H9: Cellular Signaling
Concept 9.1: External signals are converted to responses within the cell
Cel <-> cel communicatie:
Communicatie door direct contact:
Gap junctions/plasmodesmata:
- ‘Kanaaltjes’ tussen cellen
- Stoffen kunnen diffunderen door de kanaaltjes naar de andere cel
Cel-cel herkenning:
- Moleculen aan de oppervlakte van cellen binden aan elkaar
- Zo wordt een signaal doorgegeven
Communicatie door uitgescheiden moleculen:
- Lokaal:
o Paracrien: cel scheidt een
molecuul uit, wat naar
andere cellen in de buurt
toe gaat
o Synaptisch
- Lange afstand:
o Endocrien (hormonen)
Is veel specifiekere
interactie omdat het
ligand over een grotere
afstand wordt
getransporteerd
3 stappen van cel signalering:
1. Ontvangst -> door een receptoreiwit
2. Transductie -> het signaal doorgeven dmv relay moleculen
3. Respons -> de reactie van de cel
Concept 9.2: Reception: A signaling molecule binds to a receptor protein,
causing it to change shape
Receptoren:
Binding tussen het signaal molecuul (ligand) en de receptor is zeer specifiek
De receptor veranderd van conformatie na het binden van het ligand
De meeste receptoren zitten in het plasma membraan
,Moleculaire schakelaars:
Schakelaar 1: G-eiwit
- Uit: GDP gebonden
Aanzetten: GDP loslaten, GTP binden in zijn plaats
o Wordt gestimuleerd door GEF (Guanine Exchange Factor)
- Aan: GTP gebonden
Uitzetten: GTP hydrolyse, GDP weer gebonden en Pi los
o In gang gezet door het G-eiwit zelf na verloop van tijd
Schakelaar staat op een soort timer
Schakelaar 2: fosforylering
- Uit: ongefosforyleerd
Aanzetten: fosfaat overdragen van ATP naar eiwit (fosfaat wordt aan het
eiwit gezet van een ATP)
o Gestimuleerd door kinase
- Aan: Fosfaat (P) gebonden
Uitzetten: Fosfaat verwijderen
o Gestimuleerd door fosfatase
Kinase -> fosforylatie
Phosphatase -> defosforylatie
Guanine Exchange Factor (GEF) -> GDP-GTP uitwisseling
GTPase -> GTP defosforylatie
Adenylyl cyclase -> ATP naar cAMP
Fosfodiesterase -> cAMP naar AMP
G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR):
±800 verschillende GPCR’s
Betrokken bij bijv. geur, gevoel, zicht, etc.
60% van medicijnen grijpen aan op een GPCR
Bestaat uit 7 transmembraan alpha helixes.
1. Systeem bestaat uit een receptor, G-eiwit en
effector (enzym)
2. Ligand bindt aan GPCR -> G-eiwit bindt aan
receptor en wordt geactiveerd
3. GPCR wordt weer inactief, G-eiwit koppelt los en
activeert enzym
4. G-eiwit hydrolyseert GTP weer naar GDP,
systeem staat uit
, Tyrosine kinase receptoren (RTK):
Een kinase is een eiwit (enzym) dat een fosfaat aan een ander eiwit kan zetten.
1 receptor kan meerdere routes in de cel aanzetten.
Veel groeifactoren werken via de ze receptoren (betrokken bij kanker)
1. Systeem bestaat uit 2 receptoren
2. Als het ligand bindt, brengt dat de 2
receptoren samen, deze vormen een
dimeer
3. De receptoren fosforyleren elkaar
(cross-fosforylatie) op tyrosine-
residue
4. Gefosforyleerde receptoren binden
relay moleculen die het signaal
doorgeven.
Ion-kanaal receptoren:
Ligand geactiveerd ion kanaal:
Na binding van het ligand gaat het kanaal open voor 1 specifiek ion. Erg belangrijk bij
neurotransmitters. Sommige kanalen kunnen ook door elektrische signalen geactiveerd
worden.
Intracellulaire receptoren:
Zijn receptoren die in het cytosol of de kern zitten
Liganten moeten dan dus klein en hydrofoob zijn om het membraan te passeren.
Een geactiveerde receptor kan als een transcriptiefactor gaan werken -> komt dus de cel in,
bindt aan een specifiek stuk genen, gaat deze vervolgens
trasleren en er wordt een eiwit gevormd.
Concept 9.3: Transduction: Cascades of molecular
interactions transmit signals from receptors to relay
molecules in the cell
Transductie:
Van signaal naar reactie is een ‘multi step process’ -> signaal
wordt van molecuul naar molecuul doorgegeven
Hierdoor is er een mogelijkheid voor amplificatie (versterking)
van het signaal. 1 molecuul kan er namelijk meerdere
doorgeven. Er zijn ook veel punten waarop regulatie mogelijk is
Concept 9.1: External signals are converted to responses within the cell
Cel <-> cel communicatie:
Communicatie door direct contact:
Gap junctions/plasmodesmata:
- ‘Kanaaltjes’ tussen cellen
- Stoffen kunnen diffunderen door de kanaaltjes naar de andere cel
Cel-cel herkenning:
- Moleculen aan de oppervlakte van cellen binden aan elkaar
- Zo wordt een signaal doorgegeven
Communicatie door uitgescheiden moleculen:
- Lokaal:
o Paracrien: cel scheidt een
molecuul uit, wat naar
andere cellen in de buurt
toe gaat
o Synaptisch
- Lange afstand:
o Endocrien (hormonen)
Is veel specifiekere
interactie omdat het
ligand over een grotere
afstand wordt
getransporteerd
3 stappen van cel signalering:
1. Ontvangst -> door een receptoreiwit
2. Transductie -> het signaal doorgeven dmv relay moleculen
3. Respons -> de reactie van de cel
Concept 9.2: Reception: A signaling molecule binds to a receptor protein,
causing it to change shape
Receptoren:
Binding tussen het signaal molecuul (ligand) en de receptor is zeer specifiek
De receptor veranderd van conformatie na het binden van het ligand
De meeste receptoren zitten in het plasma membraan
,Moleculaire schakelaars:
Schakelaar 1: G-eiwit
- Uit: GDP gebonden
Aanzetten: GDP loslaten, GTP binden in zijn plaats
o Wordt gestimuleerd door GEF (Guanine Exchange Factor)
- Aan: GTP gebonden
Uitzetten: GTP hydrolyse, GDP weer gebonden en Pi los
o In gang gezet door het G-eiwit zelf na verloop van tijd
Schakelaar staat op een soort timer
Schakelaar 2: fosforylering
- Uit: ongefosforyleerd
Aanzetten: fosfaat overdragen van ATP naar eiwit (fosfaat wordt aan het
eiwit gezet van een ATP)
o Gestimuleerd door kinase
- Aan: Fosfaat (P) gebonden
Uitzetten: Fosfaat verwijderen
o Gestimuleerd door fosfatase
Kinase -> fosforylatie
Phosphatase -> defosforylatie
Guanine Exchange Factor (GEF) -> GDP-GTP uitwisseling
GTPase -> GTP defosforylatie
Adenylyl cyclase -> ATP naar cAMP
Fosfodiesterase -> cAMP naar AMP
G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR):
±800 verschillende GPCR’s
Betrokken bij bijv. geur, gevoel, zicht, etc.
60% van medicijnen grijpen aan op een GPCR
Bestaat uit 7 transmembraan alpha helixes.
1. Systeem bestaat uit een receptor, G-eiwit en
effector (enzym)
2. Ligand bindt aan GPCR -> G-eiwit bindt aan
receptor en wordt geactiveerd
3. GPCR wordt weer inactief, G-eiwit koppelt los en
activeert enzym
4. G-eiwit hydrolyseert GTP weer naar GDP,
systeem staat uit
, Tyrosine kinase receptoren (RTK):
Een kinase is een eiwit (enzym) dat een fosfaat aan een ander eiwit kan zetten.
1 receptor kan meerdere routes in de cel aanzetten.
Veel groeifactoren werken via de ze receptoren (betrokken bij kanker)
1. Systeem bestaat uit 2 receptoren
2. Als het ligand bindt, brengt dat de 2
receptoren samen, deze vormen een
dimeer
3. De receptoren fosforyleren elkaar
(cross-fosforylatie) op tyrosine-
residue
4. Gefosforyleerde receptoren binden
relay moleculen die het signaal
doorgeven.
Ion-kanaal receptoren:
Ligand geactiveerd ion kanaal:
Na binding van het ligand gaat het kanaal open voor 1 specifiek ion. Erg belangrijk bij
neurotransmitters. Sommige kanalen kunnen ook door elektrische signalen geactiveerd
worden.
Intracellulaire receptoren:
Zijn receptoren die in het cytosol of de kern zitten
Liganten moeten dan dus klein en hydrofoob zijn om het membraan te passeren.
Een geactiveerde receptor kan als een transcriptiefactor gaan werken -> komt dus de cel in,
bindt aan een specifiek stuk genen, gaat deze vervolgens
trasleren en er wordt een eiwit gevormd.
Concept 9.3: Transduction: Cascades of molecular
interactions transmit signals from receptors to relay
molecules in the cell
Transductie:
Van signaal naar reactie is een ‘multi step process’ -> signaal
wordt van molecuul naar molecuul doorgegeven
Hierdoor is er een mogelijkheid voor amplificatie (versterking)
van het signaal. 1 molecuul kan er namelijk meerdere
doorgeven. Er zijn ook veel punten waarop regulatie mogelijk is
