Samenvatting MBOC hoorcollege biogenese van membranen deel 2:
Functies van membraanlipiden in specifieke lipide-eiwit interacties:
2 voorbeelden:
- Cardiolipine (CL) komt voor in bacteriën, chloroplasten en mitochondriën en is verrijkt in
onverzadigde vetzuurketens hierdoor kan het in sommige situaties makkelijk een conische
vorm aannemen. Het lipide is negatief geladen. In de mitochondriën speelt dit lipide een rol
in de oxidatieve fosforylering. Er zijn verschillende proeven te doen om inzicht te krijgen in
de functie van Cl bij oxidatieve fosforylering.
1. In vitro reconstructie van membraaneiwitten in proteoliposomen. Hieruit is gebleken dat
CL de activiteit van cytochroom c oxidase en ADP/ATP translocase beïnvloed
2. Onderzoek aan mutanten van CL. Hieruit blijkt dat CL nodig is voor de vorming en
stabiliteit van mitochondriële super-complexen
3. Structuuranalyse: CL wordt aangetroffen in de kristalstructuur van complex lll en lV.
Membraaneiwit super-complexen:
- Aan te tonen met Blue native SDS-PAGE. Je werkt met een mild detergens om de
mitochondriën te solubiliseren, daardoor vallen grote eiwitcomplexen niet uit elkaar. Daarna
voeg je Coomassie blue toe. Dit bindt aan alle eiwitten en geeft ze een negatieve lading. Dan
breng je de mitochondriën op een gel en laat hier stroom door lopen. Vervolgens kun je in
een 2e dimensie meten op een SDS gel. Door de SDS vallen de eiwitcomplexen uit elkaar en
kun je zien waaruit welke complexen zijn opgebouwd.
- De ademhalingscomplexen bestaan uit supercomplexen. Dit verhoogd de efficiëntie van de
oxidatieve fosforylering.
- In laan 1,3,5 zijn deze ademhalingseiwitten zichtbaar met aanwezigheid van CL.
- In lijn 2,4,6 zijn deze eiwitten zichtbaar zonder aanwezigheid van CL
- Je ziet dus dat er veel minder van deze eiwitten aanwezig zijn wanneer er geen CL is.
, Kristalstructuren:
- Wanneer je een eiwit kristalliseerd en je komt steeds op dezelfde plek een gebonden eiwit
tegen (zoals CL, wit aangegeven in onderstaand figuur), dan weet je dat dit eiwit sterk
gebonden is. Als het eiwit niet sterk gebonden zou zijn, zie je het elke keer weer ergens
anders.
Voorbeeld 2: mitochondriële-lipiden-gerelateerde ziekten: het Barth syndroom:
- Het is een X-chromosomale ziekte.
- Het belangrijkste symptoom is cardiomyopathie ofwel spierzwakte, wat wijst op een
probleem met mitochondriën. Dit is terug te leiden naar een CL defect.
Interacties van membraanlipiden met perifere eiwitten: signaaltransductie:
- Fosfo-inositiden spelen een rol in de signaaltransductie.
- Daarnaast dienen ze als herkenningspunten en docking sites voor specifieke eiwitdomeinen.
Ofwel
Biogenese van membraanlipiden:
In de vetzuursynthese zijn 2 sleutelenzymen van belang: Acetyl-CoA carboxylase (synthese van
malonyl-CoA) het malonyl is vervolgens het substraat voor het vetzuursynthase complex (FAS).
Malonyl-CoA wordt gekoppeld aan acetyl-CoA, hierbij komt een CO2 vrij. Je krijgt dan een C4 vetzuur.
Op deze manier kunnen er vetten worden gemaakt. Uiteindelijk wordt er palmitaat gemaakt.
Hiervoor zijn 8 acetyl-CoA moleculen nodig, 7 ATPs om van 7 acetyl 7 malonyl te kunnen maken.
Daarnaast is er NADPH nodig voor reductie.
Functies van membraanlipiden in specifieke lipide-eiwit interacties:
2 voorbeelden:
- Cardiolipine (CL) komt voor in bacteriën, chloroplasten en mitochondriën en is verrijkt in
onverzadigde vetzuurketens hierdoor kan het in sommige situaties makkelijk een conische
vorm aannemen. Het lipide is negatief geladen. In de mitochondriën speelt dit lipide een rol
in de oxidatieve fosforylering. Er zijn verschillende proeven te doen om inzicht te krijgen in
de functie van Cl bij oxidatieve fosforylering.
1. In vitro reconstructie van membraaneiwitten in proteoliposomen. Hieruit is gebleken dat
CL de activiteit van cytochroom c oxidase en ADP/ATP translocase beïnvloed
2. Onderzoek aan mutanten van CL. Hieruit blijkt dat CL nodig is voor de vorming en
stabiliteit van mitochondriële super-complexen
3. Structuuranalyse: CL wordt aangetroffen in de kristalstructuur van complex lll en lV.
Membraaneiwit super-complexen:
- Aan te tonen met Blue native SDS-PAGE. Je werkt met een mild detergens om de
mitochondriën te solubiliseren, daardoor vallen grote eiwitcomplexen niet uit elkaar. Daarna
voeg je Coomassie blue toe. Dit bindt aan alle eiwitten en geeft ze een negatieve lading. Dan
breng je de mitochondriën op een gel en laat hier stroom door lopen. Vervolgens kun je in
een 2e dimensie meten op een SDS gel. Door de SDS vallen de eiwitcomplexen uit elkaar en
kun je zien waaruit welke complexen zijn opgebouwd.
- De ademhalingscomplexen bestaan uit supercomplexen. Dit verhoogd de efficiëntie van de
oxidatieve fosforylering.
- In laan 1,3,5 zijn deze ademhalingseiwitten zichtbaar met aanwezigheid van CL.
- In lijn 2,4,6 zijn deze eiwitten zichtbaar zonder aanwezigheid van CL
- Je ziet dus dat er veel minder van deze eiwitten aanwezig zijn wanneer er geen CL is.
, Kristalstructuren:
- Wanneer je een eiwit kristalliseerd en je komt steeds op dezelfde plek een gebonden eiwit
tegen (zoals CL, wit aangegeven in onderstaand figuur), dan weet je dat dit eiwit sterk
gebonden is. Als het eiwit niet sterk gebonden zou zijn, zie je het elke keer weer ergens
anders.
Voorbeeld 2: mitochondriële-lipiden-gerelateerde ziekten: het Barth syndroom:
- Het is een X-chromosomale ziekte.
- Het belangrijkste symptoom is cardiomyopathie ofwel spierzwakte, wat wijst op een
probleem met mitochondriën. Dit is terug te leiden naar een CL defect.
Interacties van membraanlipiden met perifere eiwitten: signaaltransductie:
- Fosfo-inositiden spelen een rol in de signaaltransductie.
- Daarnaast dienen ze als herkenningspunten en docking sites voor specifieke eiwitdomeinen.
Ofwel
Biogenese van membraanlipiden:
In de vetzuursynthese zijn 2 sleutelenzymen van belang: Acetyl-CoA carboxylase (synthese van
malonyl-CoA) het malonyl is vervolgens het substraat voor het vetzuursynthase complex (FAS).
Malonyl-CoA wordt gekoppeld aan acetyl-CoA, hierbij komt een CO2 vrij. Je krijgt dan een C4 vetzuur.
Op deze manier kunnen er vetten worden gemaakt. Uiteindelijk wordt er palmitaat gemaakt.
Hiervoor zijn 8 acetyl-CoA moleculen nodig, 7 ATPs om van 7 acetyl 7 malonyl te kunnen maken.
Daarnaast is er NADPH nodig voor reductie.
