08_Endomembransystem

Art der Endozytose Phagozytose

(Zellen fressen) -> Zelle nimmt grosse Partikel (Mikroorganismen, tote Zellen) aus dem EZR auf

Art der Endozytose Pinozytose

(Zellen trinken) -> Zelle nimmt Wasser aus dem EZR auf. -> nicht spezifisch, dem Konzentrationsgradienten folgend

2 Funktionen der Beschichtung von Vesikel

- Einfangen des Cargos Proteine der inneren Hülle binden an ausgewählt Membranproteine (Transmembranproteine/Frachtrezeptoren) - Formung der Membran zu einer Knospe Proteine der Äusseren Hülle werden durch die inneren Proteine (Adapterpoteine) rekrutiert und lagern sich zusammen. -> Formung des Vesikels

rezeptorvermittelte Endozytose Wie Funktioniert sie am Beispiel von Cholesterol?

- LDL binden an LDL-Rezeptoren - Clathrine, erzwingen Vesikelbildung - Entfernung der Hülle - Rezeptoren mit Vesikel zur Plasmamembran - Fusion mit Endosom - Transfer zum Lysosom -> Verdauung - Ausscheidung von freiem Cholesterol

2 Arten von Endozytose (Menschlicher Zelle)

- Phagozytose - Pinozytose

Phagozyten 2 Aufgaben

- Schutz vor Infektionen - Abbau von alternden/toten Zellen (Makrophagen bauen Erythrozyten ab)

2 Hauptaufgaben des Golgi-Apparats

- Sortier- und Verteilerstelle der Zelle - Synthese: Kohlenhydrate (Glykoproteine der extrazellulären Matrix und Oligosacchariden für die Proteinmodifikation)

Mit was und wofür werden lysosomale Hydrolasen markiert?

- an ihre Oligosaccharide wird Manose-6-Phosphat-Molekül (M6P) gehängt - Markierung durch Golgi-Apparat

3 Aufgaben vom Golgi

- organisiert und versendet neue Proteine aus ER - modifiziert (Oligosaccharide, M6P), - Sendet sekretorische Vesikel an Lysosomen, Plasmamembran oder zurück zum ER

Wie sind die Vesikelhüllen aufgebaut?

- Äussere Schicht: (COP II, COP I, Clathrin): bestimmen Form der umhüllten Vesikel - Innere Schicht: von Adaptorproteinen gebildet, zur Verbindung der äusseren Hülle und Membran

Inwiefern ermöglicht Catherin eine Rezeptor vermittelte Endozytose?

-> Adapterproteine (innere Hülle) setzten an den Rezeptor-Substrat-Komplex an -> Wechselwirkung mit den Clathrinproteinen Adapterproteine entscheiden über die Art der Hüllenproteine!!! -> Membrankrümmung -> Knospe durch Dynamin Protein abgeschnürt

Wie werden kurze AS-Sequenzen von spezifischen Rezeptoren erkannt? Zwischen welchen Organellen?

-> ER-Rückhaltesignal -> durch tieferen pH wird Bindung eingegangen zwischen ER und Golgi

Wie werden spezifische Zuckergruppen von spezifischen Rezeptoren erkannt? Zwischen welchen Organismen?

-> M6P-Endung -> tiefer pH führt zu Trennung der Bindung zwischen Golgi und spätes Endosom

Glattes ER 3 Hauptaufgabe

1) Lipidstoffwechsel: - Lipidsynthese (Phospholipide, Cholesterin, Triglyceride) und - Synthese der Steroidhormone in Nebennierenrinde/ Keimdrüsen 2) Entgiftungsreaktion 3) Ca2+- Speicher: spezialisierte ER- Form (sarkoplasmatisches Reticulum in Myofibrillen)

Endozytose 3 Funktionen

1) Recycling 2) Abbau 3) Transcytose

2 Mechanismen von Transportsignalen von Proteinen

1) kurze AS-Sequenzen werden von spezifischen Rezeptoren erkannt (KDEL) 2) spezifische Zuckergruppen werden von spezifischen Rezeptoren erkannt

Phagozytose Wie läuft sie ab?

1. Partikel umgeben -> zu einem Vesikel (Phagosom) abgeschnürt. 2. Ein oder mehrere Lysosome verschmelzen mit dem Phagosom -> Verdauungsenzym mit dem Partikel in Kontakt 3. Spalten Partikel in kleinere Einheiten -> Abbauprozess vom sauren pH-Wert aus dem Cytosol der Lysosome verstärkt. 4. Vesikel verschmilzt mit Membran des Makrophagen -> gibt ungefährliche Einzelbestandteile frei

3 Klassen von Vesikelhüllen

COP 1 COP 2 Catherin

Exocytose 2 Arten von Vesikel

Das Verschmelzen der Vesikel mit der Plasmamembran der Zelle direkt von Golgi zu Plasmamembran - Transportvesikel - sekretorische Vesikel (Tansmembranproteine)

Ausrichtung des Golgi-Apparats

Der Golgi-Apparat besteht aus dem Golgi-Stapel in der Mitte und jeweils einem Golgi-Netz auf der rechten und linken Seite. Das cis-Golgi-Netz zeigt dabei zum ER, das trans-Golgi-Netzt zur Zelloberfläche

Was passiert im Endosom zwischen Substrat und Rezeptorprotein?

Der tiefe pH führt zum Verlust der WW zwischen dem Rezeptorprotein und dem Substrat (Konformationsveränderung). -> Rezeptorproteine in Form von 'Recycling-Endosom' zurück zur Plasmamembran gebracht -> Transportprotein-Stoff-Komplex zu Lysosm transportiert

Welche Signalsequenz der ER residenten Proteinen kann/darf nicht abgetrennt werden?

Die KDEL-Sequenz für Verbleib im Lumen des ER

Wie ist Vesikelhülle aufgebaut?

Die Polypeptidketten lagern sich zu regelmässigen Fünf- oder Sechsecken zusammen, welche ein korbähnliches Netz bilden. Clathrinmoleküle bilden korbartige Käfige, die dazu beitragen, die Membran zu Vesikeln zu Formen.

Endozytose Woher stammt der Vesikelinhalt?

Ein Teil der Plasmamembran bildet Transportvesikel - Inhalt stammt dabei aus dem Extrazellularraum. -> Endosomen entstehen

Wie kommt das Substrat aus dem frühen Endosom in das späte Endosom?

Es bilden sich grosse Vesikel, welche sich auf dem Mikrotubulusrohr Richtung spätes Endosom bewegen.

3 Proteinarten die im konstruktiven sekretorischen Vesikel lokalisiert sind:

Extrazelluläre Matrix Proteine (Collagen), Antikörper, Wachstumsfaktoren

Pinozytose Ablauf

Flüssigkeit von Membranausläufern -> in Form von Vesikeln in das Zytosol aufgenomme (Deformierung der Membran erfordert ATP) -> verschmelzen mit Lysosm

Welche Signalsequenz haben die Proteine für in das konstruktive sekretorische Vesikel?

LOL verarscht es gibt keine xD

Phagozyten 3 Beispiele

Makrophagen, Neutrophile und Dendritenzellen

Was sind Cargos?

Moleküle & lösliche Proteine welche transportiert werden sollen

Lysosom beinhaltet Hydrolytische Enzyme 5 Beispiele Welche Art von Spaltung?

Nukleasen, Proteasen, Glykosidasen, Lipasen, Phosphatasen Hydrolasen -> machen Hydrolyse -> Spaltung mit Hilfe von Wasser

Für welchen Vesikeltransport wird die Hülle COP 1 gebraucht?

Rücktransport vom Golgi-Apparat zum flachen ER, oder vom frühen Endosom zur Plasmamembran

Weshalb ist die innere lysosomale Membran stark glykosyliert?

Schutz vor Eigenverdauung der lysosomalen Proteasen

Was passiert mit den meisten Proteinen im ER? Beispiel Insulin in beta Zellen des Pankreas

Sie werden kovalent modifiziert Werden im rauen ER synthetisiert & danach im ER stabilisiert/gefaltet

Endozytose Funktion: Abbau

Stoffe gelangen in die Lysosome

Endozytose Funktion Transcytose

Stoffe werden über Vesikel an einer anderen Seite der Zelle sekretiert (z.B. Aufnahme auf apikaler Seite, Ausgabe auf basolateraler Seite)

INTRAZELLULÄRER PROTEINTRANSPORT Cytosol↔︎Ribosomen am ER

Transmembrantransport ins ER während Proteinsynthese mit Proteintranslokatoren

INTRAZELLULÄRER PROTEINTRANSPORT Cytosol↔︎Mitochondrien/ Perixosomen

Transmembrantransport: vollständig synthetisierte Proteine aber noch nicht gefalteten; Proteintranslokatoren

INTRAZELLULÄRER PROTEINTRANSPORT Cytosol↔︎ Zellkern

Transport der vollständig synthetisierten/ gefalteten Proteinen durch Kernporen

Für welchen Vesikeltransport wird die Hüllle COP 2 gebraucht?

Transport vom s-ER -> Golgi-Apparat, -> sekretorischen Vesikeln -> Plasmamembran

Wie funktioniert die Regulation der Plasmamembran-Konzentration?

Transporter (z.B. Glucose) werden in spezialisierten Recycling-Endosomen gespeichert. -> Endosomen dienen der Wiederverwertung (als Vesikel) können auch als intrazellulärer Speicher für Membranrezeptoren dienen (bei Gebrauch mobilisiert)

Endozytose Funktion: Recycling

Vesikel führen Stoffe und vor allem Transmembranproteine wieder zur Plasmamembran

INTRAZELLULÄRER PROTEINTRANSPORT Endomembransystem der Zelle↔︎Zielorganellen

Vesikulärer Transport, Vesikel werden mit Proteinfracht aus Lumen eines Kompartiments beladen -> schnüren sich von Membran ab -> (komplett vom ER abhängig)

Wie entstehen Glykoproteine?

Viele Proteine werden im ER durch die kovalente Addition eines Oligosaccharids glykosyliert

Woher bezieht der Golgi-Apparat seine Stoffe hauptsächlich?

aus dem ER

Woher stammen die hydrolytischen Enzyme, die sich im späten Endosom befinden?

aus dem Golgi-Apparat werden über Vesikel geliefert

Wann ist die Pinozytose vor allem von Bedeutung?

bei der Aufnahme von an Proteine gebundenen Fetten in Enterozyten und Hepatozyten von Bedeutung.

rezeptorvermittelte Endozytose Ist vor allem wichtig für... bei menschlichen/tierischen Zellen

die Immunantwort

Durch welche Vesikel wird ein Transmembranprotein bei der Exozytose in die Zellmembran eingeschlossen?

durch sekretorische Vesikel -> Vesikelhülle wird eingebaut -> Membran vergrössert

Was verursacht die Vesikelform bei der Abknospung?

eine Proteinbeschichtung

Weshalb hat es innere Vesikel im späten Endosom?

es werden z.B. Rezeptoren im frühen Endosom aufgenommen, die ständig durch Stoffe im Cytosol aktiviert werden. -> keinen direkten Kontakt zum Cytosol

Wie funktioniert der M6P-Rezeptor abhängige Transport lysosomaler Enzyme ins späte Endosom?

im cis- Golgi: an lysosomale Hydrolase wird mit Mannose ein Phosphat angeheftet -> zu trans- Golgi befördert. -> Vesikel gebildet (M6P Rezeptor ist an die Clatrinhülle gebunden) -> ins späte Endosom transportiert -> Rezeptor von M6P durch pH abgetrennt -> Phosphat wird entfernt -> reife Hydrolase. -> abgetrennten Rezeptoren zurück zum trans- Golgi

Wo werden Plasmamembranproteine synthetisiert?

im rauen ER

Wo werden die Proteine im konstitutiven sekretorischen Vesikel synthetisiert?

im rauen ER

Wo entstehen Lipidtröpfchen einer Fettzelle?

in der Organellmembran des glatten ER -> hydrophobe Milieu in der Doppellipidschicht benutzt, um Triglyceride zu speichern. -> mit Hilfe von assoziierten Proteinen bilden sich Fetttröpfchen, die von einer Phospholipid-Einzelschicht umgeben ist!

Wie bildet sich ein COP 2 beschichtetes Vesikel?

lösliche und transmembran-Frachtproteine aus dem Donnorkompartiment rekrutieren Anlagerung der COPII-Untereinheiten, -> Auflagerung auf die innere Hülle -> Krümmung -> Das ER Lumen krümmt sich und knospet ab

Wie geschieht das Andocken eines Vesikel an eine Zielmembran? Was bringt es für Vorteile?

mit Hilfe von Ankettungsproteinen selektive Zielmembran (-region) (z.B. frühes Endosom) Fusion

Wie geht die Umwandlung vom rauen ER zum glatten ER?

neue Membranbestandteile werden eingeschoben (Knospung), Ribosomen- Besatz geht verloren

Welche 2 Signalsequenzen besitzen ER resistente Proteine?

o 10- 15 hydrophobe AS am NH2- Terminus -> Import ins ER o KDEL- Sequenz am COOH -> Verbleib im Lumen des ER

Was passiert mit Proteinen, die aus Versehen mit Vesikel in Golgi-Apparat transportiert wurden?

o Proteine mit KDEL- Sequenz (ER-Rückhalte Signal) am Ende der Polypeptidkette -> Rücktransport Im Golgi-Appatat -> schwach saurer pH -> Konformationsveränderung des KDEL- Rezeptor -> Bindungsaffinität -> Protein bindet an den Rezeptor -> mit Hilfe von COP 1-Hülle in das pH- neutrale ER zurücktransportiert

Lysosom beinhaltet H+ - ATPase Was ist seine Aufgabe?

pumpt konstant Protonen unter Energieverbrauch ins Lumen der Lysosome -> pH von 5 erreicht (vs. pH von 7.2 im Cytosol)

Was passiert mit falsche gefalteten Proteinen im ER Lumen?

so lange aktiv von Chaperonen zurückgehalten, bis sich durch die Wechselwirkungen zwischen den Chaperonproteinen und den eigentlichen Proteinen die korrekte Konformation eingestellt hat. -> Rückhaltung wird aufgehoben -> Proteine können sich abknospen

Für welchen Vesikeltransport wird die Catherin Hülle gebraucht?

von der Plasmamembran -> frühen Endosom und dann zum späten Endosom

Weshalb sind Lysosome, Endosome und Golgi-Apparat komplett vom endoplasmatischen Retikulum und dessen vesikulären Transport abhängig?

weil sie keine Proteintranslokatoren besitzen

Welchen Weg machen die sauren Hydrolasen?

werden von Ribosomen ins ER synthetisiert -> über den Golgi-Apparat (Ort der Markierung und Sortierung) -> über das späte Endosom zum Lysosom transportiert