Molekularbiologie
Molekularbiologie
Molekularbiologie
Wie sind SNARE-Proteine aufgebaut?
v (vesikel)-snare -> 1 Helix
t (target)-snare -> 3 Helices
=> 4 Helix Bündel -> SNARE Pin
Was ist der Ablauf der Vesikel-Fusion?
1. Docking (v-Snare und t-Snare verdrillen)
2. Fusion (Membranen verschmelzen)
3. Nach der Fusion bleiben die Snares als 4-fach Helix in der Membran
4. SNARE Dissoziation
->ATP getrieben
->SNAPs (accessory proteins) und NSF binden an SNAREs → zusammen mit ATP werden die Snares entdrillt → NSF-ATPase
=Recycling
->ATP Hydrolyse liefert indirekt Energie für die Fusion (?)
Welches Protein ist für das Thethering (Schritt der Membranfusion) verantwortlich?
Rab Protein
Was sind Rab Proteine. Nenne die Hauptfunktion.
Spezifität der Vesikel
→ definiern Organelle-Identität
→ vermitteln Wechselwirkung langer Moleküle auf gegenüberliegende Membranen über lange Distanz
Beschreibe den Ablauf von Tethering.
1. Rab-GTP bindet an Vesikel
2. Rab Effektoren an Zielmembran binden Rab-GTP -> stimulieren GTP-Hydrolyse nach Fusion
3. GDI (GTP dissociation inhibitor) bindet Rab-GDP in Zytosol
4. GEF stimulieren Austausch von GDP zu GTP
Definire was der Begriff "homotypische Fusion" bedeutet.
Fusion von gleichen Organellen oder Vesikeln miteinander
→ z.B. in Endosomen
→ von Mitochondrien und ER nicht durch SNAREs sondern durch GTPasen vermittelt
Beschfite den Aufbau des Golgie Apparats richtig
Lösung:
Was keine Funktion des Golgi-Apparats
Welche Aussage über den Golgi-Apparat ist falsch?
Welche Aussage zur Sortierung im Trans-Golgi-Netzwerk ist falsch?
Welche 2 Modelle könnten den Transport durch den Golgi Appart erklären?
1. Vesikuläres Transport Modell
→ Zisternen fest, Vesikel springen zwischen Kompartimenten)
2. Zisternen maturing Modell
→ Wandern von einzelnen Zisternen wie Rollband
Was ist die Oligosaccharid-Prozessierung und an welchen 2 Orten findet diese statt?
Oligosaccharid-Prozessierung ist die Prozessierung der Glykosilierungsketten.
ER-Lumen: N-Glykosylierung
Golgi: O-Glykosylierung
=>Am Golgi und am ER findet Oligosaccharid-Prozessierung statt
Was bdeutet Endo H-Senitive ud was Endo H-resitent?
Endo-H ist ein Enzym, das bestimmte Zuckerreste (genauer gesagt: high-mannose-Typ N-Glykane) von Proteinen abspalten kann – aber nur solange die Zuckerstruktur in einer bestimmten, "unreifen" Form vorliegt
Warum ist das wichtig?
Das lässt sich experimentell nutzen:
Man behandelt ein Protein mit Endo-H.
Wenn der Zucker abgeschnitten wird → das Protein war noch im frühen ER oder Golgi → Endo-H-sensitiv.
Wenn der Zucker nicht geschnitten wird → das Protein war schon weiter im späten Golgi → Endo-H-resistent.
.
Welche der folgenden Aussagen zur Endo-H-Sensitivität von Proteinen ist falsch?
Welche der folgenden Aussagen über den Umbau von Zuckerstrukturen im Golgi und die Endo-H-Resistenz ist falsch?
Wo liegen die Unterschiede der zwei Glykolisierungsarten?
Glykolisierung -> Dient zum Schutz
- N-Glykosylierung
-> ER
-> NH (Gruppe mit Zuckerrest), Asparagin (AS) - O-Glykosylierung
-> Golgi
-> OH, Threonin
Beschreibe die Schritte des Mannose-6-Phosphat-Rezeptor-Weg
Lysomale Proteine werden über den sogenannten Mannose-6-Phosphat Rezeptor-Weg zum Lysosom transportiert.
1. Protein wird mit P-GlcNAc versehen
2. M6P ( Mannose-6-Phosphat) Signal wird freigelegt
3. Protein bindet an M6P Rezeptor
4. Vesikel transportiert Protein zum Lysosom
5. Dissoziiert durch sauren pH-Wert
6. M6P-Rezeptor wird zum Golgi zurück transportiert und recycelt
Nenne die Namen der zwei Exozytose-Sekretionswege und bexhcriebe ihre Merkmale!
Konstitutive Sekretion (Exozytose)
→ zur Plasmamembran nach außen
-Sobald genug vorhanden ist, wird transportiert
Regulierte Sekretion (Exozytose)
→ zur Plasmamemebran nach außen
-Signal von außen (Hormone / Transmitter) steuert die Exozytose von Proteinen
An welchen 2 Vesikelarten erfolgt Exozytose durch SNARE-vermittelte Fusion mit der Plasmamembran?
Wie wird in polarisierten Zellen Sortiert vor dem Transport?
Transport in polarisierten Zellen
z.B. in Eptihelzellen (basal/apikal) und Nervenzellen
- Direktes Sortieren im trans Golgi Netzwerk
→ z.B. apikaler Transport oder basolateraler Transport - Indirektes Sortieren mithilfe von Endosomen
→ Proteine werden alle an die Membran geschafft und von dort aus sortiert
Benenne die Zellorganellen
1. Endosom
2. Cytosol
3. Lysosom
4. Peroxisom
5. Golgi Apparat
6. Mitochodniren
7. Endopalsmatisches Retikulum (ER) mit Membrangebundenen Polyribosomen
8. Nucleus (Zellkern)
9. Plasma Membran
Was gewährleistet die Plasmamembran?
Was gewährleistet die Interne Membran?
Was sind amphiphile Lipide und was bilden sie spontan?
->amphiphile Lipide sind hydrophile und hydrophobe Breiche von Lipiden
->Sie bilden Bilayer und Liposome
Welche zwei Arten von Phospholipiden gibt es?
Phosphoglyceride und Sphingolipide
Woraus besteht der "Backbone" der Lipide?
Cholin, Phosphat und Glycerol
Was ist der Unterschied von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren im Lipidschwanz?
Bei ungesättigten Fettsäuren gibt es eine Doppelbindungen, die einen Knick verurscht. Der Knick benötigt mehr Platz und die Membran wird dichter und dicker.
Je mehr Cholsterol in der Membran desto
Zu welcher Struktur ordnen sich die Phospholipide in Wasser?
Bilayer
Welche Arten von Bewegungen von Lipiden in der Membran gibt es?
1. laterale Diffusion
2. Flexion (Abknickung)
3. Rotation
4. Flip-Flop
Welche Bewegung der Lipide ist am seltensten?
Flip-flop
Wie ist die enzymatische Vermittlung zwischen zwei Lipid-Schichten möglich?
Phospholipid-Translokatoren (Flipasen)
Wie viele verschiedene Lipidspezies existieren in Säugerzellen?
1000
An welcher Plasmamebran ist Cholsterol häufig zufinden?
An welcher Plasmamebran gibt es viele Glykolipide?
Wo werden Glycolipide produziert?
ER
Ordne die Lipidspezies zu den verschiedenen Memranen zu!
LIPID:
cholesterol, Phosphatidylethanolamine, Phosphatidylserine, Phosphatidylcholine, Sphingomyelin, Glycolipide und Andere
Unterschiedliche Zellmembranen:
Leberzelle, Roteblutkörperchen, Myelin, Mitochondrien, ER und E.Coli Bakterium
Lösung
Wie heißen die 4 Phophoglycerinarten?
Phosphatidylethanolamine (PE), Phosphatidylserine (PS), Phosphatidylcholine (PC) und Sphingomyelin (SM)
Welche der Phosphoglyceridearten liegt in der Membran innen?
Welches Phosphoglycerin hat eine negative Ladung?
Phospatidylserine
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Lernkarten
Was stimmt über Mitrochondiren nicht?
Welche Komplexe liegen auf der äußeren Mitochrondrialen Membran?
(Kontext: Transmembran-Transport von Proteinen in Mitochondrien)
Welche Komplexe liegen auf der inneren Mitochrondrialen Membran?
(Kontext: Transmembran-Transport von Proteinen in Mitochondrien)
Wie wird die Translokation durch die Mitrochondirelle Membran durch die unterschiedlichen Komplexe ermöglicht?
TOM Translokation durch die äußere Membran (OM)
TIM 23: lösliche Matrix-Proteine und einige Proteine der inneren Membran (IM)
TIM 22: IM-Proteine wie zB. Transporter
SAM: vor allem ß-Barrel Proteine der OM
OXA: Insertion von Matrixproteinen in die intermemrabnraum (IM)
Fülle de Lücken über die Aussage zum Transport von Proteinen in die Matrix:
der Transport erfolgt _________ von __________ Proteinen
der Transport erfolgt posttranslational von vollständig synthetisierten Proteinen
Wo liegt der Unterschied zwischen Transport von Proteinen in der Mitochondriellen Matrix und im ER?
ER = cotransantionaler Transport & Mitochondrielle Matrix = posttranslation
Wodurch entsteht die Engerie für den Protein-Transport?
ATP-Hydrolyse und Membran-Potential
-> Hsp70's (Chaperone) halten Proteine löslich und treiben Transport
-> H+ gradient treibt positive-geladene Signalsequenz aus dem Intermembran-Raum
Welche Aussage über Peroxisome stimmt nicht?
Welche Aussage trifft bezüglich der Biogenese von luminalen ER Proteinen NICHT zu?
Welche der folgenden Mechanismen gehören in der Regel NICHT zur erfolgreichen Reifung von Proteinen im ER?
Welche der folgenden Mechanismen gehören in der Regel NICHT zur erfolgreichen Reifung von Proteinen im ER?
Wie bindet die COPII Komponente Sar1 die Membran während der Vesikelbildung. Bitte korrekte Antwort ankreuzen
Welches der folgenden Proteine hat keine GTPase Aktivität?
Welche Aussage zum Transport zwischen ER und Golgi Apparat trifft nicht zu?
Was ist Sekretion?
Proteine, die im Körper natürlich gebraucht werden und im Extrazellulärraum vorliegen, werden nach außen transportiert, aber eben auch an die Plasmamembran.
Der Weg verläuft vom ER über den Golgi-Apparat zur Plasmamembran.
Definiere: Vesikulärer Transport
selektiver Transport zwischen Membran-Organelle unter Aufrechterhaltung der Organell-Integrität
Was sind die Schritte des vesikulären Transports?
1. Budding: Formung des Vesikels & Sorting (was in die Vesikel kommt)
2. Transport dieses Vesikels zum Zielorganell
3. Fusion dieses Vesikels mit dem Zielorganell
Welche 3 Arten von Proteinmanteln um Vesikel sog. Coats gibt es?
Welche Funktion hat der COPI-Coat von Vesikeln?
Welche Funktion hat der COPII-Coat von Vesikeln?
Welche Funktion hat der Clathrin-Coat von Vesikeln?
Welcher "coated" Vesikel ist wichtig für den ersten Transport von ER zu Golgi?
COPII
Wie läuft die Aktivierung von monomere G-Proteine ab?
(Regulation von Bildung von Vesikel-Coats)
1. monomere GTPase inaktiv, weil GDP gebunden ist
2. Zelle tauscht GDP mit GEF aus
3. monomere GTPase wird aktiviert
4. Bindung von Effektoren
5. GAP phosphoriliert (P wird von GTP abgespalten)
6. GTPase inaktiv
-> GTPasen (monomere G-Proteine) für Vesikelcoats sind ARF & SAR1
Welche Namen auf dieser Liste gehören zu monomeren G-Proteinen?
Welche Namen auf dieser Liste gehören zu monomeren G-Proteinen?
Welches monomere G-Proteine gehört zu COPII?
Welches monomere G-Proteine gehört zu COPI?
Welche Schrtitte sind wichtig bei der Bildung von COP II Vesikel (anterograder Transport)?
1. GEF aktiviert Sar1 (Austausch GDP zu GTP)
2. N-terminale Helix (amphipatische Helix) von Sar1 inseriert in Membran
3. Sar1 beginnt Membran zu biegen, Assemblierungskeim
4. Sec24 bindet Cargo und Cargorezeptoren
->Sec23/24 und Sec13/31 auch für Verormung zuständig
Wofür ist die KDEL Sequenz dar?
KDEL = Peptidsequenz von residenten ER-Proteine
KDEL Rezeptor = erkennt KDEL im ERGIC / cis Golgi (ERGIC = ER to Golgi intermediate compartment)
=> ER spezifische Proteine gelangen ausversehen in den Anterograden Transport → können durch KDEL Rezeptoren im ERGIC/cis Golgi erkannt werden → Werden zurück zum ER transportiert
Welche Aussage stimmt nicht?
Welche Signalsequenzen gibt es für antero- und retrograden Transport?
1.di-acidic Signal (saure Sequenz)
→ bindet COPII Komponenten
→ anterograder Transport
2. di-basic Signal
z.B. im KDEL-Rezeptor: KKxx oder xxRR
→ bindet COPI Komponenten
→ Retrograder Transport (KDEL z.B)
Wie ist der allgemeine Ablauf der Vesikelfusion?
Tethering: Vesikel binden mithilfe von Rab Proteinen
Docking: v-snare und t-snares binden und verdrillen
Fusion: Cargo wird aus Vesikel entlassen v-snare und t-snare bleiben in Membran → werden auseinander gezogen
Was sind die Aufgaben von RAB-Proteinen?
Rab-Proteine
-Spezifität der Vesikel
→ definiern Organelle-Identität
→ vermitteln Wechselwirkung langer Moleküle auf gegenüberliegende Membranen über lange Distanz
Beschriebe den genauen Ablauf vom Tethering
1. Rab-GTP bindet an Vesikel
2. Vesikel mit Rab-GTP bindet an Rab Effektoren an Zielmembran -> stimulieren GTP-Hydrolyse (GTP->GDP) nach Fusion
3. GDI (GTP dissociation inhibitor) bindet Rab-GDP in Zytosol
4. GEF stimulieren Austausch von GDP zu GTP
5. GTP bindet wieder an Rab-GTP (Kreislauf)
Welche Proteine sind wichtig für die Membranfusion?
SNARE-Proteine
-> Bindung von SNARE-Proteinen = Energie für Fusion (Membranen müssen dicht genug aneinander gedrückt werden)
Wie sind SNARE-Proteine aufgebaut?
v (vesikel)-snare -> 1 Helix
t (target)-snare -> 3 Helices
=> 4 Helix Bündel -> SNARE Pin
Was ist der Ablauf der Vesikel-Fusion?
1. Docking (v-Snare und t-Snare verdrillen)
2. Fusion (Membranen verschmelzen)
3. Nach der Fusion bleiben die Snares als 4-fach Helix in der Membran
4. SNARE Dissoziation
->ATP getrieben
->SNAPs (accessory proteins) und NSF binden an SNAREs → zusammen mit ATP werden die Snares entdrillt → NSF-ATPase
=Recycling
->ATP Hydrolyse liefert indirekt Energie für die Fusion (?)
Welches Protein ist für das Thethering (Schritt der Membranfusion) verantwortlich?
Rab Protein
Was sind Rab Proteine. Nenne die Hauptfunktion.
Spezifität der Vesikel
→ definiern Organelle-Identität
→ vermitteln Wechselwirkung langer Moleküle auf gegenüberliegende Membranen über lange Distanz
Beschreibe den Ablauf von Tethering.
1. Rab-GTP bindet an Vesikel
2. Rab Effektoren an Zielmembran binden Rab-GTP -> stimulieren GTP-Hydrolyse nach Fusion
3. GDI (GTP dissociation inhibitor) bindet Rab-GDP in Zytosol
4. GEF stimulieren Austausch von GDP zu GTP
