Zellbiologie 1, 3. Semester ZHAW
Zellbiologie 1, 3. Semester ZHAW. Bei Fragen oder Korrekturen an silvannessler@gmail.com
Zellbiologie 1, 3. Semester ZHAW. Bei Fragen oder Korrekturen an silvannessler@gmail.com
Wodurch ist das Rous Sarcoma Virus Carcinogen?
Die Carcinogenität wird durch das Src-Protein ausgelöst, das überexprimiert wird. Src kann an der Plasmamembran Transduktionssignale von verschiednen Rezeptoren übermitteln und Zellwachstum und -zyklus stimulieren.
Für welche Faktoren können retrovirale Onkogene codieren?
- Wachstumsfaktoren
- Wachstumsfaktorrezeptoren
- intrazelluläre Signalmoleküle
- Transkriptionsfaktoren
- können auch Liganden imitieren
Was sind Proto-Onkogene?
Proto-Onkogene sind Gene, die oft homolog zu den viralen Carcinogenen im menschlichen Genom vorkommen. Dabei sind v-src beispielsweise das virale Gen des Virus und c-src das humane Onkogen. Die beiden Gene unterscheiden sich in ihrer Anzahl von Introns und in verschiedenen Mutationen. Protoonkogene können durch verschiedene Mutationen zu Onkogenen werden.
Was sind Tumorsurpressorgene?
Tumorsurpressorgene inhibieren Zellproliferation und Tumorentwicklung.
Welche Rolle spielen Adhäsionsmoleküle bei Zell-Zell Verbindungen und welches sind die häufigsten Adhäsionsmoleküle?
Nur durch Adhäsionemoleküle können Zell-Zell Verbindungen überhaupt entstehen. Die verbreitetsten Adehäsionsrezeptoren sind:
- Cadherine (Adhärente Junctions)
- Desmosomale Cadherine (Desmosome)
- Integrine (Hemidesmosome)
- Occludin, Claudin und JAM's (Tight Junctions)
- Connexine, Innexine und Pannexine (Gap Junctions)
Welche Immunantwort wird bei einem Gewebeschaden ausgelöst und welche Stoffe sind dabei beteiligt?
Bei einem Gewebeschaden werden Serumproteine ausgeschüttet. Diese werden auch Akutphase-Proteine genannt. Sie binden Pathogene. Durch die Ausschüttung dieser Stoffe wird das Komplementsystem oder phagozytierende Zellen aktiviert.
Von welchen Tieren wurden Viren sequenziert, die wahrscheinlich auf den Menschen übergesprungen sind?
- Schimpansen: HIV
- Fledermäuse: Ebola
- Fledermäuse und Zwischenwirt Kamele: MERS-CoV
- Fledermäuse über maskierte Palmenzibets oder Waschbärhunde: SARS-CoV
Wie können Viren bei Atemwegserkrankungen übertragen werden?
- Niesen, Husten
- grosse Tröpfchen sinken schnell auf Oberflächen ab und können dort bei Kontakt übertragen werden
- kleine Tröpfchen können lange in der Luft bleiben und dadurch anstecken
- normales Atmen (schwache Verbreitung)
Wie läuft die Replikation von Coronaviren in menschlichen Zellen ab?
- Coronaviren binden an den ACE-2 Rezeptor, aktivierung durch TMPRSS2 und Endocytose in ein Endosom
- Fusion des Virus mit der Endosommembran und Freisetzung des Nucleocapsids
- Die freigesetze gRNA wird von Ribosomen in pp1a und pp1ab transduziert, aus welchen NSP's (Neutrophil serine proteases) entstehen
- Die NSP's induzieren eine Umlagerung vom ER um Double-Membrane Vesicles (DMV's) zu bilden, in welchen den viralen replication/transcription complex (RTC) zusammengesetzt wird
- Synthese von Volllängen-RNA und Export durch virale Poren
- Assemblierung der viralen Proteine im ER-Golgi-intermediate compartment
- Freisetzung der reifen Virions durch lysosomale Exocytose.
Welches sind die Stadien einer Erkrankung an COVID-19?
- Stadium 1: Asymptomatischer Zustand
- Virus bindet an Epithelzellen in der Nasenhöhle
- lokale Ausbreitung
- Personen sind schon infektiös
- Stadium 2: Verbreitung in die Atemwege
- robustere Immunantwort
- Nasenabstriche und Sputum weisen Virus nach
- COVID-19 klinisch manifestiert
- Stadium 3: Hypoxie, Milchglasinfiltrat und Vortscheiten zu ARDS (acute respiratory distress syndrome)
- etwa 20 % entwickeln Lungeninfiltrate
- Virus infiziert die Typ 2 Alveolen der Lunge (evtl. kollabieren Alveolen)
- Typ 2 Alveolen gehen in Apoptose
- Alveolen sind flüssigkeitsgefüllt, Distanz zwischen Kapillaren und Alveolen ist zu gross für Diffusion von Sauerstoff
Wie läuft die Reifung der B-Zellen in den Keimzentren ab?
- Phase 1
- Naive B-Zellen verlassen der Kreislauf und dringen in das sekundäre lymphatische Organ ein
- AK (z.B. auf der Oberfläche von follikulären dendritischen Zellen) aktivieren die B-Zellen
- Proliferation und Differenzierung von B-Zellen
- Phase 2
- Proliferation und somatische Hypermutation der B-Zellen in der dunklen Zone
- Bei Bindung mit Antigenen entweder: Differenzierung in Gedächnis-Zellen, Plasmazellen, Wiedereintritt in die dunkle Zone
Was passiert bei einer Reinfektion auf Immunologischer Ebene?
- Langlebige Plasmazellen im Knochenmark sezernieren hochselektierte, hochspezifische Antikörper, die eine erste „Wand“ gegen eine Reinfektion durch homologe Erreger bilden.
- Verschiedene Krankheitserreger können Löcher in dieser Wand finden; Nachdem jedoch die Erreger den Antikörpern aus den langlebigen Plasmazellen entkommen sind, treffen die unterschiedlichen Pathogene auf eine zweite Wand, die von Gedächtnis-B-Zellen gebildet wird, die weniger stark selektiert wurden und daher ein breiteres Spektrum an Antigenaffinitäten und -spezifitäten aufweisen.
- Die Gedächtnis-B Zellen werden durch die Erregervariante aktiviert, um sich zu langlebigen Plasmazellen zu differenzieren oder wieder in die Geminalzentren (GCs) einzudringen, um den Gedächtnis-B-Zell-Pool aufzufüllen.
Welche verschiedenen Arten von Impfstoffen gibt es?
- Attenuierte Impfstoffe
- Inaktivierte Impfstoffe
- Gereinigte Impstoffe (enthalten Fragmente eines Keims)
- Komplexe Zuckermoleküle
- Vektorimpfstoffe, bringen genetisches Material des Keims in die Zelle
- mRNA Impstoffe
Welches sind die Bestandteile des mRNA Impstoffs und wie ist er aufgebaut?
- Für die Synthese der Lipid-Nanoparticle werden vier Lipide in Ethanol mit mRNA in einem wässrigen Puffer gemischt. Dabei herrsch ein pH von 4.
- Wenn nun die ionisierbaren Lipide auf die wässrige Phase treffen, werden sie bei einem pH von 5.5 protoniert, wodurch das Lipid das anionische Phosphar-Rückgrad der mRNa bindet.
- Durch die Erhöhung des pH's wird eine Kapsulierung erreicht, schlussendlich verschmelzen einige Vesikel miteinander.
- Zum Schluss umschliesst PEG den Vesikel und stellt somit eine hydrophobe Schicht her
Wieso darf FCS nicht für die Kultivierung von Zellen für medizinische Zwecke eingesetzt werden?
FCS kann Viren und Endotoxine enthalten oder gewisse Immunreaktionen auslösen, wodurch es nicht für die Produktion von Medikamenten geeignet ist.
Welche Funktion haben Lektine?
Lektine haben grosse Affinität zu Glykoproteinen (Zuckerbindende Proteine, hauptsächlich pflanzlichen Ursprungs)
- Concanavallin A (bindet Glucose und Mannose)
- Agglutinin (bindet Acetylmuraminsäure der bakteriellen Zellwand)
Welche vier Gruppen von Glucosaminoglykanen gibt es?
- Hyalironan
- Chondroitinsulfat, Dermatansulfat
- Hepransulfat, Heparin
- Keratansulfat
Welche Aufgabe haben Integrine?
Rezeptorproteine, die die Zellen mit der ECM verbinden und auf Signale von aussen reagieren. Die extrazellulären Domänen haben Bindungsstellen für Adhäsionsproteine (z.B. Fibronektin, Collagen oder Laminin), oft mit dem Muster RGDS.
Wieso gibt es eine grosse Vielfalt an Integrinen?
Aus 9 unterschiedlichen beta und 24 alpha Untereinheiten lässt sich eine Vielzahl von Unterschiedlichen Integrinen aufbauen.
Mit welcher Signalsequenz wird ein Protein in das ER rücktransportiert?
Lys-Asp-Glu-Leu
KDEL
Was ist der Vorteil von Modellorganismen?
Modellorganismen sind in der Regel gut erforschte, relativ einfach zu handhabende Organismen, mit denen Forschung betrieben oder ein bestimmtes Produkt (rekombinant) hergestellt werden kann.
Wofür eignet sich E.Coli als Modellorganismus?
- Forschung/Praxis
- einfache, rekombinante Proteine
- Modellorganismus für verschiedene Studien
- schnell wachsend
- unproblematische Kultivierung
- Hervorragendes Expressionssystem (DNA leicht einschleus und ablesbar)
Wofür eignet sich Sacch. cerevisiae als Modellorganismus?
- Forschung/Produktion
- Eukaryont ->Glykosilierung möglich
- schnell, problemlos wachsend
- gutes Expressionssystem
- leichte Einschleusung von DNA
Wofür eignet sich Caenorhabditis elegans als Modellorganismus?
- Forschung
- durchsichtig
- im juvenilen (nicht ausgewachsenem) Stadium 1090 Zellen, nach Apoptose 959
- Modellorganismus für Apoptoseforschung
- teilweise für Schädlingsbekämpfung in vitro eingesetzt
Wofür eignet sich der Zebrafisch als Modellorganismus?
- Forschung
- Schnelle Entwicklung zum adulten Tier (26 Tage)
- Entwicklungsstadien sind durchsichtig
- Forschung in der Embryonalentwicklung
Wofür eignet sich Xenopus laevis als Modellorganismus?
- Forschung/Produktion
- Reifungsprozess von 14 Tagen
- einzelne Stadien sind durchsichtig
- Forschung in der Wirbelsäulenentwicklung
- Testsystem in der Ökologie
Wofür eignet sich Arabidopsis thalinia als Modellorganismus?
- Forschung/Produktion
- DIE Modellpflanze für Physiologen, Biochemiker und Molekularbiologen
- Lebenszyklus von 6 Wochen
- gut transfiszierbar (bei Pflanzen oft schwierig)
- oft für Schwermetallaufnahme eingesetzt
Wofür eignet sich Nicotiana tabacum als Modellorganismus?
- Forschung und selten Produktion
- Modell für Suspensionskulturen
- relativ schnell wachsend
- Testorganismus für Reaktorkultivierungsmethoden
Wofür eignet sich Drosphila melanogaster als Modellorganismus?
- Forschung
- genetische Studien und Entwicklungsstudien
- kurzer Lebenszyklus
- generell sehr gut untersucht
Wofür eignet sich Maus/Rattenklone als Modellorganismus?
- Forschung und selten Produktion
- Genetische Studien und Entwicklungsstudien von Säugern
- kurzer Lebenszyklus
- sehr gut untersucht
- viele Mutanten
- Antilörperproduzenten
Wofür eignet sich Insektenzellen als Modellorganismus?
- Produktion
- schnell wachsend
- robust in der Kultivierung
- leicht transfiszierbar mit Baculoviren
- Produktion von rek. Proteinen in grossem Massstab
Wofür eignen sich Säugerzellen als Modellorganismus?
- Forschung Produktion
- schnell wachsend in vitro
- Stoffwechsel und Produkte sind am ähnlichsten
- gut transfiszierbar
- Forschung im biol. und pharm. Bereich
- Produktion von komplexen, rekombinanten Proteinen
Welche Eigenschaften hat E.Coli in Bezug auf:
- Wachstumsrate
- Verfügbarkeit genetischer Systeme
- Kosten Kulturmedium
- Proteinfaltung
- Einfache Glykosilierung
- Komplexe Glykosilierung
- Proteolytischer Aufbau
- Produktexkretion, sekretion
- Wachstumsrate: hervorragend
- Verfügbarkeit genetischer Systeme: sehr viele
- Kosten Kulturmedium: günstig
- Proteinfaltung: schwach
- Einfache Glykosilierung: nein
- Komplexe Glykosilierung: nein
- Proteolytischer Aufbau: ja
- Produktexkretion, sekretion: möglich, anderes Muster als bei Säugerzellen
Welche Eigenschaften hat S. cerevisiae in Bezug auf:
- Wachstumsrate
- Verfügbarkeit genetischer Systeme
- Kosten Kulturmedium
- Proteinfaltung
- Einfache Glykosilierung
- Komplexe Glykosilierung
- Proteolytischer Aufbau
- Produktexkretion, sekretion
- Wachstumsrate: sehr gut
- Verfügbarkeit genetischer Systeme: viele
- Kosten Kulturmedium: günstig
- Proteinfaltung: mässig
- Einfache Glykosilierung: ja
- Komplexe Glykosilierung: nein
- Proteolytischer Aufbau: wenig
- Produktexkretion, sekretion: sehr gut
Welche Eigenschaften haben Pflanzenzellen in Bezug auf:
- Wachstumsrate
- Verfügbarkeit genetischer Systeme
- Kosten Kulturmedium
- Proteinfaltung
- Einfache Glykosilierung
- Komplexe Glykosilierung
- Proteolytischer Aufbau (Abbau von falsch gefalteten Proteinen)
- Produktexkretion, sekretion
- Wachstumsrate: langsam
- Verfügbarkeit genetischer Systeme: wenige
- Kosten Kulturmedium: günstig
- Proteinfaltung: gut-sehr gut
- Einfache Glykosilierung: ja
- Komplexe Glykosilierung: ja, anders als Säugerzellem
- Proteolytischer Aufbau: kaum
- Produktexkretion, sekretion: schlecht
Welche Eigenschaften haben Säugerzellen in Bezug auf:
- Wachstumsrate
- Verfügbarkeit genetischer Systeme
- Kosten Kulturmedium
- Proteinfaltung
- Einfache Glykosilierung
- Komplexe Glykosilierung
- Proteolytischer Aufbau (Abbau von falsch gefalteten Proteinen)
- Produktexkretion, sekretion
- Wachstumsrate: mässig
- Verfügbarkeit genetischer Systeme: einige, genügend
- Kosten Kulturmedium: teuer
- Proteinfaltung: sehr gut
- Einfache Glykosilierung: ja
- Komplexe Glykosilierung: ja
- Proteolytischer Aufbau: wenig
- Produktexkretion, sekretion: sehr gut
Welches sind die Produktbeispiele von Säugerzellkulturen?
- Rekombinante Proteine:
- Impfstoffe
- Cytokine (Interferone und Interleukine)
- Wachstumshormone (GCsF, EPO, EGF, usw.)
- Enzyme
- Monoklonale Antikörper
- genetisch veränderte Zellen
- CAR-T Technologie
Welche drei Säugerzellarten gibt es?
- Stammzellen
- Somatische Zellen
- Krebszellen
Welche Eigenschaften haben Stammzellen?
- eigenständige Erneuerung, unspezialisiert, kann sich jedoch differenzieren
- Unterteilung in: totipotente, pluripotente, multipotente und unipotente Stammzellen (Differenzierungsvermögen)
- Unterteilung in : embryonal, adult (Herkunft)
- Gewinnung aus dem Blastozyst, oder Rückdifferenzierung aus adulten Stammzellen
Was ist das Ektoderm?
Als Ektoderm bezeichnet man das äussere Keimblatt, das zur Anlage des Zentralnervensystems und der Sinnesorgane ausgebildet wird. Es umschliesst zudem die Haut und ihre Anhangsgebilde.
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Lernkarten
Was ist Proliferation?
Als Proliferation bezeichnet man Zellwachstum.
Welche zwei Arten von Zellkulturen gibt es?
- Adhärente Zellen
- aus Organen, Geweben, Tumoren
- anchorage-dependent, wo sie sich zur Vermehrung anheften
- Monolayer
- Konfluenz (Konfluenz steht für: allgemein das Zusammentreffen oder Verschmelzen zweier oder mehrerer Objekte zu einem Ganzen.)
- Suspensionszellen
- frei schwimmend im Medium als Suspension
- bei hoher Zelldichte bilden sich Aggregate
- Sättigung in Abhängigkeit von der Zelldichte.
Welches sind die Hauptunterschiede zwischen Primärzellen und Zelllinien?
Primärzellen
- Finites Wachstum
- Heterogenes Zellmaterial
- schwer klonierbar
- Differenzierte Zellen
Zelllinien
- Infinit-viele Passagen
- Homogenität in Bezug auf Zelltyp
- Klonierbar
- Oft dedifferenzierte Zellen
Welche bekannten Zelllinien gibt es?
- Hela-Zellen
- CHO K1 Zellen (am weitesten Verbreitet, keine gleiche Glykosilierung wie Humane Zellen)
- BHK-21
- Vero
- HEK-293
- Sf-9
Welche Geräte sind in jedem Zellkulturlabor anzutreffen?
- Sterilwerkbank
- Brutschrank
- Umkehrosmoseanlage
- Reinstwasseranlage
- Brutschrank
Welches sind die wichtigsten Anforderungen an ein Zellkulturmedium?
- lebensnotwendige Nährstoffe müssen enthalten sein
- Substanzen dürfen keinen inhibitorischen oder toxischen Effekt auf das Zellwachstum haben
- Alle Medienbestandteile dürfen sich nicht gegenseitig beeinflussen
Welches sind die wichtigsten Inhaltsstoffe von Zellkulturmedien?
- anorganische Salze/Ionen
- energieliefernde Nährstoffe
- Aminosäuren
- Lipide, Cholin und Inositol
- Vitamine
- Substrate für den Zellstoffwechsel
- Zucker
- organische Nährstoffe
- Serum/-ersatz (decken Spurenelemente ab)
Welche Aufgabe haben physiologische Salzlösungen in der Zellkulturtechnik?
Physiologische Salzlösungen sind sogenannte Balanced Salt Solution (BSS), die die Versorgung der Zellen mit Ionen unter aufrechterhaltung des osmotischen Drucks dienen. Sie werden zudem für die Verdünnung von gehaltvollen Medien oder als Waschlösung eingesetzt. Die wichtigste BSS ist PBS (Phosphate buffered saline)
Wofür wird FCS (Fetal Calf Serum) eigesetzt und welches sind dessen Inhaltstoffe?
FCS wird als Kultivierungsserum eingesetzt, da es wichtige Spurenelemente und Vitamine, Wachstums- und Adhäsionsfaktoren enthält. Zudem beinhaltet es Antiprotease, hat eine gute Pufferkapazität und eine gute Viskosität.
Zellen kann man FCS abgewöhnen, wodurch aber keine Adhäsion der Zellen mehr stattfindet.
Wie kann die Wachstumsrate von einer Zellkultur berechnet werden?
\(μ = {\ln{N}_B-\ln{N}_A\over t_B - t_A}\)
N: Zelldichte zur Zeit A oder B
t: Zeit in Stunden
Wie kann die Verdoppelungszeit von einer Zellkultur berechnet werden?
\(t_d = {\log{2N}_A - \log{N}_A\over \mu}= {\log{2} \over \mu}\)
N: Zelldichte zur Zeit A
μ: Wachstumsrate
Was ist die Funktion von Membranen?
- Abgrenzung und Strukturgebung
- Zell-Zell-Erkennung
- Signalaufnahme und -leitung
- Transport
- Energiekonservierung
- Biosynthese
Welche Eigenschaften haben Membrane?
- Die Membran ist assymetrisch aufgebaut. Es wird unterschieden in P und E-Seite (Plasmatische und extrazytoplasmatische Seite).
- Die Membran wird im Endoplasm. Retikulum (ER) gebildet und anschliessend in verschiedenen Organellen modifiziert.
- Die Grundstruktur der Membran basiert auf dem Phospoholipidbilayer, in der verschiedene, darin eingebettete Membranproteine spezielle Funktionen übernehmen.
- Glykoproteine und -Lipide haben extrazelluläre Funktionen.
Wie gelangen Organelle, die keine Vesikel aufnehmen können an ihre Phopholipide?
Organelle, die keine Vesikel aufnehmen können, docken an das ER an, wo ein Import stattfindet.
Wie ist ein Phospholipid aufgebaut?
Wozu können LNP's (Lipid Nano Particles) eingesetzt werden?
LNP's können als Drug-Delivery-System benutzt werden. Fusioniert mit humanen Exosomen könnten bestimmte Medikamente zugelassen werden, die aufgrund von zu hohen Nebenwirkungen nicht zugelassen sind. Durch das targeted delivery können weit weniger hohe Mengen vom Wirkstoff verabreicht werden, wodurch Nebenwirkungen gering gehalten werden können.
Wie sind Sphingolipide aufgebaut?
Sphingolipide bestehen aus einem 18-C Aminoalkohol, dessen Aminogruppe mit der Fettsäure verküpft und dessen Hydroxylgruppe mit Phosphorylcholin verestert ist.
Wie sind Gycolipide aufgebaut?
Glycolipide bestehen aus einem Sphingosin-Teil, an dem Glucose und eine weitere Fettsäure angehängt ist.
Welche verschiedenen Formen von Sphingolipiden gibt es?
Die Bindung zwischen Fettsäure und Sphingoson wird als Ceramid bezeichnet. Wenn Phosphocholin abgehängt ist, spricht man von einem Sphingomyelin. Ein Cerebrosid ist ein Sphingolipid mit einem Monosaccharid, wenn komplexe Oligosaccharide angehängt sind spricht man von Ganglioside.
Wie kommt die Asymmetrie in biologischen Membranen zustande?
- Verschiedene Lipide und/oder Proteine können Agglomerate bilden.
- Innere und äussere Schicht des Lipidbilayers unterscheiden sich in der Glykosiliserung von Proteinen. (Zell-Zell-Erkennung)
- Erythrocyten haben auf der plasmatischen Seite Lipide mit terminaler AS-Gruppe wie Phosphatidylethanolamin und -serin. Auf der extraplasm. Seite sind Lipidmoleküle, die Cholin enthalten, wie z.B. Phosphatidylcholin und Sphingomyelin.
- Durch das negativ geladene Phosphatidylserin (immer innen) herrscht zwischen dem plasmatische und extrapl. eine Ladungsdifferenz
Warum gibt es verschiedene Blutgruppen?
Erythrocyten haben auf ihrer Membran Antigene, die sich je nach Blutgruppe unterscheiden. Grundstruktur bildet ein Sphinolipid mit gewissen Zuckern. Die verschiedenen Blutgruppen unterscheiden sich im letzten (Amino-)Zucker, der angehängt ist:
- A: GalNAc
- B: Gal
- 0: kein zusätzlicher Zucker
Die verschiedenen Antigene werden im ER synthetisiert; gegen Fremde Antigene werden schon früh Antikörper gebildet, wodurch nur zwischen Personen mit gleicher Blutgruppe Bluttransfusionen möglich sind.
Welchen Einfluss haben ungesättigte Fettsäuren in der Membran?
Unges. FS erhöhen die Fluidität der Membran.
Welchen Einfluss hat Cholesterin in der Membran?
Reguliert Fluidität: Wirkt ausgleichend auf Hitze oder Kälte indem es eine geordnete Packung unterbindet und die Membranfluidität überhalb der Transition Temperatur erniedrigt.
Welche zwei Arten von Membranproteinen gibt es?
- Integrale Membranproteine
- hydrohpobe Wechselwirkungen mit den Membranlipiden, manchmal über Disulfidbrücken kovalent gebunden, durchdringen die Membran
- Periphere Membranproteine
- leicht von der Membran ablösbar (z.B. mit Behandlung durch EDTA)
Wie sind Transmembranproteine untereinander aufgeteilt?
- Typ 1: Membrandurchgehend, Aminoende ist extrazellulär, Carboxylende ist intrazellulär
- Typ 2 : Membrandurchgehend, umgekehrt zu Typ 1
- Typ 3: mehrere Membrandurchgänge mit unterschiedlichen Orientierungen
Welche Eigenschaften hat der spezifische Transport durch die Membran?
- Spezifischer Transport ist schneller als freie Diffusion
- läuft über integrale Translokatoren
- Substratspezifisch
- Saturierbar
- durch Substratanaloge (Gifte) spezifisch hemmbar
Was versteht man unter Glykosilierung und wofür ist sie wichtig?
Die Glykosilierung bezeichnet das Anhängen von Oligosacchariden an gewisse Proteine. Die Masse kann bis zu 70% der Membranmasse ausmachen. Die Zuckerbäumchen sind wichtig für die Zell-Zell Erkennung, Immonologie, Proteinfaltung im ER und beim Proteintransport.
Wo können (chemisch gesehen) Oligosaccharide angehängt werden?
Oligosaccharide werden entweder an Sauerstoff (O-Glykosidisch, Serin oder Threonin) oder an Stickstoff (N-Glykosidisch, Asparagin) gebunden.
Welche Sequenz erkennt die Oligosaccharidtransferase für die N-Glykosilierung?
Asp-X-Serin/Threonin
X : alles ausser Prolin
Wo findet die Glycosilierung statt?
Im ER findet die cotranslationale Glycosiliserung statt. Die Zuckerbäumchen werden dabei zunächst im Cytosol gebildet, bevor sie von der Flipase in das ER-Lumen gedreht werden. Im ER wird das Zuckerbäumchen weiter verändert, bevor es als Precursor (Vorläufer) an Proteine angehängt wird, wo es weiter modifiert wird.
Was hat die Glycosilierung mit der richtigen Faltung von Proteinen zu tun?
Das letzte Mannose wird erst abgespalten, wenn das Protein richtig gefaltet ist.
Wie ist die Grundstruktur der N-Glycosiliserung aufgebaut?
An einem Dolicholdiphosphatmolekül sind zwei N-Acetylglucosamine angehängt, an denen Mannose und später Glucoseeinheiten angehängt sind.
Wie läuft die Synthese des Precursors für die N-Glycosilierung im ER ab?
- An Dolicholphosphat wird mit UDP (Uridine diphosphate) ein weiteres Phosphat und ein N-Acatylglucosamine angehängt, UDP wird zu UMP
- Mit UDP wird ein weiteres N-Acatylglucosamine angehängt.
- mit 5 GDP, die jeweils eine Mannose gebunden haben, werden 5 Mannose angehängt.
- Die Flipase flippt das Zuckerbäumchen in das ER Lumen
- Mit 4 GDP werden 4 weitere Mannosen angehängt
- Mit 3 UDP werden drei Glucoseeinheiten angehängt
- Dient als Precursor
Wie läuft die Modifikation der Zuckerbäumchen ab, wenn es an das Protein gehängt wird?
- Mit OST (Oligosaccharidtransferase) wird das Zuckerbäumchen an die Signalsequenz am Protein gehängt.
- Dem Zuckerbäumchen werden schrittweise die drei Glucoseeinheiten abgenommen
- Bevor eine Mannose entfernt wird, wird kontrolliert, ob das Protein richtig gefaltet wurde.
- Weitertransport zum cis-Golgi
Wie werden die glycosilierten Proteine im Golgi Apparat modifiziert?
Die Glykosilierung wird im cis, medial und trans Golgi verändert. Das Zuckerbäumchen kann dabei teilweise abgebaut und aufgebaut/modifiziert werden.
Welche sekretorischen Pathways gibt es vom Golgi aus und wie sind diese reguliert?
Es wird unterschieden in regulierte Sekretion, konstitutive Sekretion und den Transport zum early endosome (gelangen zum Lysosome).
Reguliert werden die Pathways über bestimmte Lipide (Lipide der Vesikel), an die die Proteine binden.
Wie unterscheidet sich die Glykosilierung von Hefen zu der von Säugerzellen?
Hefen Glycosilieren High Mannose Structures, während Säugerzellen komplexe Strukturen hervorbringen.
Wie unterscheidet sich die Glykosilierung von Insekten- zu der von Säugerzellen?
Auch bei Insektenzellen liegt hauptsächlich Mannose in der Zuckerbäumchen vor.
Welche Funktion haben N-Glykane bei der Faltung von Proteinen?
Wenn das Protein nicht richtig gefaltet ist, wird das N-Glykan nicht abgespalten, sondern das Zuckerbäumchen Phosphoryliert und anschliessend direkt ins Lysozym geschickt. (ERAD; ER-associated Protein degradation).
