Samenvatting Cellen en weefsels - deeltoets 2 (UU)

Cellen en weefsels – DT2
Hoofdstuk 13: Intracellular membrane traffic
Voordelen intracellulaire compartimenten:
-verschillende milieus
-lysosomen hoge zuurgraad -> functionaliteit enzymen
-membraanvergroting
-ER groot bij cellen die veel secretie doen
-geconcentreerde reactanten -> substraten/enzymen/cofactoren

Wat maakt compartimenten verschillend:
-eiwitcompositie
-lipidecompositie
-pH en ionische concentraties

Transport tussen componenten endomembraansysteem is vesiculair
-maakt uitwisselen componenten mogelijk zonder identiteitsverlies
-lumen meeste compartimenten zijn topologisch gelijk aan elkaar en de buitenkant van de cel
-secretie: eiwitmoleculen van ER -> endosomen -> lysosomen of van ER -> plasmamembraan
-endocytose: plasmamembraan -> endosomen -> (late endosomen -> lysosomen




Monomerische GTPases van de Rab familie controleren vesiculair transport en docking
-effectors: motoreiwitten, tethers, membraan fusie eiwitten
-GEFs: guanine exchange factor (activator) -> RabA membraan patch assembly
-RabA rekruteert ook GEF voor RabB -> RabB rekruteren op membraan
-hierbij zit ook een GAP voor RabA
-GAPs: GTPase activating protein (inactivatie) -> RabA GTP hydrolyse
-RabA membraan patch valt uit elkaar en vervangen door RabB
-volgende GEF door RabB vervolgt sequentie
-cascades aan eiwitactivaties/inactivaties
-elk compartiment heeft een eigen Rab -> sorteren organellen



1

,Eiwit specifiteit in endomembraan compartimenten: Rab eiwitten
-v-SNARE (vesicle) & t-SNARE (targeting)
-integrale membraaneiwitten
-moeten samenkomen voor fuseren membraan
-Rab-GTP (Rab eiwit) wordt herkent door tethering eiwitten (Rab effector) en vesicles kunnen docken
-conformatieverandering (GTP -> GDP) door Rab GAP brengt vesicle bij membraan
-dan kunnen v-SNARE met t-SNARE interactie aangaan
-Rab-GDP dissociatie inhibitor (GDI) bindt Rab-GDP zodat deze weer geactiveerd kan worden




-Rab3A, Rab5, Rab7 onthouden




Exocytose synaptische vesicles: via SNARES
-trans-SNARE (SNAP25 + syntaxin) complex dockt vesicle op plasmamembraan via v-SNARE
(synaptobrevin)
-synaptotagmine (Ca2+ sensor) en complexin moduleren de SNARES
-openen bij binden Ca2+ en halen block eraf




2

,Vorming Rab5 domein op endosoom membraan
-inactieve Rab5-GDP geactiveerd door Rab5-GEF (GDP->GTP, GDI laat hierbij los)
-conformatieverandering en membraaninsertie Rab5-GTP
-mogelijk door lipide groep die vrijkomt
-actieve Rab5 activeert PI3 kinase -> PI(3)P formatie vanuit PI (fosfaatgroep op lipide)
-Rekruteren meer Rab-5-GEF (positieve feedback)
-Rekruteren Rab effector eiwitten (bv. Tethering)
-hierdoor Rab5-geassocieerde membraan patch
-cyclus GTP hydrolyse en GDP-GTP uitwisseling reguleert Rab patches




Verschillende fosfatidylinositol lipiden markeren organellen en membraandomeinen
-plextrine homologie (PH) domein bindt specifieke fosfolipiden
-hiermee lokalisatie weergeven
-een individueel transport vesicle fuseert hierdoor met één type membraan
-bv. Secratory vesicles: PI(4)P fuseren met membraan als PI-5-Kinase dit omzet in PI(4,5)P2, deze
rekruteert adaptines die de clathrine-coated pit vormen -> PI(5P)-fosfatase hydrolyseert PI(4,5)P2 en
verzwakt binding waardoor vesicle uncoating begint




3

, Lipide rafts zijn plekken in een cel met bepaalde functie
-hierin liggen phosphatidylinositol lipiden georganiseerd
-1:1:1 mix van phosphatidylcholine, sphingomyeline en cholesterol lokaliseren zich in lipide domeinen
(rafts)
-rood cirkeltje in afbeelding = raft
-dit gebeurd dus ook in gewone cellen




Phosphatidyl inositol lipiden
-glycerol backbone met 3 OH (hydroxyl) groepen
-twee vetzuurstaarten
-3’ positie zit een fosfaatgroep met inositol
-positie 3-4-5 glycerol backbone van inositol worden gefosforyleerd -> PIP2
-meestal PI(4,5)2
-via fosfatases (groen – bv. PI 3-Kinase PIP2 -> PIP3) en kinases (rood - bv. PI 3-Kinase door
Rab5)
-vaak specifieke kinases/fosfatases bij verschillende
membraandomeinen/compartimenten
-na vormen samenstelling blijft deze bestaan




4