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114. Transport, was trifft zu?

SRP: 4,5 S RNA und 1 Protein (FfH) / ein Rezeptor (FtsY), •wird nur bei polytopischen Membranproteinen verwendet.

Transport ist co-translationell

Translokationskanal SecYEG (SecY complex)

Proteintranslokation durch die Innere Membran mit Tat-Pathway

Nck von M. tuberculosis (Beta-Lactamase)

115. TAT- Pathway, was trifft zu?

Tat- twin arginine translocation gefaltete Proteine werden transportiert

nicht in allen Bakterien vorhanden

BlaC von M. tuberculosis (Beta-Lactamase)

Export einer für die Zellwandsynthese (Zellteilung) wichtigen Amidase( E. coli bsp) & anderes Bsp. mit Lugolfärbung

116. Bakterielle Sekretionssysteme – Typ V „Autotransporter“, was trifft zu? & Typ VI?

Bakterielle Toxine und Virulenzefaktoren bei Typ V

T6SS: Ähnlichkeit zu Phageninfektion bei Typ VI

T6SS: braucht 15 konservierte Gene, ist kontaktabhängig und dienen hauptsächlich zur Eliminierung von bakteriellen Konkurrenten via Zell-Zell Kontakt.

t6SS bei v. Cholerae und bei

T6SS sieht aus wie eine Spinne, die sich in die Membran verankert und oben drauf ein Stab mit Kristallkopf

117. Sekretionssysteme, was trifft zu?

Typ III Ysc System von Yersinia enterocolitica: Bakterielle Proteine werden in die Zielzelle (Darmepithelzelle des Menschen) injiziert.

Ysc: Yersinia secretion channel Yop: Yersinia outer protein spiele eine wesentliche Rolle

Hämolysin Export (Typ I Sekretion)

T3SS Struktur •Basalkörper (YscCDJ) •Export Apparat (u.a. ATPase YscN) •Nadelprotein (YscF) •Translokon (LcrV, YopBD) •Chaperonproteine •Ähnlichkeit zu: Flagellenapparat

Typ II Ysc System von Yersinia enterocolitica: Bakterielle Proteine werden in die Zielzelle (Darmepithelzelle des Menschen) injiziert.

118. Agrobacterium tumefaciens: ein Pflanzenpathogen, was trifft zu?

T-DNA wird in das Genom der Pflanzenzelle integriert, die Expression der bakteriellen Gene führt zu Tumorbildung in der Pflanze

T-DNA und Proteine werden von Agrobacterium in die Pflanzenzelle übertragen

pTiC58 kodiert für Typ IV Transportsystem

Genom: 2 Chromosomen, 2 Plasmide

Tumorbildung bei Pflanzen ausgelöst durch Agrobacterium tumefaciens bei Arabidopsis thaliana und Nicotiana tabacum

119. Funktion von T4SS

a: ssDNA Transfer (Konjugation) – alle Bakterien und Archaebakterien b: DNA Aufnahme (Transformation) z.B. Haemophilus c: Proteinsekretion und T-DNA Transport

- CagA translocation into human gastric epithelial cells induces cytoseletal rearrangements.

bei helicobacter pylorii

120. Was trifft zu? Basisbegriffe( TEiL 2 skript)

Signal: Niedermolekulare Substanz, Licht (oder andersgearteter Reiz), die in einer Zelle eine Reaktion hervorruft oder das Verhalten eines Organismus verändert.

Hormon: Substanz, von einer Zelle innerhalb eines Organismus produziert und sekretiert wird. Bewirkt eine Reaktion in einer Zelle an einem anderen Ort innerhalb desselben Organismus.

Pheromon: Substanz, von einem Organismus ausgesendet verändert das Verhalten eines zweiten Organismus derselben Art.

Pheromon: Substanz, von einem Organismus verändert das Verhalten eines zweiten Organismus anpasst.

Hormon: Substanz, von einer Zelle innerhalb eines Organismus produziert und sekretiert wird. Bewirkt eine Reaktion in einer Zelle an einem anderen Ort innerhalb eines anderen Organismus.

121. Was trifft zu? basisbegriffe

Rezeptor: Meist in die Membran einer Zelle eingebettetes Protein (integrales Membranprotein), das ein spezifisches Signal „erkennt“ (Wechselwirkung!)

Ligand: Das Signalmolekül vom Rezeptor

Signaltransduktion: Übersetzung des Signals und Weiterleitung der Information im Zellinneren. Informationsübertragung vom Rezeptor zum Ort der Reaktion (oft der Zellkern)

Second Messenger: Zwischengeschaltete intrazelluläre Signalmoleküle zur Signalverstärkung

Transkriptionsaktivator: Meist am Ende der Signaltransduktionskaskade liegender Aktivator der Transkription von bestimmten Genen.

122. 2 Rezeptortypen, was trifft zu?

Zelloberflächen Rezeptor mit einem hydrophilen Signalmolekül

interzellulärer Rezeptor im Zellkern mit einem Carrierprotein

beide Rezeptoren benötigen ein hydrophiles Singalmolekül

das interzelluläre Rezeptorprotein benötigt nur ein kleines hydrophobes Signalmolekül, dieses muss durch die Membran zum Zellkern gelangen

Zelloberflächen Rezeptoren benötigen ein hydrophobes Signalmolekül

123. Formen des interzellulären Signalisierens, was trifft zu?

es gibt 4 Formen: kontaktabhängig, parakrin, endokrin und synaptisch

Abhängigkeit von mehreren Signalmolekülen: bzgl. Zellwachstum, Zelltod, Differenzierung, Zellteilung, Zellüberleben

Verschiedene Wirkungen eines Signalmoleküls: Skelltmuskelkontraktion, Speicheldrüsensekretion, Bei herzmuskelzelle( anstieg der Rate und Einfluss auf Kontraktion)

intrazelluläre Rezeptoren: Stickstoffmonooxid (NO) •Entspannung glatter Muskelzellen von Blutgefäßen ; Nitroglycerin bei Angina pectoris

Verschiedene Wirkungen eines Signalmoleküls: Skelltmuskelkontraktion, Speicheldrüsensekretion, Bei herzmuskelzelle( anstieg der Rate und Einfluss auf Kontraktion) bei Acetylcholin(bsp)

124. Steroidhormone, Rezeptoren; was trifft zu?

Steroidhormone sind klein, fettlöslich, membrangängig & Transportproteine im Blut

Thyroxin und Melanin und Vit. B3 sind Steroidhormone

Thyroxin, Adrenalin, Prostaglandin u Kortison sind Steroidhormone

Steroidhormone entstehen durch die Cholesterinbiosynthese bzw. sind Derivat davon

Die Aktivierung des Rezeptors: inaktiver Rezeptor, wird aktiviert mit einem Liganden - benötigen ein Coaktivatorprotein und so zum aktiven Rezeptor; DNA Bindung erfolgt als Homo- oder Heterodimer

125. Membranständige Rezeptoren, was trifft zu ?

Bei einem Ionenkanal gekoppelten Rezeptor(typ1): Die Ionen, werden bei Typ 1 nur dann durchgelassen, wenn ein Signalmolekül vorhanden ist. Der Rezeptor befindet sich in der Plamsamembran.

Bei einem G-Protein gekoppelten Rezeptor( typ2): sind Rezeptor, GProtein u Enzym anfangs inaktiv -> dann wird Rezeptor u G-Protein aktiviert durch ein Signalmolekül - Jetzt: ist das Enzym aktiviert und das G-Protein( Interaktion G ud Enzym)

Bei Typ 1: 7-Helix Rezeptoren (G-Protein Coupled Receptors, GPCR) Aktivierung von Enzymen und second messengern

Typ 3, Enzym gekoppelte Rezeptoren: Eine inaktive katalytische Domäne wird mit einem Signalmolekül-DIMER aktiviert oder mittels einem Signalmolekül zu einem assoziierten aktivierten Enzym

Rezeptor-Tyrosinkinasen (RTK) sind über Adapterproteine an kleine G-Proteine gekoppelt bei Typ 2

126. Modifikation von Proteinen in Signaltransduktionswegen, wie?

•„ON“ – „OFF“ Schalter

•Phosphorylierung / Dephosphorylierung
–Proteinkinasen
–Proteinphosphatasen

(Aminosäurereste, die phosphoryliert werden: Ser, Thr, >>Tyr (Eukaryonte) His, Asp (Prokaryonte))

•GTP Bindung und Hydrolyse (G-Proteine)
–Heterotrimere G-Proteine
–Kleine (einfache) G-Proteine

127. jak u Stat pathway, bsp !

EPO: Erythropoetin (Hormon, in der Niere gebildet) -> Vorläuferzellen mit EPO Rezeptoren

JAK: Janus Kinase (mit dem Rezeptor assoziierte Kinase)

STAT: Signal Transducers and Activators of Transcription

128. Signalewege, was trifft zu?

Mensch hat 518 Gene für Protein Kinasen! (ca. 2% des Genoms)

Protein Kinase Domäne – Aktivierung durch Phosphorylierung (Src-Protein Familie)

Zweikomponentensysteme bei Bakterien (Signal - Sensor, Phosphorylierung, Regulator,, Gen-expression, Proteine

bei E. coli: Histidinkinase ( Osmoregulation) mit einem REsponseregulator EnvZ zu OmpR

Phosphorylierung eines konservierten His

129. zweikomponentensystem, was trifft zu?

N-Fixierung; Sensorkinase FixL REsponseregulator FixJ bei Rhizobium meliloti (Knöllchenbakterien)

Gentransfer Bakterium-Pflanze: Sensorkinase VirG Responseregulator VirG bei Agrobakterium tumefaciens

Osmolarität: Sensorkinase EnvZ Responseregulator OmpR bei E.coli und Salmonella typhimurium

Chemotaxis: Senosorkinase CheA REsponseregulatorCheY, CheB bei E.coli u.a.

Gentransfer Bakterium-Pflanze: Senorkinase VirA REsponseregulator VirG bei Agrobakterium tumefaciens

130. Transfer der T-DNA, richtige Reihenfolge ordnen!

1- Verwundung der Pflanze 2 - Anheftung der Bakterien 3 - Transfer der T-DNA 4 - Einbau der T-DNA ins Pflanzengenom 5 - Tumorwachstum

1- Verwundung der Pflanze 2 - Anheftung der Bakterien-3 Einbau der T-DNA ins Pflanzengenom 4 - Transfer der T-DNA 5 - Tumorwachstum

1- Einbau der T-DNA ins Pflanzengenom 2- Verwundung der Pflanze 3 - Anheftung der Bakterien 4- Transfer der T-DNA 5 - Tumorwachstum

1- Verwundung der Pflanze -2 Einbau der T-DNA ins Pflanzengenom 3 - Transfer der T-DNA 4 - Tumorwachstum 5 - Anheftung der Bakterien

1 - Tumorwachstum 2 - Anheftung der Bakterien 3- Verwundung der Pflanze -4 Einbau der T-DNA ins Pflanzengenom 5 - Transfer der T-DNA

131. Agrobact. Tumefaciens, was trifft zu?

Befall mit Bakterien ruft die Bildung von Zellwucherungen in Pflanzen hervor

Nur wenn in Agrobakterium das Fi Plasmid vorhanden ist

Typ IV Sekretionssystem

bei Tabakpflanzen

Das VirG Protein wird kinasiert (phosphoryliert)

132. VirA-VirG System, was trifft nicht zu?

Das VirA Sensorprotein registriert phenolische Stoffe, die von verwundeten Pflanzen produziert werden

Das VirG Protein wird kinasiert (phosphoryliert)

VirG-P aktiviert die Transkription von Virulenzgenen (auch der T-DNA Transportapparat wird dann erst gebildet)

Die T-DNA wird übertragen

Vir A befindet sich auf der äußeren Mebran

133. GTPasen, sind?

GTP Bindeproteine und GDP Bindeproteine

Kleine G-Proteine –Rho, Rac, Cdc42 (Actinpolymerisation); –Ras (Zellteilung, Proliferation) –Rab, Arf, Sar (Vesikelfusion) –Ran (Kernporentransport)

Heterotrimere G-Proteine (Aktivierung durch: 7-Helix Rezeptoren (GPCR) –3 Untereinheiten: Ga,Gb,Gg

GPCRs sind die häufigsten Bindeproteine

Aktivierung von Ras mit GEF: Guanin Nukleotid Exchange Factor •GAP: GTPase activating Protein

134. Ras, Pathway, was trifft zu?

Die Signale vom aktivierten Ras (Ras/GTP) werden über eine Proteinkinase-Kaskade weitergeleitet = MAP Kinase Kaskade

Es gibt Ras/GDP u RAs/GTP

SOS (son of sevenless) ist der Nukleotidaustauschfaktor (GEF) für Ras (rat sarcoma)

GRB1 ist ein Adapterprotein mit SH2 und SH3 Domänen

SH: Src-Homology SH2 Domäne: Bindung an Phsophotyrosin Peptide SH3 Domäne: Bindung an Poly-Prolin Bereiche

135. Ras-pathway, Reihenfolge, was trifft zu?

1. extrazelluläres Signal 2. RTK 3. SOS 4. Ras/GDP wird phosphoryliert mittels eines Schalters und Ras/GTP entsteht 5. Ras 6. MEK 7. Map-kinase 8 . Genexpression

1. extrazelluläres Signal 2. RTK 3. SOS 4. Ras/GDP wird phosphoryliert mittels eines Schalters und Ras/GTP entsteht 5. Ras 6. MEK 7 . Genexpression

1. extrazelluläres Signal 2. RTK 3. SOS 4. Ras/GDP wird phosphoryliert mittels eines Schalters und Ras/GTP entsteht 5. MEK 6. Map-kinase 7. Ras 8 . Genexpression

1. extrazelluläres Signal 2. RTK 3. SOS 4. Ras/GTP wird dephosphoryliert mittels eines Schalters und Ras/GDP entsteht 5. Ras 6. MEK 7 . Genexpression

1. extrazelluläres Signal 2. SOS 3. RTK 4. Ras/GDP wird phosphoryliert mittels eines Schalters und Ras/GTP entsteht 5. Ras 6. MEK 7 .MAP-Kinase 8. Genexpression

136. Aktivierung von Rezeptor-Tyrosin-Kinasen, was trifft zu?

in der cytosolischen Domäne befindet sich das autokatalytische Zentrum der Kinase

Es findet eine Autophosphorylierung an Tyr Resten statt

Bindung von Effektorproteinen und Dimerisierung

Die Ligandenbindestelle befindet sich an der extracellulären Domäne; Ligandenbindung

zwischen extra und cytolsoischer Domäne befindet sich keine Transmembran- alpha helix

137.Kopplung von RTK an Ras, was trifft zu?

Nachdem am Rezeptormonomer die GEF andocken-> Durch die Hormonbindung dimerisiert der Rezeptor und die Tyrosinreste werden autophosyphoryliert

SOS ist hier GEF

SOS födert die Ablösung von GDP von Ras; nach der Bindung von GTP wird SOS vom aktiven Ras abgespalten und es folgt die Signalübertragung

Die map-kinase heißt hier: CErk

138. Heterotrimere G-Proteine – Pathway, was trifft zu?

Erhöhung der Konzentration eines „second messengers“ in der Zelle cAMP durch Adenylat Cyclase

Aktivierung einer Protein Kinase: PKA: Protein Kinase A

CREB: cAMP Response Element Binding Protein, spielt eine wichtige Rolle bei der Transkription

Second messenger benötigen: Ca2+ cyklisches AMP – c-AMP PIP, PIP2 Diacylglycerol – DAG Inositoltriphosphat - IP3 Werden von Enzymen (Adenylatcyklase, Phospholipase) gebildet oder auf ein Signal hin in großen Mengen freigesetzt.

Second messenger sind extrazelluläre Signalverstärker

139. GPCR, 7 Helix-Rezeptor, was trifft zu?

Einige Hunderte in C. elegans; Glutamatrezeptor ; 500-1000 Geruchsrezeptoren

Photorezeptoren (Rhodopsin, kovalent mit „Ligand“ = 11-cis Retinal verbunden

Neurotransmitter-Rezeptoren ; Blutgerinnung

im Cytosol befindet sich die Phosphorylationsseite( also COO- Seite) und äußeren Membranbereich die Nh3+ Seite für die Gylkosilierung ( mit Asn gekoppelt)

GPCRs sind die wichtigsten Targets für die Pharmazeutische Industrie (52 % der Medikamente wirken auf GPCRs)

140. GPCRs, was trifft zu?

Hefe: Pheromon – GPCR - Gbg – Proteinkinase (Ste20)

Bei Menschen gibt es Hormonrezeptoren •Adrenalin – GPCR (b-adrenerge Rezptoren) – GaGTP – Adenylatcyclase (Zuckerfreisetzung, Energiemobilisierung) & Neurotransmitter: Noradrenalin (Blutdruckerhöhung)

Rezeptorinaktivierung: Durch negativen Feedback: Phosphorilierung aktiver Rezeptoren durch aktivierte Proteinkinasen (PKA und PKC, cAMP, Rezeptorkinasen)

Bindung von Arrestin (an phosphorilierte GPCR): Blockade des Signalwegs und Internalisierung der Rezeptoren durch Endozytose.

Ras u GEF spiele eine wichtige Rolle

141. Hefe, Was trifft zu? ( Pheromonantwort)

"Mating" Das Verschmelzen - die Paarung oder auch "Konjugation" von haploiden Hefezellen (a + alpha) zu einer diploiden Zygote (2n). Es kommt zur Ausbildung von „shmoos“

Diploide Hefe besitzt 16 Chromosomen. Haploide 2 x 16. Die diploide Zelle hat den Typ a/a -

alpha,Paarungstyp mit Pheromon(Export) alpha Protein zu a Rezeptor

a, Paarungstyp mit Pheromon(Export) a Protein zu alpha Rezeptor

Die haploide Zelle produziert weder Pheromon noch Rezeptor !

142. Signaltransduktion bei der Pheromonantwort von Hefe, welche Reihenfolge trifft zu?

1. Bindung des extrazellulären Paarungsfaktors - gebunden ist GDP. 3. Stimulation des Rezeptors - GTP 4. Gbetagamma Untereinheit aktiviert 5.Serie von Proteinkinasen 6. STE12,Transkriptionsaktivator wird aktiviert -> Transkription

1.Bindung des extrazellulären Paarungsfaktors an ein integrales Membranprotein, den Rezeptor

3.Beide Rezeptortypen sind gekoppelt an ein und dasselbe heterotrimere G-Protein, Gabg . An die a Untereinheit gebunden ist GDP.

3.Stimulation des Rezeptors bewirkt ein Umschalten (Austausch!) zum GTP gebundenen Zustand von Galpha . Gleichzeitig wird die Gbetagamma Untereinheit freigesetzt.

4 u 5. Die Gbetagamma Untereinheit aktiviert nachfolgende Komponenten des Signalwegs.Eine Serie von Proteinkinasen ist am weiteren Signalweg beteiligt.

143. G-Proteine( GPCRs), was trifft zu?

Die Verankerung erfolgt durch Fettsäueranker der G-alpha u G-gamma UE

auf der G-alpha UE gibt es einen Myristol od Pamlitol-rest und bei G-gamma einen Farnesyl-anker

Aktivierung des Rezeptors durch Bindung eines Liganden, inaktiv ohne Ligand

Bindung des G-Proteins führt zum Austausch GDP gegen GTP

Die Galpha UE besitzt GTPase Aktivität: GTP wird in GDP und P gespalten. Damit kann Galpha wieder mit Gbetagamma einen Komplex bilden. Signalweiterleitung wird so wieder abgeschalten.

144. Pheromon-induzierter STOP des Zellzyklus bei der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae, was trifft zu?

Aktivierung der Signaltransduktionskaskade durch das Pheromon

Das Far1 Protein wird durch Fus3 (=MAPK) dephosphoryliert und dadurch aktiviert

Das aktive Far1 bindet als Inhibitor an den Cyklin (Cln2)-CDK (Cdc28) Komplex

Eintritt in die S-Phase blockiert

145. Zellantwort - Pheromonantwort, welche Reihenfolge stimmt?

1.Genexpression aktiviert (Ste12) 2.Zelldifferenzierung (Zelloberflächenproteine), Cytoskelett – Umbau (Cdc42) 3.Einfrieren des Zellzyklus in G1 (Far1) 4.Verschmelzung der haploiden Hefezellen

asndasdn

146. Toxine, was trifft zu?

Beim Cholera toxin: ADP Ribosylierung von G-s- alpha (Argininrest); monomer

Gs = stimulierendes Galpha Protein (für Adenylat Cyclase) Gi = inhibitorisches Galpha (für Adenlyat Cyclase) bei beiden ist der output ein zu hoher cAMP Spiegel in den betroffenen Zellen!

Pertussis toxin: G-i-alpha( Cystein rest) ADP Ribosylierung; heterotrimer

Cholera ist ein A B Toxin

Wirkung von BoTox – Blockade der regulierten Sekretion von Acetylcholin – Keine Fusion der Vesikel

147. kontaktabhängige Signalwege, was trifft zu?

hier z.B.: Antigenpräsentierende Zelle und T-Zelle

oder: Notch Signaling (Differenzierungs- und Entwicklungsprozesse)

148. Der Akt- Pathway

Akt-Pathway

149. Zellteilung

1)Replikation der Chromosomen und Zellwachstum
2)Teilung der Chromosomen
3)Zellteilung (Cytokinese)

150. Zellteilungen, was trifft zu?

G1 -> S Eintrittskontrolle in die S Phase Hauptkontrollpunkt ungünstige äußere Bedingungen (Nährstoffmangel) – kritische Zellgröße nicht erreicht – DNA geschädigt

G2 -> M Eintrittskontrolle in die Mitose kritische Zellgröße nicht erreicht – DNA geschädigt - DNA nicht vollständig repliziert

M-phase: Kontrolle während der Mitose Spindelapparat nicht richtig ausgebildet

Cyklin ist eine Regulatorische Untereinheit. Zyklische Schwankung während des Zellzyklus. Werden nach der Aktivitätsphase rasch abgebaut.

CDK cyclin dependent kinase Katalytische Untereinheit. Proteinkinase im aktiven Zustand. Reguliert durch Cyklin. Keine Schwankungen während des Zellzyklus.

151. Der Zellzyklus, was trifft zu?

MPF ,mitosis promoting factor (= spezieller Cyklin-CDK Komplex); Heterodimeres Protein mit aktiver CDK Untereinheit. Treibt die Zelle von G2 Phase in die Mitose.

Kontrolle der MPF Aktivität durch das zugehörige Cyklin (Mitose - Cyklin)

Kontrolle der MPF Aktivität durch negative Rückkopplung.

Aktiver MPF Komplex aktiviert eine den MPF Komplex selbst aktivierende Phosphatase

Aktiver Cyklin-CDK Komplex wird nach dem Eintritt in die nächste Zellzyklusphase durch Abbau des Cyklins inaktiviert.

152. Cyklin- CDK-Komplex inaktivierung, was trifft zu ?

Durch DNA-Schädigung wird das p53 Protein aktiviert. Aktives p53 bindet als Transkriptionsaktivator in der Promoter-Region des p21 Gens. Aktivierung der p21 Genexpression

Aktiver Cyklin-CDK Komplex wird nach dem Eintritt in die nächste Zellzyklusphase durch Abbau des Cyklins inaktiviert.

p21 wirkt als CDK Inhibitor Protein. Bindet an S-Phase Cyklin-CDK-Komplex und verhindert Eintritt in die S-Phase.

153. Pheromon-induzierter STOP des Zellzyklus bei der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae, was trifft zu?

Aktivierung der Signaltransduktionskaskade durch das Pheromon

Das Fus1 Protein wird durch Fus3 Phosphoryliert und dadurch aktiviert

Das aktive Far1 bindet and den Cyklin-CDK Komplex, dann Eintritt in die S-Phase blockiert

Das Far1 Protein wird durch Fus3 Phosphoryliert und dadurch aktiviert

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