Fysiologische chemie deel 2 les #1
GPCRs; Biosignaling = interactie cel met zijn omgeving, groeien, delen zelfmoord plegen, etc.
Veel van dat verkeer gaat via endocytose, dit gaat op verschillende manieren, membraan naar
binnen afgesnoerd wordt vesicle/blaasje, kan endosoom worden, ph daalt, kan fuseren met
lysosomen, daar wordt van alles afgebroken, ook manier om signalen naar binnen te krijgen, kan
door eiwitten gestimuleerd worden, soms geen eiwitten bij betrokken, geen vraag hierover
Stikt van eiwitten en suikers, glycoproteinen etc. eiwitten die geheel door zon membraan steken =
transmembraan helix, helix moet zo groot zijn om membraan te omspannen; ongeveer 20
aminozuren lang = lipid bilayer, transmembraan helix = TM
Biosignaling in te delen verschillende stappen, specificatie, amplificatie, modularity,
desensitualisatie/adaptatie, integratie
Specificiteit; signaal molecuul kan specifiek bepaald molecuul like hormoon binden, dan komt daat
signaal respons van, caffeine kan competeren met bepaald molecuul doordat die op stof lijkt, kunnen
normale gang van zaken competeren, zon stofje is een agonist, leidt tot een respons, sommige
stoffen competeren niet qua structuur maar binden beter en verstoren proces = antagonisten
blokkeren signaal, soms handig om dit te ontwikkelen, agonist = molecuul dat competeert met
normale werking receptor omdat het lijkt op molecuul, like cafeine
Amplificatie; geactiveerd enzym kan meerdere enzymen activeren; amplificatie van signaal, die
enzymen op hun beurt activeren andere enzymen, 1ligand bindt receptor, enzyme cascade
Modulariteit; verschillende routes, heel veel eiwitten die signalen kunnen doorgeven, zon pathway
heeft vaak verschillende componenten, bv eiwit kan binden en daardoor fosforileren daardoor
volgend eiwit erop bindne etc. afhankelijk van waar signaal, kinase = eiwit dat fosforileert,
fosfaatgroepen worden vooral aan -OH aminozuren gezet dus tyrosine, serine, threonine; van
ongeladen restgroep naar 2- restgroep, fosfaatgroep erop is niet perse actiever, kan ook minder
Desensitization/adaptation; feedback lus die ervoor zorgt dat het signaal uitgezet worden, anders
wildgroei cellen (tumoren) doordat enzym continu fosforileert ofzo
Integratie; geldt niet altijd, soms worden processen gereguleerd door positief/negatieve receptoren,
die ervoor zorgt dat respons komt, gaan we het niet over hebben
Dit is de basis van biosignaling, Receptoren reageren op liganden, 4 typen signal transducers
1. G protein coupled receptor = GPCR 2. Receptor tyrosine kinase,
G protein coupled receptor = GPCR;
Mensen hebben er heel veel van, dus heel belangrijk, bindt G eiwit, die wordt door binding
geactiveerd door bv binding ligand aan complex of kan daarna pas binden, maar G eiwit geactiveerd
en laas receptor los en kan vervolgens ander enzym activeren en dit andere enzym maakt een stofje,
via second messenger, ligand is 1e messenger, 2nd messenger gesynthetiseerd in cel, in geactiveerde
staat laat eiwit los
Receptoren zijn eiwitten met meestal 7 transmembraan helices, hydrofobiciteit aminozuren plot, 7
pieken/eilandjes, membraan = hydrofobe gedeelte, allemaal koolstof staarten, cel binnenkant
,cytoplasma veel geladen aminozuren, aan de hand v aminozuur sequentie of GPCR eiwit 7
membraan helices heeft,
Als adrenaline bindt dan signaal geproduceerd fly or fight, in bio gaat alles met conformatie
verandering van eiwitten, in dit geval kijken we tegen receptor aan naar buiten, kan op 7 plekken
binden, verander orientatie membraan helices en daardoor kan G eiwit actief worden en binden
G eiwit heeft 3 sub eenheden, alfa meest belangrijk, eerst gebonden aan GDP, similar to ATP, GTP
wordt door dit soort eiwitten gebruikt, GTPase = zet GDP om in GTP, GDP inactief, GTP actief, als
ligand bindt veranderd conformatie, doorgegeven aan eiwit waardoor GTP kan binden, daardoor is
dit eiwit geactiveerd en laat ie los van receptor en komt ie bij tweede enzym, als alfa subunit GTP
heeft gebonden laat ie los en komt ie ander enzym tegen in membraan, zet aan tot maken stof, GTP
hydroliseren tot GDP, diffundeert terug naar GPCR, als nog steeds ligand gebonden opnieuw
geactiveerd worden, eendje met snavel vast aan membraan,
Close up G eiwit, geven signal door waardoor hele cascade in werking wordt gezet, G eiwit bindt GTP,
omgeven door Mg om trifosfaat GTP te neutraliseren, alfa helices, GTPase bindt GTP en kan het zelf
hydroliseren, heeft intern activiteiten die interne fosfaat eraf knipt waardoor eiwit van vorm
verandert en inactief wordt, komt doordat Thr35 Gly60 Hbrug houden eiwit conformatie vast en
zonder valt conformatie open basically
Adenelyl cyclase zet AMP om in cyclisch amp, dit is de second messenger, cyclisch AMP (cAMP) zet
kinase (PKA) aan, PKA fosforileert substraten, substraat binding cleft is bezet door regulatoire
aminozuur stretch, kan weggecompeteerd worden door cAMP en dan wordt cyclase actief,
modificeert aminozuren, R & K zijn positief geladen aminozuren, T en K worden gefosforileerd, vrij
veel downstream targets kinase, hij doet fosforilase kinase activeren, betrokken bij glycogeen =
glucose polymeer breakdown, instant energie nodig, E nodig om weg te rennen, pyruvaat kinase
actief bij ATP genereren, inactief want wnnr je glucose neemt wil je geen glycogeen, allemaal onder
controle van glycogeen dmv fosforilering
Totaalplaatje; Bindt aan receptor, Wordt actief, Op zoek enzym om te activeren, Pka activeren
Pka activeert downstream allerlei enzymen
1molecuul adrenaline zet 10 GTPase aan, die zorgen dat iets cAMP maakt, 2cAMP nodig voor, kinases
activeren fosforilerings kinases, bv 10, 1000 actieve kinase moleculen, die kunnen 10 fosforilase
activeren, die kunnen glycogeen afbreken, in no time 100.000 moleculen glucose die je bloed in
komen en ergens moeten worden omgezet om spieren te kunnen gebruiken, gebeurt vrij snel; <1s
Signaal moet weer uit; anders glycogeen voorraad eraan, ooit geen adrenaline meer gemaakt dus
verdunning, laat los van receptor, als ligand hard bindt moet je andere manier losmaken, wordt
gereguleerd door andere twee subunits G eiwit complex, die zijn free ofc, dus ondertussen kunnen
die binden aan BARK, kinase die receptor kan fosforileren, die kan gefosforileerde eiwitten binden en
zo wordt eiwit geendocyteert; vernietigt signaal, in cel afgebroken/recycled; verse receptor aan
membraan, zo sluit je af
Hormone binds to receptor > conformational change receptor > triggers GDP – GTP binding switch
alfa subunit G protein, conformational change G protein; GDP leaves, GTP binds, alfa subunit with
GTP leaves, beta & gamma subunits free to do something else, GTP alfa binds to enzyme, alfa subunit
hydrolises GTP to GDP, new protein unbinds enzyme, alfa joins beta gamma again,
, Receptor fosforylated, binds arrestin protein prevents binding G protein, receptor endocytose,
recycled in lysosomes,
RGS eiwit; GTPase versneld door G eiwit, exchange GDP-GTP versneld worden door exchange factors
= GEFs, sommige enzymen vertragen proces, meestal niet in cel behalve tumorcel, GTPase niet actief,
enzym continu geactiveerd worden
Toxine gemaakt door cholera is een eiwit, gebruikt cofactor uit cel, koppelt dat aan aminozuur uit G
eiwit en die zorgt ervoor dat GTPase activiteit gedeactiveerd wordt, blijft dan downstream activeren,
dat heeft consequenties,
bv op darmen; CFTR = ionkanaal die reguleert chloride ionen, activiteit wordt gereguleerd door
kinase, fosforileert serine in membraan eiwit, kan dan ATP binden, ionkanaal open, blijft camp
synthetiseren, activeert pka, continu geactiveerd, indirect verlies je vocht bij cholera, taaislijmziekte,
blijft shit in hangen en groeien, CFTR deficientie gevoelig voor infecties, small molecule drugs helpen
door ionkanaaltjes langer open te laten staan,
meest voorkomende defect is aminozuur deletie, verkeerd gevouwen eiwitten, eiwit kan functie
doen maar door verkeerde vouwing wordt het weer afgebroken, dmv small molecuul eiwit langer in
goede vouwing houden, similar als enzyme replacement therapy; substrate replacement therapy,
sommige mensen maken half eiwit door verkeerd stop codon,
camp speelt belangrijke rol in cel ook in bactierien, kan ook afgebroken worden in cel door PDE.
Manier om kinase niet continu aan te hebben, camp levels omlaag, continue strijd door enzymen die
camp maken en afbreken, bij camp verhoging kunnen dingen gebeuren, maar daalt weer voor
normale niveau
camp wordt gemaakt uit ATP ; cyclisch fosfaat, PDE maakt monofosfaat, PDE kan geremd worden
door phosphodiesterase remmers = cacao/thee/caffeine = competitive inhibitors die lijken op
adenine om diesterase te remmen, na camp aanmaak + caffeine dus camp levels blijven hoger
caffeine werkt ook bij hart niet slaap dmv adenosine receptoren, kunnen G subunit activeren,
produceren camp, activeert pka kinase, regelt shit in cel, er zijn ook adenosine receptoren, allemaal
GPCR, die G eiwit activeren die inhiberen, s = stimulating, i = inhibits cyclane, zitten niet op dezelfde
cel, in ene cel remming in andere cel verhoging camp, cyclase activeert, caffeine lijkt op adenosine
en kan kort aan receptor binden waardoor adenosine zn ding niet kan doen
caffeine;
medicurio, cells (neurons) break doen ATP into adenosine, some exiting cells to tell brain to sleep, so
adenosine makes u sleep depending on receptor, A1 receptor (awake neurons), A2a receptor (sleep
neurons), during sleep refresh, caffeine alike molecules, caffeine cant make receptors do something,
but makes u less sensitive for adenosine, after caffeine effect gone u can fall asleep again, coffee
drinkers make more adenosine, need more caffeine to block this, some ppl have opposite caffeine
effects without coffee, small addiction, adenosine receptors outside brain heart kidney, dehydration,
difficult to overdose, 10g in a few h is lethal = 100 cups of coffee, mixed with asperin pain killer works
better,
enzyme zitten dicht op elkaar in cel om processen efficient te laten verlopen, verankerd in
membraan, ankering protein AKap, kan fosfodiesterase binden, kan enzymen defosforileren,
fosforilase haalt eraf wat kinase erop heeft gezet, niet enige manier waarop cascade in gang gezet
kan worden, hoeft niet perse met camp, er zijn andere, bv fosfolipase, werkt in het begin similar
GPCRs; Biosignaling = interactie cel met zijn omgeving, groeien, delen zelfmoord plegen, etc.
Veel van dat verkeer gaat via endocytose, dit gaat op verschillende manieren, membraan naar
binnen afgesnoerd wordt vesicle/blaasje, kan endosoom worden, ph daalt, kan fuseren met
lysosomen, daar wordt van alles afgebroken, ook manier om signalen naar binnen te krijgen, kan
door eiwitten gestimuleerd worden, soms geen eiwitten bij betrokken, geen vraag hierover
Stikt van eiwitten en suikers, glycoproteinen etc. eiwitten die geheel door zon membraan steken =
transmembraan helix, helix moet zo groot zijn om membraan te omspannen; ongeveer 20
aminozuren lang = lipid bilayer, transmembraan helix = TM
Biosignaling in te delen verschillende stappen, specificatie, amplificatie, modularity,
desensitualisatie/adaptatie, integratie
Specificiteit; signaal molecuul kan specifiek bepaald molecuul like hormoon binden, dan komt daat
signaal respons van, caffeine kan competeren met bepaald molecuul doordat die op stof lijkt, kunnen
normale gang van zaken competeren, zon stofje is een agonist, leidt tot een respons, sommige
stoffen competeren niet qua structuur maar binden beter en verstoren proces = antagonisten
blokkeren signaal, soms handig om dit te ontwikkelen, agonist = molecuul dat competeert met
normale werking receptor omdat het lijkt op molecuul, like cafeine
Amplificatie; geactiveerd enzym kan meerdere enzymen activeren; amplificatie van signaal, die
enzymen op hun beurt activeren andere enzymen, 1ligand bindt receptor, enzyme cascade
Modulariteit; verschillende routes, heel veel eiwitten die signalen kunnen doorgeven, zon pathway
heeft vaak verschillende componenten, bv eiwit kan binden en daardoor fosforileren daardoor
volgend eiwit erop bindne etc. afhankelijk van waar signaal, kinase = eiwit dat fosforileert,
fosfaatgroepen worden vooral aan -OH aminozuren gezet dus tyrosine, serine, threonine; van
ongeladen restgroep naar 2- restgroep, fosfaatgroep erop is niet perse actiever, kan ook minder
Desensitization/adaptation; feedback lus die ervoor zorgt dat het signaal uitgezet worden, anders
wildgroei cellen (tumoren) doordat enzym continu fosforileert ofzo
Integratie; geldt niet altijd, soms worden processen gereguleerd door positief/negatieve receptoren,
die ervoor zorgt dat respons komt, gaan we het niet over hebben
Dit is de basis van biosignaling, Receptoren reageren op liganden, 4 typen signal transducers
1. G protein coupled receptor = GPCR 2. Receptor tyrosine kinase,
G protein coupled receptor = GPCR;
Mensen hebben er heel veel van, dus heel belangrijk, bindt G eiwit, die wordt door binding
geactiveerd door bv binding ligand aan complex of kan daarna pas binden, maar G eiwit geactiveerd
en laas receptor los en kan vervolgens ander enzym activeren en dit andere enzym maakt een stofje,
via second messenger, ligand is 1e messenger, 2nd messenger gesynthetiseerd in cel, in geactiveerde
staat laat eiwit los
Receptoren zijn eiwitten met meestal 7 transmembraan helices, hydrofobiciteit aminozuren plot, 7
pieken/eilandjes, membraan = hydrofobe gedeelte, allemaal koolstof staarten, cel binnenkant
,cytoplasma veel geladen aminozuren, aan de hand v aminozuur sequentie of GPCR eiwit 7
membraan helices heeft,
Als adrenaline bindt dan signaal geproduceerd fly or fight, in bio gaat alles met conformatie
verandering van eiwitten, in dit geval kijken we tegen receptor aan naar buiten, kan op 7 plekken
binden, verander orientatie membraan helices en daardoor kan G eiwit actief worden en binden
G eiwit heeft 3 sub eenheden, alfa meest belangrijk, eerst gebonden aan GDP, similar to ATP, GTP
wordt door dit soort eiwitten gebruikt, GTPase = zet GDP om in GTP, GDP inactief, GTP actief, als
ligand bindt veranderd conformatie, doorgegeven aan eiwit waardoor GTP kan binden, daardoor is
dit eiwit geactiveerd en laat ie los van receptor en komt ie bij tweede enzym, als alfa subunit GTP
heeft gebonden laat ie los en komt ie ander enzym tegen in membraan, zet aan tot maken stof, GTP
hydroliseren tot GDP, diffundeert terug naar GPCR, als nog steeds ligand gebonden opnieuw
geactiveerd worden, eendje met snavel vast aan membraan,
Close up G eiwit, geven signal door waardoor hele cascade in werking wordt gezet, G eiwit bindt GTP,
omgeven door Mg om trifosfaat GTP te neutraliseren, alfa helices, GTPase bindt GTP en kan het zelf
hydroliseren, heeft intern activiteiten die interne fosfaat eraf knipt waardoor eiwit van vorm
verandert en inactief wordt, komt doordat Thr35 Gly60 Hbrug houden eiwit conformatie vast en
zonder valt conformatie open basically
Adenelyl cyclase zet AMP om in cyclisch amp, dit is de second messenger, cyclisch AMP (cAMP) zet
kinase (PKA) aan, PKA fosforileert substraten, substraat binding cleft is bezet door regulatoire
aminozuur stretch, kan weggecompeteerd worden door cAMP en dan wordt cyclase actief,
modificeert aminozuren, R & K zijn positief geladen aminozuren, T en K worden gefosforileerd, vrij
veel downstream targets kinase, hij doet fosforilase kinase activeren, betrokken bij glycogeen =
glucose polymeer breakdown, instant energie nodig, E nodig om weg te rennen, pyruvaat kinase
actief bij ATP genereren, inactief want wnnr je glucose neemt wil je geen glycogeen, allemaal onder
controle van glycogeen dmv fosforilering
Totaalplaatje; Bindt aan receptor, Wordt actief, Op zoek enzym om te activeren, Pka activeren
Pka activeert downstream allerlei enzymen
1molecuul adrenaline zet 10 GTPase aan, die zorgen dat iets cAMP maakt, 2cAMP nodig voor, kinases
activeren fosforilerings kinases, bv 10, 1000 actieve kinase moleculen, die kunnen 10 fosforilase
activeren, die kunnen glycogeen afbreken, in no time 100.000 moleculen glucose die je bloed in
komen en ergens moeten worden omgezet om spieren te kunnen gebruiken, gebeurt vrij snel; <1s
Signaal moet weer uit; anders glycogeen voorraad eraan, ooit geen adrenaline meer gemaakt dus
verdunning, laat los van receptor, als ligand hard bindt moet je andere manier losmaken, wordt
gereguleerd door andere twee subunits G eiwit complex, die zijn free ofc, dus ondertussen kunnen
die binden aan BARK, kinase die receptor kan fosforileren, die kan gefosforileerde eiwitten binden en
zo wordt eiwit geendocyteert; vernietigt signaal, in cel afgebroken/recycled; verse receptor aan
membraan, zo sluit je af
Hormone binds to receptor > conformational change receptor > triggers GDP – GTP binding switch
alfa subunit G protein, conformational change G protein; GDP leaves, GTP binds, alfa subunit with
GTP leaves, beta & gamma subunits free to do something else, GTP alfa binds to enzyme, alfa subunit
hydrolises GTP to GDP, new protein unbinds enzyme, alfa joins beta gamma again,
, Receptor fosforylated, binds arrestin protein prevents binding G protein, receptor endocytose,
recycled in lysosomes,
RGS eiwit; GTPase versneld door G eiwit, exchange GDP-GTP versneld worden door exchange factors
= GEFs, sommige enzymen vertragen proces, meestal niet in cel behalve tumorcel, GTPase niet actief,
enzym continu geactiveerd worden
Toxine gemaakt door cholera is een eiwit, gebruikt cofactor uit cel, koppelt dat aan aminozuur uit G
eiwit en die zorgt ervoor dat GTPase activiteit gedeactiveerd wordt, blijft dan downstream activeren,
dat heeft consequenties,
bv op darmen; CFTR = ionkanaal die reguleert chloride ionen, activiteit wordt gereguleerd door
kinase, fosforileert serine in membraan eiwit, kan dan ATP binden, ionkanaal open, blijft camp
synthetiseren, activeert pka, continu geactiveerd, indirect verlies je vocht bij cholera, taaislijmziekte,
blijft shit in hangen en groeien, CFTR deficientie gevoelig voor infecties, small molecule drugs helpen
door ionkanaaltjes langer open te laten staan,
meest voorkomende defect is aminozuur deletie, verkeerd gevouwen eiwitten, eiwit kan functie
doen maar door verkeerde vouwing wordt het weer afgebroken, dmv small molecuul eiwit langer in
goede vouwing houden, similar als enzyme replacement therapy; substrate replacement therapy,
sommige mensen maken half eiwit door verkeerd stop codon,
camp speelt belangrijke rol in cel ook in bactierien, kan ook afgebroken worden in cel door PDE.
Manier om kinase niet continu aan te hebben, camp levels omlaag, continue strijd door enzymen die
camp maken en afbreken, bij camp verhoging kunnen dingen gebeuren, maar daalt weer voor
normale niveau
camp wordt gemaakt uit ATP ; cyclisch fosfaat, PDE maakt monofosfaat, PDE kan geremd worden
door phosphodiesterase remmers = cacao/thee/caffeine = competitive inhibitors die lijken op
adenine om diesterase te remmen, na camp aanmaak + caffeine dus camp levels blijven hoger
caffeine werkt ook bij hart niet slaap dmv adenosine receptoren, kunnen G subunit activeren,
produceren camp, activeert pka kinase, regelt shit in cel, er zijn ook adenosine receptoren, allemaal
GPCR, die G eiwit activeren die inhiberen, s = stimulating, i = inhibits cyclane, zitten niet op dezelfde
cel, in ene cel remming in andere cel verhoging camp, cyclase activeert, caffeine lijkt op adenosine
en kan kort aan receptor binden waardoor adenosine zn ding niet kan doen
caffeine;
medicurio, cells (neurons) break doen ATP into adenosine, some exiting cells to tell brain to sleep, so
adenosine makes u sleep depending on receptor, A1 receptor (awake neurons), A2a receptor (sleep
neurons), during sleep refresh, caffeine alike molecules, caffeine cant make receptors do something,
but makes u less sensitive for adenosine, after caffeine effect gone u can fall asleep again, coffee
drinkers make more adenosine, need more caffeine to block this, some ppl have opposite caffeine
effects without coffee, small addiction, adenosine receptors outside brain heart kidney, dehydration,
difficult to overdose, 10g in a few h is lethal = 100 cups of coffee, mixed with asperin pain killer works
better,
enzyme zitten dicht op elkaar in cel om processen efficient te laten verlopen, verankerd in
membraan, ankering protein AKap, kan fosfodiesterase binden, kan enzymen defosforileren,
fosforilase haalt eraf wat kinase erop heeft gezet, niet enige manier waarop cascade in gang gezet
kan worden, hoeft niet perse met camp, er zijn andere, bv fosfolipase, werkt in het begin similar
