GPCRs Medizin lernen mit den Eselsbrücken von Meditricks.de

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Hier eine Vorschau,
wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

GPCRs Medizin lernen mit den Eselsbrücken von Meditricks.de

GPCRs

Inhaltliche Einleitung
Die Informations-Übermittlung zwischen den Zellen unseres Körpers ist auf verschiedene Wege möglich. Einer davon ist die Bildung von Botenstoffen (Hormone, Transmitter), welche die Information von der Senderzelle an spezifische Rezeptoren der Zielzelle übermitteln. Die Bindung des Botenstoffes an seinen Rezeptor löst eine Kette von biochemischen Prozessen in der Zellmembran und auch im Zellinneren aus. Die Signalinformation des extrazellulären Botenstoffes wird über den Rezeptor also in ein intrazelluläres Signal umgewandelt - in Form einer metabolischen bzw. physiologischen Reaktion der Zielzelle. Dieser wichtige Prozess wird Signaltransduktion genannt. Diese ist essentiell dafür, dass der Körper in der Lage ist, auf Veränderungen von Umweltbedingungen mit einer gezielten Umstellungen des Stoffwechsels oder der Genexpression in einzelnen Zellen bzw. Organen zu reagieren. An der Signaltransduktion sind verschiedene Rezeptoren, Proteine, Enzyme und Botenstoffe beteiligt, deren Funktionen und Wirkungsweisen wichtig zum Verständnis vieler physiologischer Prozesse sind. G-protein coupled receptors (GPCRs) stellen mit Hunderten bekannten Genen die größte Rezeptorgruppe dar.

Basiswissen

  • Allgemein > Aufbau

    G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) in Membran

    Geh-Proid-Zepter-Wachtürme in Membran-Mauer

    Die größte Familie der Membranrezeptoren bilden G-Protein gekoppelte Rezeptoren (engl. G-protein-coupled-receptors = GPCRs). Viele Signalstoffe binden an diese universellen Rezeptoren, um einen Effekt in der Zelle zu erzielen. Dies können Hormone (z.B. Adrenalin), Neurotransmitter (z. B. Acetylcholin), Cytokine oder Sinnesreize (z.B. Licht) sein.

  • Allgemein > Aufbau

    Extrazelluläre Domäne mit Rezeptor: Bindestelle für Liganden

    Dom mit Zepter: hier verheddern sich Fliganden

  • Allgemein > Aufbau

    7 transmembranäre Helices

    Wachtürme haben 7 Pfeiler (inkl. Turm) in der Stadtmauer

    GPCRs bestehen aus 7 Transmembranhelices (“heptahelical”), d.h. die 7 Proteinketten durchspannen schleifenförmig die Zellmembran und sind untereinander verbunden.

  • Allgemein > Aufbau

    Intrazellulärer Domäne (Bindestelle) für G-Proteine

    Innerhalb der Stadtmauer ist Dom für Geh-Proide

    Auf der zytosolischen Seite besitzen die Rezeptoren eine Domäne, an welche die G-Proteine binden. Der GPCR nimmt extrazellulär also das Signal des Liganden auf und leitet es intrazellulär an das G-Protein weiter.

  • Allgemein > Aufbau

    G-Proteine sind heterotrimer: α- & βγ-Untereinheit

    Geh-Proid: mit α-Hund an Leine & selbst zweiteiligem Körper (βγ)

    Die G-Proteine sind in die Membran eingelagerte Proteine, die aus 3 verschiedenen Untereinheiten bestehen (“heterotrimer”): einer α- (Gα) , β- (Gβ) und γ- (Gγ) Untereinheit. Die βγ-Untereinheit, trennt sich nicht. Die α- und γ-Untereinheit sind jeweils über einen Lipidanker in der Membran verankert. Der GPCR muss vom G-Protein klar getrennt werden.

  • ...

Expertenwissen

  • Allgemein > Aktivierung

    GPCR sind metabotrope Rezeptoren

    Meterbrot, Angriff auf Stoffwechselstadt

    GPCRs sind metabotrope Membranrezeptoren, die an eine Signalkaskade gekoppelt sind. Nach Ligandenbindung wird das Signal intrazellulär an Second Messenger weitergegeben, die wiederum den Metabolismus der Zelle beeinflussen. Welches G-Protein aktiviert/ welche Signalkaskade losgetreten wird, hängt ab vom Rezeptor und Liganden.

  • Allgemein > Aktivierung

    Gα besitzt intrinsische GTPase-Aktivität

    α-Wachhunde haben Hasen-Ohren

    Seine Wirkung kann das G-Protein beenden, indem es durch eine intrinsische GTPase-Aktivität der Gα-Untereinheit das gebundene GTP zu GDP und Phosphat spaltet und sich somit selbst inaktiviert. Nun kann sich die α-Untereinheit wieder mit dem β- und γ-Komplex verbinden und der Zyklus kann von Neuem ablaufen.

  • Allgemein > Aktivierung

    Unterschiedliche Liganden – gleiche Signalkaskade

    Unterschiedliche Fliganden – lösen gleichen Alarm aus

    Die GPCRs kommen an sehr vielen unterschiedlichen Stellen im Körper vor und werden von ganz unterschiedlichen Liganden aktiviert. Die durch die verschiedenen G-Proteine induzierten Signalkaskaden laufen aber immer nach demselben Schema ab und setzen dieselbe Signalkaskade in Gang!

  • ...

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