine effector modulatie mechanismen van G-proteine gekoppelde receptors:
1. Moduleren van adenylyl cyclase (AC) activiteit.
- De G alfa S zorgt voor een stimulatie van AC → concentratie cAMP zal stijgen.
- De G alfa i zorgt voor een inhibitie van AC → concentratie cAMP zal dalen.
- cAMP beïnvloedt direct de werking van enzymen en kanalen.
- PKA wordt geactiveerd door cAMP. Door activering van enzymen, zoals proteïn-kinase A (PKA)
wordt activiteit van receptoren/kanalen/enzymen beïnvloedt.
2. Phosphodiesterase (PDE) → afbraak van cGMP
- Modulatie kanaal/receptor activiteit
- G alfa t zorgt voor stimulatie van PDE → concentratie cGMP zal dalen.
3. Phospholipase (PLC) → afbraak van fosfolipiden
- G alfa q zorgt voor stimulatie van PLC → IP3 en DAG komen vrij.
- IP3 zorgt voor een toename van Ca2+ (die beïnvloedt direct enzymen en kanalen + beïnvloedt
doel proteïnen)
- DAG zorgt voor een activatie van proteine kinase C en kan ook geconverteerd worden in
arachidonic acid.
4
Hoofdstuk 2:
1.Geef de algemene structuur van fosfolipiedes en de opbouw van het plasmamembraan, inclusief
regulatie vloeibaarheid en rol van cholesterol.
Algemene structuur:
Fosfoliden zijn amfipatisch, dit betekent dat ze deels hydrofiel zijn, en deels hydrofoob → hydrofobe
vetzuurstaart en hydrofiele kop.
➢ Hydrofiele hoofd → Glycerol – (P) Fosfaat - Choline verbinding
➢ Hydrofobe staart → 2 acyl staarten, (verzadigd en onverzadigd)
* Fosfolipiden hebben een membraan die in waterig milieu micellen vormt of een dubbellaag. Het
kan ook een spontane opvouwing doen.
De 2 soorten vetzuurstaarten:
i. Verzadigde vetzuren:
- Zijn recht → dichte packing
ii. Onverzadigde vetzuren:
- Hebben een kink → minder packing → zijn dus vloeibaar bij lagere temperatuur.
Regulatie vloeibaarheid:
Verzadigde en onverzadigde vetzuren hebben een invloed op de vloeibaarheid, structuur en dikte van
lipide membranen.
Bij lange verzadigde vetzuurketens: sterke interactie met elkaar → dicht (dense) pakking → vast
membraan + hebben een hoge Tm (transitietemperatuur)
Bij korte onverzadigde vetzuurketens : zwakke interactie met elkaar → zwakke pakking → vloeibaar +
hebben een lage Tm
* Zwakke pakking → membraan gaat scheuren en wordt dus meer permeabel
Rol van cholesterol:
Cholesterol is een molecule die de vloeibaarheid of stijfheid van de membraan kan beïnvloeden.
Cholesterol nestelt zich in fosfolipiden en zorgt voor 2 effecten:
1. De hoofd van de fosfolipiden wordt rigider waardoor het minder permeabel is.
2. Cholesterol belet staart-staart interactie (kristallisatie) waardoor het membraan vloeibaar
blijft.
1
,2. bespreek de asymmetrie in lipide compositie van het celmembraan: hoe wordt dit gegenereerd en
wat zijn de implicaties.
Asymmetrie ontstaat bij lipide separatie tijdens de biosynthese in de ER/golgi. Het beïnvloedt de
buiging en vloeibaarheid van het membraan.
Verschil tussen intracellulaire en extracellulaire zijde, door hun samenstelling:
1. Intracellulaire zijde:
- Meer vloeibaar → meer buiging membraan mogelijk
- Negatiever geladen → reguleert incorporatie membraan proteïnen
2. Extracellulaire zijde:
- Suikers bevinden zich hier altijd.
3. bij verlies van asymmetrie treedt er apoptose op.
Ook zijn er lipid rafts aanwezig in het membraan: dit is een lokale concentratie van specifieke lipiden.
Ze spelen een rol in signaaltransductie.
2
,Hoofdstuk 3:
1) Bespreek de bimoleculaire reactie van ligand-receptor interactie, inclusief concentratie-effect
curve en betekenis/impact KD waarde en het Hill nummer.
bimoleculaire reactie van ligand-receptor interactie:
de bimoleculaire reactie beschrijft de chemische interactie tussen ligand en receptor.
- R = receptor
- X = ligand
- RX = receptor-ligand complex
- L = snelheid waarmee het ligand terug gaat vrijkomen
KD waarde:
De KD waarde geeft weer hoeveel affiniteit de receptor heeft voor een bepaalde stof.
Hoge KD → trage dissociatie snelheid → effect duurt lang
Concentratie-effect curve:
Het concentratie-effect curve is het verband tussen de concentratie van het ligand en het effect,
namelijk de RX complexvorming.
KD = IC50 waarde → dit is de waarde [X] waarvoor er 50% effect is. Bij een lagere affiniteit is er meer
concentratie nodig voor er een effect zichtbaar is, bij een hogere affiniteit heb je minder concentratie
nodig om een effect te hebben.
* Hoe lager de KD waarde, hoe hoger de affiniteit.
Hill nummer:
Hill nummer = n = verwijst naar de graad van coöperativiteit tussen de bindingsplaatsen van een
receptor.
De Hill functie wordt gebruikt om dosis-effect curves te fitten.
* coöperativiteit= het wordt makkelijker voor bindingen 2,3,4,5 om te binden met een stof omdat de
binding 1 al bestaat. Ze hebben dus ook de neiging om te binden.
3
, 2. Geef de algemene structuur van een G-proteine gekoppelde receptor en bespreek de 3
belangrijkste ga-proteine effector modulatie mechanismen van G-proteine gekoppelde
receptors. Geef eveneens 1 voorbeeld waarbij G bettagamma - protein bij betrokken is (dit is
dus ga-protein onafhankelijke signalering).
Algemene structuur:
- G- proteïne gekoppelde receptors zijn een grote familie receptoren die meestal bestaan als
monomeren.
- Het zijn metabotrope receptoren.
- Hebben een N – terminus die extracellulair is.
- Hebben een C – terminus die intracellulair is.
- Hebben een heterotrimere combinatie van alfa,beta,gamma subeenheden.
6 fases van de G – proteïne receptor:
1. Herkenning → inactief G – proteine is gebonden met GDP en bindt vervolgens op receptor
2. Transductie → GDP wordt omgezet in GTP en G – proteïne wordt hierdoor geactiveerd
3. Transmissie → G – proteïne laat weer los van receptor
4. Modulatie effector → geactiveerd G – proteine gaat effector – proteine modelleren, G –
proteïne splitst in alfa subunit en betagamma subunit.
5. Respons → alfa subunit en betagamma subunit kunnen beide effectormoleculen
beïnvloeden.
6. Stoppen signaal → alfa subunit gaat GTP hydrolyseren naar GDP en daardoor is G – proteïne
terug inactief.
3 belangrijkste ga-proteine effector modulatie mechanismen van G-proteine gekoppelde receptors:
1. Moduleren van adenylyl cyclase (AC) activiteit.
- De G alfa S zorgt voor een stimulatie van AC → concentratie cAMP zal stijgen.
- De G alfa i zorgt voor een inhibitie van AC → concentratie cAMP zal dalen.
- cAMP beïnvloedt direct de werking van enzymen en kanalen.
- PKA wordt geactiveerd door cAMP. Door activering van enzymen, zoals proteïn-kinase A (PKA)
wordt activiteit van receptoren/kanalen/enzymen beïnvloedt.
2. Phosphodiesterase (PDE) → afbraak van cGMP
- Modulatie kanaal/receptor activiteit
- G alfa t zorgt voor stimulatie van PDE → concentratie cGMP zal dalen.
3. Phospholipase (PLC) → afbraak van fosfolipiden
- G alfa q zorgt voor stimulatie van PLC → IP3 en DAG komen vrij.
- IP3 zorgt voor een toename van Ca2+ (die beïnvloedt direct enzymen en kanalen + beïnvloedt
doel proteïnen)
- DAG zorgt voor een activatie van proteine kinase C en kan ook geconverteerd worden in
arachidonic acid.
4
