Biologie: Signalrezeptoren an der Universität Leipzig

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Neurotransmitter

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Stickstoffmonooxid (NO): Klinischer Bezug (Viagra/Sildenafil)

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Membranständige Rezeptorproteine/Signalrezeptoren: Arten

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Ionenkanalgekoppelte Rezeptoren: Funktion

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Ionengekoppelte Rezeptoren: Vorkommen

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G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Bestandteile und Eigenschaften

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G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: G-Proteine

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G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Funktionsweise

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G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Aufgaben im Organismus (Allgemein)

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G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Beispiele

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G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Adenylatcyclase (AC) - Funktionsablauf

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Klinischer Bezug: Burkitt-Lymphom

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Beispielhafte Karteikarten für Biologie: Signalrezeptoren an der Universität Leipzig auf StudySmarter:

Biologie: Signalrezeptoren

Neurotransmitter
- Übermittlung des Signals über synaptischen Spalt
   -> von präsynaptischer Membran zur
       postsynaptischer Membran

Biologie: Signalrezeptoren

Stickstoffmonooxid (NO): Klinischer Bezug (Viagra/Sildenafil)
- Signalkaskade des NO im Penis führt zu Erektion
-> lokale Erweiterung der Blutgefäße

- Abschalteng durch cGMP-Phosphodiesterase
-> Angreifen Viagra: Hemmung inaktivierende Phosphodiesterase -> längere Wirkung des Signals -> Erektion bleibt länger bestehen

Biologie: Signalrezeptoren

Membranständige Rezeptorproteine/Signalrezeptoren: Arten
- Ionenkanalgekoppelte Rezeptoren
- G-Protein-gekoppelte Rezeptoren
- Enzymgekoppelte Rezeptoren

Biologie: Signalrezeptoren

Ionenkanalgekoppelte Rezeptoren: Funktion
= transmitterabhängige Ionenkanäle
-> Teilnahme am synaptischer Signalübertragung  im Nervensystem

- chemisches Signal = Neurotransmitterimpuls an Außenmembran der Zielzelle
- Induktion elektrische Effekte
-> Umwandlung chemisches Signal in elektrisches Signal in Form von Potenzialdifferenz (Spannung)

- Bindung Signalmolekül führt zu Öffnung oder Schließung bestimmter Ionenkanäle
-> z.B. Ca2+, K+, Na+, Cl-

-> Veränderung Ladungsverteilung zwischen Innen- & Außenseite der Membran durch Ionenfluss
-> daraus folgt: Stromfluss

Biologie: Signalrezeptoren

Ionengekoppelte Rezeptoren: Vorkommen
- elektrisch reizbare Zellen:
-> Nervensystem
-> Muskelzellen

Biologie: Signalrezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Bestandteile und Eigenschaften
- häufigsten Rezeptoren
= Transmembranproteine
   ->Polypeptidkette durchspannt
      Lipiddoppelschicht 7-fach
      = 7 alpha- Helices

- gegenseitige Beeinflussung in Aktivität
-> Arbeit synergetisch (gemeinsam) & antagonistisch (gegeneinander gerichtet) möglich

Biologie: Signalrezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: G-Proteine
- Benötigen G-Proteine für Weiterleitung Signal
   -> regulatorische Proteine
   -> eingelagert in Membran
   -> GTP-bindend (Guanosintriphosphat)
   -> 3 Untereinheiten: 
  • Alpha-Untereinheit
  • Beta-Untereinheit
  • Gamma-Untereinheit

Inaktiver Zustand Rezeptor:
- Bindung ein Molekül GDP (Guanosin-Diphosphat)

Biologie: Signalrezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Funktionsweise
1. Inaktiver Zustand Rezeptor:
- Bindung ein Molekül GDP (Guanosin-Di-Phosphat)

2. Eintreffen Signal:
- Veränderung Konformation für Bindung G-Protein (=First Messenger) an extrazellulärer Seite des Rezeptors

-> daraus folgt:
- GDP->GTP (Guanosin-Tri-Phosphat)

->AKTIVIERUNG GTP-BINDENDES PROTEIN 

-> daraus folgt:
- Ablösen G-Protein von Rezeptor
- Zerfall des Rezeptors in:
  • Beta-Gamma-Untereinheit
  • Alpha-Untereinheit -> GTP-aktivierend

- Kopplung Alpha-Untereinheit an spezifisches Zielprotein (z.B. Enzym)

-> AKTIVIERUNG ZIELPROTEIN
-> Bildung Second-Messenger durch Zielprotein

3. Second Messenger
- schnelle Diffusion in Zytosol -> Signalübermittlung in ganze Zelle

4. Abschaltung Signal:
- Spaltung GTP in GDP durch GTPase 
-> in Alpha-UE enthalten

Biologie: Signalrezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Aufgaben im Organismus (Allgemein)
- Umwandlung extrazelluläre Reize in intrazelluläre Reize
-> mit Hilfe von heterotrimeren G-Proteinen

1. Regulation Ionenkanäle
= G-Protein-regulierte Ionenkanäle
-> sofortige Veränderung Zellverhalten

2. Wechselwirkung mit Enzymen
-> häufigste Zielenzyme:
  • Adenylatcyclase (AC): Herstellung cAMP
  • Phospholipase C: Herstellung kleine Signalmoleküle: Inositol-Tri-Phosphat & Di-Acyl-Glycerol


1.&2.: Generierung Second-Messenger (kleine Signalmoleküle)

Biologie: Signalrezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Beispiele
- muskarinerge Azetylcholinrezeptor
- Alpha- & Beta-adrenergene Rezeptoren
- serotonergene Rezeptoren
- Glukagonrezeptoren
- Vasopressinrezeptoren
- GABA-B- Rezeptoren

Biologie: Signalrezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Adenylatcyclase (AC) - Funktionsablauf

1. Aktivierung führt zur Bildung Second-Messenger


2. Bildung Moleküle: zyklisches AMP (3'5'-cAMP) durch:

-> Abspaltung Pyrophosphat

-> intramolekulare Ringbildung


3. Diffusion zyklisches AMP in Zytoplasma

-> dadurch Weiterleitung Signal


4. Bindung cAMP an Proteinkinase A (PKA)

-> Aktivierung

-> vielfache Verstärkung Signal


5. Phosphorylierung Zielprotein durch Proteinkinase A

-> Auslösung Signalkaskaden


6.1 adrenalinvermittelter Glykogenabbau

      -> in Leber und Muskel

      = Stoffwechselweg


6.2 Aktivierung Transkription

       -> Phosphorylierung von Genregulatoren

       = Regulierung Genaktivität


7. Abschaltung der Proteinkinase durch Phosphi-Di-Esterasen

-> Spaltung zyklische Nukleotide -> Überführung cAMP in inaktives AMP

Biologie: Signalrezeptoren

Klinischer Bezug: Burkitt-Lymphom
- Myc-Gen auf Chromosom 8 = Protoonkogen
-> Genprodukt kontrolliert Zellzyklus

- Translation auf Chromosom 14 oder 22
-> unter Einfluss von Promotorregionen 
(=Kontrolle Bildung Immunglobulinen)
- Immunglobulingene = stark expliziert

-> daraus folgt: starke Produktion C-Myc 

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