Deel 2 aantekeningen genen en cellen
HC 9 hoofdstuk 9 signaaltransductie cellen
Celniveau: stresssignalen, impulsen, aanwezigheid nutriënten
In weefsel: gecoördineerd functioneren, opbouw en afbraak (vernieuwing cellen, apoptose)→
cellen moeten allemaal dezelfde functies uitoefenen
Respons aanwezigheid glucose
Aanwezigheid nutriënten in bloedbaan→ afgifte insuline eilandjes van lagerhand in
alvleesklier→ opname glucose gestimuleerd→ cellen beseffen zo dat er glucose aanwezig is
Uitwisseling van signalen
Autocrien: cel maakt signaalmolecuul, en reageert hier zelf ook op→ signaal opgevangen
door receptor en kan hierop reageren→ invloed celgroei/deling en cel dichtheid
Parcrien: 1 cel geeft signalen af, receptor bind signaalmolecuul→ synaps in neuronen,
cytokinen en macrofagen
Endocrien: 1 cel geeft signaal→ via bloedbaan naar andere cel, hormonen via
bloedcirculatie→ binden receptor en leiden tot signalering via signaaltransductie route
Intercellulair: via gap junctions → bijv. in hartcellen of spieren via diffusie (cAMP, Ca)
Cell- cell contact: via membraangebonden liganden en receptoren: t cellen en groeiende
neuronen
1
,Uitwisseling van signalen
5 klassen
1. Directe intercellulaire uitwisseling
– signalen in hartcellen en andere spieren
2. Direct contact van cel tot cel
– via receptoren (T- cellen, neuronen)
3. Autocrien
– signaal via eigen receptor (groei en cel dichtheid)
4. Paracrien
– via receptor en signaal molecuul (synaps in neuronen, cytokinen en
macrofagen)
5. Endocrien
– via receptor en hormoon in circulatie (op afstand)
Respons op signalling: 3 stappen
1. Receptor activatie (ontvangen)
2. Signaaltransductie → overdracht naar plaats respons (doorgeven)
3. Cellulaire respons → reactie op signaal
– Enzymactivatie, structuurverandering cel, transcriptieregulatie
Stap 1: receptor en ligand
Ligand is het signaalmolecuul dat de receptor activeert
Receptoren binden de signaalmoleculen
– membraaneiwitten
– intracellulaire receptoren
Signaalmolecuul: ligand van de receptor
– bindt specifiek en niet covalent
– induceert conformatieverandering
Activeren van de receptor
– sterkte van binding afhankelijk van de affiniteit
Kd
Bepaalt bij welke concentratie een signaal tot respons leidt.
Receptor inactief→ signaalmolecuul→ conformatie verandering → activatie
2
,Receptoren
Membraangebonden
→ receptor domein op het celoppervlak
1. Enzymatisch actief
• Intracellulair domein heeft enzymatische activiteit
• Meestal kinase activiteit
2. G-protein-coupled Receptors
3. Ligand-gated Ion channels
Intracellulaire receptoren in cytosol
• Signaalmolecuul passeert membraan, spontaan of via transporter
Enzymatische regulatie
• Activatie door binden phosphaat groep
– phosphorylatie
– kinase activiteit van kinases
– geeft energie van ATP aan receptor
• De-activatie door weghalen van phosphaat groep
– de-phosphorylatie
– phosphatase activiteit van phosphatases
3
,4
,4 intracellulaire receptoren
• Signaal passeert membraan
– Hormonen zoals Oestrogeen (klein, membraan oplosbaar)
• Bindt aan intracellulaire receptor
– vaak gevolgd door dimerisatie (eiwit dat uit 2 subunits bestaat) homodimeer
en heterodimeer
gaat naar nucleus
Transcriptie Regulator
• Gen expressie gereguleerd
(zie ook glucocorticoid voorbeeld uit hfst 12)
Intracellulaire stappen signaaltransductie
• receptor geactiveerd in membraan
– Protein Kinase/GPCR
• stap 2: signaal-transductie
– eiwit-kinase signaal transductie pathways
– G-proteins & 2nd messengers
• stap 3: cellulaire respons
– Enzymen, cytoskelet → celvorm, transcriptie-factor → genexpressie
5
,Nucleotiden ATP en GTP
• ATP is energiebron voor metabole enzymatische reacties
– bron van phosphaat bij signaal transductie door kinases
– bron van cAMP bij GPCR routes
– GTP is energiebron in specifieke gevallen
– Ribosomen
• Rol GTP in signaal transductie
– Activatie: binding en/of Phosphaatgroep overdracht (energie)
6
,GPCRs zijn belangrijk voor medicijn targets
27% FDA goedgekeurde medicijnen bindt aan een GPCR
Farmaceutische bedrijven screen chemische verbindingen voor binding aan CPCRs
7
,Second messengers van GPCRs
• GPCRs binden “first messenger” → ligand van receptor
• leidt tot aanmaak “second messengers”
– cAMP kan aan eiwitten binden
– diacylglycerol en inositol-triphosphaat (IP3)
– Ca2+
GPCR en cAMP
Protein Kinase A en glycogeen
Wanneer er geen glucose aanwezig is gebruikt het glycogeen
Door cAMP geactiveerd PKA phosphoryleert :
1. Enzym Glycogeen Phosphorylase
→ activatie glycogeen afbraak
2. Enzym Glycogeen synthase
→ inhibitie glycogen synthese
Cellulaire respons op activatie door adrenaline
8
, 2nd messengers werken tijdelijk en kort
Door cAMP geactiveerd PKA phosphoryleert :
1. Enzym Glycogeen Phosphorylase
→ activatie glycogeen afbraak
2. Enzym Glycogeen synthase
→ inhibitie glycogen synthese
cAMP is niet de enige 2nd messenger
• diacylglycerol (DAG) en inositol triphosphaat (IP3) veranderen Ca2+ levels
• via GPCR
• Ca2+ zelf ook 2nd messenger
Hormonale signaling routes
• hormonen geproduceerd door endocriene klieren
• werken op afstand, circulatie door bloedbaan
• Respons afhankelijk van celtype
→ type en concentratie receptoren
→ type effector eiwitten (cellulaire respons)
• Verschil door verschil in genregulatie
• Proteoom aangepast aan celtype en celfunctie
• genoom elke cel hetzelfde
9
HC 9 hoofdstuk 9 signaaltransductie cellen
Celniveau: stresssignalen, impulsen, aanwezigheid nutriënten
In weefsel: gecoördineerd functioneren, opbouw en afbraak (vernieuwing cellen, apoptose)→
cellen moeten allemaal dezelfde functies uitoefenen
Respons aanwezigheid glucose
Aanwezigheid nutriënten in bloedbaan→ afgifte insuline eilandjes van lagerhand in
alvleesklier→ opname glucose gestimuleerd→ cellen beseffen zo dat er glucose aanwezig is
Uitwisseling van signalen
Autocrien: cel maakt signaalmolecuul, en reageert hier zelf ook op→ signaal opgevangen
door receptor en kan hierop reageren→ invloed celgroei/deling en cel dichtheid
Parcrien: 1 cel geeft signalen af, receptor bind signaalmolecuul→ synaps in neuronen,
cytokinen en macrofagen
Endocrien: 1 cel geeft signaal→ via bloedbaan naar andere cel, hormonen via
bloedcirculatie→ binden receptor en leiden tot signalering via signaaltransductie route
Intercellulair: via gap junctions → bijv. in hartcellen of spieren via diffusie (cAMP, Ca)
Cell- cell contact: via membraangebonden liganden en receptoren: t cellen en groeiende
neuronen
1
,Uitwisseling van signalen
5 klassen
1. Directe intercellulaire uitwisseling
– signalen in hartcellen en andere spieren
2. Direct contact van cel tot cel
– via receptoren (T- cellen, neuronen)
3. Autocrien
– signaal via eigen receptor (groei en cel dichtheid)
4. Paracrien
– via receptor en signaal molecuul (synaps in neuronen, cytokinen en
macrofagen)
5. Endocrien
– via receptor en hormoon in circulatie (op afstand)
Respons op signalling: 3 stappen
1. Receptor activatie (ontvangen)
2. Signaaltransductie → overdracht naar plaats respons (doorgeven)
3. Cellulaire respons → reactie op signaal
– Enzymactivatie, structuurverandering cel, transcriptieregulatie
Stap 1: receptor en ligand
Ligand is het signaalmolecuul dat de receptor activeert
Receptoren binden de signaalmoleculen
– membraaneiwitten
– intracellulaire receptoren
Signaalmolecuul: ligand van de receptor
– bindt specifiek en niet covalent
– induceert conformatieverandering
Activeren van de receptor
– sterkte van binding afhankelijk van de affiniteit
Kd
Bepaalt bij welke concentratie een signaal tot respons leidt.
Receptor inactief→ signaalmolecuul→ conformatie verandering → activatie
2
,Receptoren
Membraangebonden
→ receptor domein op het celoppervlak
1. Enzymatisch actief
• Intracellulair domein heeft enzymatische activiteit
• Meestal kinase activiteit
2. G-protein-coupled Receptors
3. Ligand-gated Ion channels
Intracellulaire receptoren in cytosol
• Signaalmolecuul passeert membraan, spontaan of via transporter
Enzymatische regulatie
• Activatie door binden phosphaat groep
– phosphorylatie
– kinase activiteit van kinases
– geeft energie van ATP aan receptor
• De-activatie door weghalen van phosphaat groep
– de-phosphorylatie
– phosphatase activiteit van phosphatases
3
,4
,4 intracellulaire receptoren
• Signaal passeert membraan
– Hormonen zoals Oestrogeen (klein, membraan oplosbaar)
• Bindt aan intracellulaire receptor
– vaak gevolgd door dimerisatie (eiwit dat uit 2 subunits bestaat) homodimeer
en heterodimeer
gaat naar nucleus
Transcriptie Regulator
• Gen expressie gereguleerd
(zie ook glucocorticoid voorbeeld uit hfst 12)
Intracellulaire stappen signaaltransductie
• receptor geactiveerd in membraan
– Protein Kinase/GPCR
• stap 2: signaal-transductie
– eiwit-kinase signaal transductie pathways
– G-proteins & 2nd messengers
• stap 3: cellulaire respons
– Enzymen, cytoskelet → celvorm, transcriptie-factor → genexpressie
5
,Nucleotiden ATP en GTP
• ATP is energiebron voor metabole enzymatische reacties
– bron van phosphaat bij signaal transductie door kinases
– bron van cAMP bij GPCR routes
– GTP is energiebron in specifieke gevallen
– Ribosomen
• Rol GTP in signaal transductie
– Activatie: binding en/of Phosphaatgroep overdracht (energie)
6
,GPCRs zijn belangrijk voor medicijn targets
27% FDA goedgekeurde medicijnen bindt aan een GPCR
Farmaceutische bedrijven screen chemische verbindingen voor binding aan CPCRs
7
,Second messengers van GPCRs
• GPCRs binden “first messenger” → ligand van receptor
• leidt tot aanmaak “second messengers”
– cAMP kan aan eiwitten binden
– diacylglycerol en inositol-triphosphaat (IP3)
– Ca2+
GPCR en cAMP
Protein Kinase A en glycogeen
Wanneer er geen glucose aanwezig is gebruikt het glycogeen
Door cAMP geactiveerd PKA phosphoryleert :
1. Enzym Glycogeen Phosphorylase
→ activatie glycogeen afbraak
2. Enzym Glycogeen synthase
→ inhibitie glycogen synthese
Cellulaire respons op activatie door adrenaline
8
, 2nd messengers werken tijdelijk en kort
Door cAMP geactiveerd PKA phosphoryleert :
1. Enzym Glycogeen Phosphorylase
→ activatie glycogeen afbraak
2. Enzym Glycogeen synthase
→ inhibitie glycogen synthese
cAMP is niet de enige 2nd messenger
• diacylglycerol (DAG) en inositol triphosphaat (IP3) veranderen Ca2+ levels
• via GPCR
• Ca2+ zelf ook 2nd messenger
Hormonale signaling routes
• hormonen geproduceerd door endocriene klieren
• werken op afstand, circulatie door bloedbaan
• Respons afhankelijk van celtype
→ type en concentratie receptoren
→ type effector eiwitten (cellulaire respons)
• Verschil door verschil in genregulatie
• Proteoom aangepast aan celtype en celfunctie
• genoom elke cel hetzelfde
9
