Biochemie 2

Nach Bindung von Signalmolekülen an die entsprechenden Rezeptoren werden Prozesse ausgelöst, die schliesslich zu wichtigen  physiologischen Reaktionen führen.

Phasen:

1. Erkennung (Signalmolekül--> Rezeptor)

2. Übertragung (Signalübertragungskaskade)

3. Antwort (Aktivierung der Zellulären Antwort) 

Endokrin: Signalmoleküle werden ausgeschüttet (Bsp. Hormone) und gehen über Blutbahn zum Rezeptor der Zielzelle

Autokrin: Signalmoleküle wirken auf selbe Zelle ein von der sie ausgeschüttet werden

Parakrin: Die Zelle welche Signalmoleküle ausschüttet befindet sich in unmittelbarer Nähe (neben) der Zielzelle

Membranständige Signalmoleküle: Sind in Membran der Zelle eingebettet

Bindungsstelle für Ligand wird als aktives Zentrum bezeichnet

Durch die Ligandenbindung an den Rezeptor verändert sich die Tertiär- bzw. Quartärstruktur des Rezeptors, was eine Aktivierung des Rezeptors bewirkt

Proteinkinasen/Phosphatasen:

Eine Aktivierung eines Zelloberflächenrezeptors bewirkt direkt oder indirekt Änderungen in der Phosphorylierung durch eine Aktivierung von Proteinkinasen bzw. Proteinphosphatasen. 

Phosphorylierung von versch. Proteinkinasen x-z in Phosphyrilierungskaskade bis schliesslich das Protein, welches für Zelluläre Antwort zuständig ist von aktivierter Proteinkinase z aktiviert wird. Proteinphosphatesen katalysieren dabei die Abspaltung der Phosphatgruppen, damit Proteine wieder bereit sind für Signal.

Beschreibung:

-Die Bindung des Liganden (first messenger) an Oberflächenrezeptoren --> kurzzeitigen intrazellulären Anstieg von Signalmolekülen (second messenger).

-Second messenger verstärken das Signal und binden wiederum an andere Proteine, so dass deren Aktivität modifiziert wird

- Das first messenger Signal kann durch second messenger stark amplifiziert (vermehrt/verstärkt) werden 

-Mehrer second messenger können an Signalübertragung beteiligt sein

-Die wichtigsten:

Ca 2+ Ionen: Muskelkontraktion, Exocytose, Aktiviert u.a Proteinkinase C, Camodulin Kinase II (bindet-> Konformationsänderung)

Cyclisches AMP: durch membranständige Adenylatcyclase aus ATP gebildet, conc Anstieg und Abbau ist sehr schell (conc steigt 20mal), aktiviert Proteinkinase A, in vielen Geweben mit unterschiedlichen Reaktionen-> viele Hormone induzieren cAMP anstieg

-Häfigster Rezeptortyp

-Das trimere G-Protein besteht aus drei verschiedenen Polypeptidketten, d.h. α, β γ- Untereinheiten. Die α und γ-Untereinheiten sind über kovalent gebundene Fettsäuren in der Membran verankert. Die α-Untereininheit bindet und kann GTP zu GDP hydrolysieren Die β- und γ-Untereinheiten formen einen kompakten Komplex (βγ). 

-Einer der häufigsten Effektorproteine von G-Proteinen ist die Adenylatcyclase (wird je nach Ligand aktiviert oder gehemmt)

Adenylatcyclase:cAMP conc steigt oder sinkt je nach Hormon

zB beta-adrenerger Rezeptor:

Adrenalin-> G-Protein-> Adenylatcyclase-> cAMP steigt-> Proteinkinase A (PKA) aktiviert-> Phosphorylase aktiviert-> Glykogenabbau-> Glucose-1-phosphat -> schnelle Zellantwort

Oder: PKA phosphoryliert auch Glykogensynthase-> Glycogenaufbau-> langsame Zellantwort

K+-Ionenkanal

Acetylcholin bindet an muskarinischen Ach-Rezeptor (Herzmuskel)-> G-Protein-> beta/gamma bindet an K+ Kanal-> öffnet sich-> hyperpolarisation Membran-> Senkung Herzfrequenz

Phospholipase C

IP3-> öffnet Ca2+ -Kanal-> Ca2+ steigt-> bindet an Proteinkinase C (PKC)->Phosphoryliert Substrat

Mehrere second messenger involviert