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Questions and Answers

Was geschieht, wenn β-Catenin im Wnt-Signalweg an den APC/Axin/GSK-3-Komplex bindet?

  • β-Catenin wird phosphoryliert und markiert für den Abbau. (correct)
  • β-Catenin aktiviert den Frizzled-Rezeptor.
  • β-Catenin wird stabilisiert und akkumuliert im Zytoplasma.
  • Der Wnt-Signalweg wird aktiviert.
  • Welche Funktion hat β-Catenin in Adherens Junctions?

  • Es fungiert ausschließlich als Scaffolding-Protein.
  • Es reguliert die Aktivität von GSK-3.
  • Es aktiviert leicht die Transkription von Zielgenen.
  • Es vermittelt die Verbindung zum Cytoskelett. (correct)
  • Wie beeinflusst eine Mutation im APC-Gen den Wnt-Signalweg?

  • Es führt zur Hemmung der β-Catenin-Akkumulation.
  • Es reduziert die Aktivität des Wnt-Signalwegs.
  • Es verhindert die Ubiquitinierung von β-Catenin. (correct)
  • Es aktiviert den Hedgehog-Signalweg.
  • Welche Rolle spielt der Wnt-Signalweg in der embryonalen Entwicklung?

    <p>Er regulaert Zellmuster und Segmentierung. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn GSK-3 im Wnt-Signalweg gehemmt wird?

    <p>Die Stabilisierung von β-Catenin im Zytoplasma tritt ein. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches Protein bindet an den Frizzled-Rezeptor bei der Aktivierung des Wnt-Signalwegs?

    <p>LRP (C)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit β-Catenin, wenn der Wnt-Signalweg aktiv ist?

    <p>Es wird in den Zellkern transportiert und reguliert die Transkription. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt der Wnt-Signalweg bei der Entstehung von Darmkrebs?

    <p>Es spielt eine wichtige Rolle durch Mutationen im APC-Gen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von Arrestin bei der Signalübertragung?

    <p>Blockierung der Interaktion mit G-Proteinen (B)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Prozess wird durch Clathrin-vermittelte Endozytose vermittelt?

    <p>Rezeptor-Abbau in Lysosomen (B)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit einem Rezeptor in Endosomen?

    <p>Er wird manchmal abgebaut oder recycelt (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie schützt die Inaktivierung von Rezeptoren die Zelle?

    <p>Durch Vermeidung von Dysfunktionen (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Wirkung hat Choleratoxin auf den Signalweg?

    <p>Er führt zu einer dauerhaften Aktivierung des Gαs-Proteins (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptstruktur von Rezeptor-Tyrosinkinasen?

    <p>Eine intracelluläre Kinasedomäne (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle von ERK im MAPK-Signalweg?

    <p>ERK ist die letzte Kinase vor der Signalübertragung ins Zellkern. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht nach der Ligandenbindung an den Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR)?

    <p>Dimerisierung des Rezeptors (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie beeinflusst die HER2/neu-Überexpression die Behandlung von Brustkrebs?

    <p>Er muss bei der Diagnose und Behandlung beachtet werden (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat das Medikament Trastuzumab im Zusammenhang mit HER2?

    <p>Es blockiert die Dimerisierung und hemmt somit die Signalübertragung. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was aktiviert die Kaskade von Kinasen im MAPK-Signalweg?

    <p>Die Aktivierung von Ras durch GTP-Bindung. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt c-Fos innerhalb des MAPK-Signalwegs?

    <p>Es dimerisiert mit c-Jun und reguliert Gene. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches Protein wird direkt von MEK phosphoryliert?

    <p>ERK (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Funktion von AP-1 in der Zellregulation?

    <p>Es reguliert Gene für Zellproliferation und Differenzierung. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches Protein ist die erste Kinase in der MAPK-Signalweg-Kaskade?

    <p>Raf (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie wirkt Lapatinib als Kinaseinhibitor?

    <p>Es blockiert die Kinaseaktivität direkt. (D)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    HER2-Rezeptor

    Ein Rezeptor-Tyrosinkinase, dessen Überaktivierung zu Zellwachstum und -teilung führt.

    MAPK-Signalweg

    Ein zentraler Signalweg, der von Rezeptor-Tyrosinkinasen und G-Protein-gekoppelten Rezeptoren aktiviert wird und zur Regulation des Zellwachstums und der Genexpression führt.

    Ras (GTPase)

    Eine kleine GTPase, die eine Schlüsselrolle in der Aktivierung des MAPK-Signalwegs spielt.

    Raf (MAPKKK)

    Eine Serin/Threonin-Kinase, die durch Ras aktiviert wird und MEK phosphoryliert.

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    MEK (MAPKK)

    Eine duale Kinase (Serin/Threonin und Tyrosin), die durch Raf aktiviert wird und ERK phosphoryliert.

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    ERK (MAPK)

    Eine MAPK (Mitogen-aktivierte Proteinkinase), die durch MEK aktiviert wird und unterschiedliche Substrate phosphoryliert.

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    Transkriptionsfaktor AP-1

    Ein Heterodimer aus c-Fos und c-Jun, der die Genexpression von Genen reguliert, die für Zellproliferation und Differenzierung wichtig sind.

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    Kinaseinhibitor

    Ein Medikament, das die Kinase-Aktivität hemmt und dadurch Signalwege blockiert.

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    Inaktiver Wnt-Signalweg

    β-Catenin wird durch GSK-3 phosphoryliert und vom Proteasom abgebaut, wodurch die Akkumulation im Zytoplasma verhindert wird.

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    Aktivierter Wnt-Signalweg

    Wnt-Protein bindet an Frizzled- und LRP-Rezeptoren, hemmt GSK-3, stabilisiert β-Catenin und führt zur Transkription von Zielgenen.

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    β-Catenin Funktion

    Transkriptionsfaktor und Bestandteil von Adherens Junctions, die Zellverbindungen vermittel und an das Cytoskelett koppeln.

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    Wnt-Signalweg & Darmkrebs

    Mutationen im APC-Gen verhindern den Abbau von β-Catenin und erhöhen das Risiko für Darmkrebs.

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    Wnt-Signalweg & Embryonalentwicklung

    Regelt Zellmuster und Segmentierung während der Embryonalentwicklung und arbeitet mit dem Hedgehog-Signalweg zusammen.

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    GSK-3

    Glykogensynthase-Kinase 3, phosphoryliert β-Catenin und sorgt für dessen Abbau im inaktiven Zustand des Wnt-Signalwegs

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    APC (Adenomatous Polyposis Coli)

    Ein Protein, das im Wnt-Signalweg beteiligt ist; sein Fehlen führt zu einem erhöhten β-Catenin und dadurch zu einem erhöhten Krebsrisiko

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    Frizzled-Rezeptor (Fz)

    Ein Rezeptor, der die Aktivierung des Wnt-Signalwegs durch Bindung an Wnt-Proteine initiiert.

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    Arrestin-Bindung

    Arrestin bindet an den phosphorylierten Rezeptor und blockiert die weitere Interaktion mit G-Proteinen, wodurch die Signalübertragung gestoppt wird. Arrestin kann auch als Adapterprotein dienen, das den Rezeptor in Clathrin-beschichtete Vesikel für die Endozytose dirigiert.

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    Endozytose & Rezeptor-Schicksal

    Clathrin-vermittelte Endozytose: Nach der Bindung von Arrestin wird der GPCR in Clathrin-beschichtete Vesikel eingeschlossen und internalisiert. Diese Vesikel fusionieren dann mit Endosomen und Lysosomen. Rezeptor-Schicksal: In den Endosomen wird der Rezeptor entweder abgebaut oder recycelt. Beim Recycling wird der Rezeptor zurück zur Zellmembran transportiert, um erneut an Signalkaskaden teilzunehmen. Beim Abbau wird der Rezeptor in Lysosomen zerstört.

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    Schutz vor Überstimulation

    Diese Inaktivierungsprozesse schützen die Zelle vor einer dauerhaften Überstimulation, die zu Zellschäden oder Dysfunktionen führen könnte. Sie sind besonders wichtig, um die Homöostase in Zellen aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, dass Signale zeitlich und räumlich genau kontrolliert werden.

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    Choleratoxin

    Choleratoxin führt zu einer dauerhaften Aktivierung des Gαs-Proteins, was zu einer massiven Erhöhung von cAMP und schweren wässrigen Durchfällen führt.

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    Pertussistoxin

    Pertussistoxin hemmt die Aktivierung des Gαi-Proteins, was ebenfalls zu einer Erhöhung von cAMP führt, aber hauptsächlich entzündliche Reaktionen und Schleimüberproduktion in den Atemwegen auslöst.

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    Rezeptor-Tyrosinkinasen (RTKs)

    Struktur: RTKs haben typischerweise eine Transmembranhelix und eine katalytische Kinasedomäne auf der cytosolischen Seite der Membran. Die extrazelluläre Domäne variiert erheblich zwischen den verschiedenen Subtypen und bindet spezifische Liganden wie Wachstumsfaktoren.

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    Aktivierung von RTKs

    Die Bindung eines Liganden führt zur Dimerisierung des Rezeptors und zur Aktivierung der Tyrosinkinaseaktivität. Dies ermöglicht die Autophosphorylierung des Rezeptors an Tyrosinresten, die als Andockstellen für Effektorproteine dienen.

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    EGFR: HER2/neu

    HER2/neu ist besonders wichtig bei der Diagnose und Behandlung von Brustkrebs, da es in 15-30 % aller invasiven Mammakarzinome überexprimiert ist.

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    Study Notes

    Zucker

    • Monosaccharide: Einfachste Zucker bestehen aus (C₆H₁₂O₆)ₙ, typischerweise 3-7 Kohlenstoffatome. Beispiele: Glukose und Fruktose.
    • Isomere: Zucker existieren in verschiedenen isomeren Formen:
      • Konstitutionsisomere: Atome unterschiedlich verknüpft.
      • Stereoisomere: Gleiche Atome, aber räumlich unterschiedlich angeordnet.
      • Enantiomere: Spiegelbildliche Isomere.
      • Diastereoisomere: Nicht spiegelbildliche Isomere.
      • Epimere: Unterschiede an einem asymmetrischen C-Atom.
      • Anomere: Unterschiede an einem neuen asymmetrischen C-Atom durch Ringschluss.
    • Komplexe Kohlenhydrate:
      • Oligosaccharide: Kürzere Ketten von Zuckerresten.
      • Polysaccharide: Lange Ketten (z.B. Stärke, Glykogen), die als Energiespeicher fungieren.

    Proteine

    • Funktion und Bedarf: Erwachsene benötigen ca. 0,8 g Protein pro kg Körpergewicht täglich. Bedarf erhöht sich bei erhöhter körperlicher Aktivität nicht signifikant.
    • Essenzielle Aminosäuren: Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin sind für den Körper unverzichtbar.
    • Posttranslationale Modifikationen (PTMs): Proteine können modifiziert werden (z.B. Phosphorylierung, Acetylierung, Glykosylierung) um ihre Funktion zu regulieren.

    Globular- und Fibrillare Proteine

    • Globuläre Proteine: Albumine, Globuline, Histone, Protamine, Prolamine
    • Fibrillare Proteine: Kollagen, Elastin, Keratin, Fibrinogen, Myosin

    Kollagen

    • Struktur und Funktion: Kollagen ist ein Strukturprotein in Bindegewebe (Knochen, Knorpel, Sehnen, Haut). Es hat eine tripelhelicale Struktur.
    • Wichtig für: Struktur und Funktion des Bindegewebes, Stabilität der Struktur.

    Ubiquitin-Proteasom-System (UPS)

    • Ubiquitinierung: Proteine werden markiert, um sie für den Abbau zu kennzeichnen. Der Prozess hat drei Schritte: Aktivierung, Konjugation und Ligation
    • Proteasomaler Abbau: Markierte Proteine werden vom Proteasom abgebaut. Der 26S-Proteasom besteht aus einem 20S-Kernpartikel und einem oder zwei 19S-Regulatoren (Proteine zerlegen)

    Aminosäurekatabolismus

    • Transaminierung: Übertragung der Aminogruppe auf eine a-Ketoglutarat-Gruppe → Glutamat + α keto-Säure.
    • Oxidative Desaminierung: Glutamat → a-Ketoglutarat + Ammoniak (NH₃). Schlüsselprozess für den Harnstoffzyklus.

    Bedeutung und Funktion der Lipide

    • Rolle von Lipiden: Energiequelle (Speicher), Zellmembran-Bausteine, Vorstufen für Hormone/Gallensäuren.
    • Triglyceride: Hauptform der Energiespeicherung im Körper (3 Fettsäuren+Glycerin).
    • Phospholipide: Hauptbestandteil der Zellmembran.
    • Sterole (z.B. Cholesterin): Bestandteil von Zellmembranen, Vorläufer von Steroidhormonen und Gallensäuren.
    • Glykolipide: Lipide mit Zuckerresten. Bestandteil der Zellmembran, Zell-Zell-Erkennung, Signalübertragung.

    Aufbau biologischer Membran

    • Phosphoglyceride: Glycerin-Rückgrat, 2 Fettsäuren, Phosphatgruppe und Kopfgruppe (z.B. Cholin, Ethanolamin)
    • Membranfluidität: Cholesterin beeinflusst Fluidität der Membran

    Sphingomyelin

    • Struktur: Sphingosin-Rückgrat, Fettsäure, Phosphocholin- oder Phosphoethanolamin-Kopfgruppe.
    • Funktion: Membranstruktur (besonders wichtig in äußeren Schichten der Zelle). Stabilität und Organisation der Membran, Plattform für Proteine (z.B. Signalübertragung).

    Glycolipide

    • Cerebroside: Ein Kohlenhydratrest an einem Sphingolipid.
    • Ganglioside: Verzweigte Kohlenhydratreste an einem Sphingolipid

    Stoffwechsel von Lipiden

    • Resorption, Transport, Speicherung, Verbrauch von Fetten (TAGs → Fettsäuren)
    • Lipasen: Spalten Triglyceride in Fettsäuren
    • β-Oxidation: Abbau von Fettsäuren in Mitochondrien
    • β-Oxidation: Freie Fettsäuren, die im Körper transportiert werden müssen, werden vorher aktiviert (Fettsäure + CoA → Acyl-CoA)
    • Citratzyklus: Acetyl-CoA produziert durch β-Oxidation wird weiter abgebaut und setzt Energie frei.

    Fettsäurebiosynthese

    • Ort: Zytoplasma
    • Schlüsselenzym: Acetyl-CoA-Carboxylase (Schritt-Limiter)
    • Produkt: Palmitinsäure, kann zu anderen Fettsäuren verlängert und ungesättigt werden

    Cholesterinbiosynthese

    • Ausgangsmaterialien: Acetyl-CoA
    • Schlüsselezym: HMG-CoA-Redukatase
    • Umwandlung von Mevalonat → Isoprenoidbausteine → Squalen → Cholesterin
    • Regulation: Rückkopplungsmechanismus (Cholesterin hemmt die HMG-CoA-Reduktase), Sterinregulationselement (SREBP) reguliert die Genexpression

    Cholesterin Transport (Lipoproteine)

    • Chylomicronen: Transportieren Lipide (vor allem TRIGLYCERIDE) nach einer Fetteinnahme.
    • VLDL: Transport von TRIGLYCERIDEN und Cholesterin aus der Leber; wird zu IDL und LDL
    • LDL (Low-Density Lipoprotein): Bringt Cholesterin zu den Zellen; zu hohe Konzentrationen gefährden die Gesundheit
    • HDL (High-Density Lipoprotein): Sammelt überschüssiges Cholesterin und transportiert es zur Leber

    Rezeptorgekoppelte Endozytose (LDL)

    • LDL bindet an LDL-Rezeptoren zur Aufnahme in die Zelle
    • Atherosklerose: OxLDL wird von Makrophagen aufgenommen, was Plaquebildung fördert
    • HDL: Transportiert Cholesterin zur Leber zur Ausscheidung

    Statine

    • Hemmen die HMG-CoA-Reduktase (enzym bei Cholesterinsynthese)
    • Senken den LDL-Spiegel, dadurch weniger Plaquebildung
    • Beispiele: Atorvastatin (Lipitor)

    Regulation der Gluconeogenese und Glykolyse

    • ATP/AMP-Verhältnis regelt die Phosphofructokinase (PFK) in der Glykolyse.
    • Hohe Citratspiegel/Fructose-2,6-Bisphosphat (F-2,6-BP) verstärken die hemmende Wirkung von ATP auf PFK und fördern somit die Glykolyse (Gluconeogenese umgekehrt)
    • Gluconeogenese: Herstellung von Glucose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorstufen (z.B. Aminosäuren, Glycerin).

    Cori Zyklus

    • Der Cori-Zyklus ist ein Kreislaufprozess innerhalb des Körpers, der Lactat aus den Muskeln zur Leber (Gluconeogenese) transportiert und die Glucose zurück in die Muskeln.
    • Der Prozess liefert Energie für den Körper, auch unter Sauerstoffmangel.

    Glucagon

    • Produktion in den a-Zellen der Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse
    • Funktion: Erhöhung des Blutzuckerspiegels durch Glykogenabbau in Leber
    • Mechanismus: cAMP-Produktion → Wirkung auf Proteinkinase A → Glykogenolyse und Gluconeogenese

    Appetit hemmende Gene

    • Cholecystokinin (CCK): produziert im Dünndarm, fördert Sättigungsgefühl
    • Glucagon-like Peptide 1 (GLP-1): produziert im Darm, fördert Insulinsekretion, reduziert Glucagonfreisetzung, verzögert Magenentleerung → Sättigungsgefühl

    Zellzyklus

    • G1-Checkpoint (Restriktionspunkt): Entscheidung, ob die Zelle in die S-Phase eintreten soll.
    • G2/M-Checkpoint (DNA-Schäden-Checkpoint): Überprüfung, ob die DNA-Replikation vollständig abgeschlossen und unbeschädigt ist, bevor die Zelle in die Mitose eintritt.
    • Cyclins und CDKs: Steuern Übergang der Phasen (z.B. Cyclin D/CDK4, Cyclin E/CDK2, Cyclin B/CDK1).

    Tumor/Tumorsuppressor-Gene

    • Proto-oncogene: Regulieren Zellwachstum, wenn mutiert werden sie zu Onkogenen
    • Oncogene: Mutationen / übermäßige Expression von Proto-Onkogenen → unkontrolliertes Zellwachstum, Tumorbildung
    • p53, Rb: Tumorsuppressoren, stoppen/induzieren Apoptose, wenn DNA-Schaden detected. HPV p53 ausschalten → mehr Krebsrisiko

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