Zellstrukturen und ihre Funktionen — Raues Endoplasmatisches
Retikulum
ER-Membranfluss in Tabak-Zellen
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Raues Endoplasmatisches Retikulum
rER einer Drüsenzelle: Ergastoplasma = Stapel paralleler ER-Zisternen
• besonders ausgeprägt in Drüsenzellen• dann meist nur wenig oder kein glattes ER vorhanden
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Glattes Endoplasmatisches Retikulum
Lipid-, Steroid-, Membransynthese Hydroxylierungen, Biotransformationen (Cytochrom P450)Flavonoid- und TerpenoidsyntheseLeitenzym: Glucose-6-Phosphatase
= agranuläres ER• v.a. in Zellen mit hoher Lipidstoff-wechselaktivität, steroidproduzie-rende Zellenz.B. in einer Öldrüsenzelle der Klette (rechts)
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Glattes Endoplasmatisches Retikulum
Hepatozyten mit viel glattem ER • bilden Lipoproteinpartikel, die Lipide zu anderen Körperstellen transportieren• beteiligt am Kohlenhydrat-Metabolismus: Glucose-6-Phosphatase in Membran —> Abbau von Glycogen• mit Entgiftungsenzymen, z.B. Cytochrom P450-Familie: wasserunlösliche Metaboliten oder Gift werden ausreichend wasserlöslich (Hydroxylierung), damit sie ausgeschieden werden; z.T. erst „Giftung“ durch P450-Hydroxylierung (Aflatoxine!) bzw. „Aktivierung“ von Arzneistoffen (Contergan® = Thalidomid); Adaptation z.B. in Gegenwart von Phenobarbital: glattes ER mit Enzymen wird erweitert, um „Entgiftung zu schaffen“• Testung von Arzneistoffen nach Inkubation mit Mikrosomen = Membranpräparation aus Endoplasmatischem Retikulum
H3C
ON
CH3
CH3
H3C
ON
CH3
CH3
OH
H3C
ONH
CH3
H3C
ONH
CH3
OH
Tamoxifen
CYP2D6(CYP2B6, CYP2C9,CYP2C19, CYP3A)
4-Hydroxy-tamoxifen
CYP3A4/5
CYP3A4/5(CYP2C9 und andere
Isoformen)
CYP2D6
N-Desmethyl-tamoxifenEndoxifen
Exkurs: Cytochrom-P450-Enzyme
Arzneistoff
Wirkstoff
SERM beiMammakarzinom
Mutationen und Polymorphismen
Veränderungen im Genom
Genmutationz.B. Punktmutation
< 1 % in untersuchterPopulation
single nucleotidepolymorphism (SNP)
> 1 % in untersuchterPopulation
Spartein/Debrisoquin Polymorphismus (CYP2D6)
PhänotypisierungMetabolischer Quotient (metabolic ratio, MR)
[Testsubstanz][Metabolit]
12
10
8
6
4
2
00.1 101
Zahl
Indi
vidu
en
MR
Spartein = Alkaloid aus z.B. Sarothamnus scoparius, wirkt antiarrhythmisch
langsameMetabolisierer
schnelleMetabolisierer
.
Spartein/Debrisoquin Polymorphismus (CYP2D6)
Genotypisierung
langsameMetabolisierer
schnelleMetabolisierer
12
10
8
6
4
2
00.1 101
wt/wt
mut/mutwt/mut
Zahl
Indi
vidu
en
MR
H3C
ON
CH3
CH3
H3C
ON
CH3
CH3
OH
H3C
ONH
CH3
H3C
ONH
CH3
OH
Tamoxifen
CYP2D6(CYP2B6, CYP2C9,CYP2C19, CYP3A)
4-Hydroxy-tamoxifen
CYP3A4/5
CYP3A4/5(CYP2C9 und andere
Isoformen)
CYP2D6
N-Desmethyl-tamoxifenEndoxifen
Exkurs: Cytochrom-P450-Enzyme
Problem:langsame Metabolisiererinnen haben evtl. zu wenig Wirkstoff!
Klinisch relevante Substrate für CYP2D6nach Linder et al. (1997) Clin Chem 43:254-266
Antiarrhythmika! Amiodaron! Encainid! Flecainid! Mexilitin! N-Propylamalin! Propafenon! Spartein
Antidepressiva! Imipramin! Desimipramin! Amitriptylin! Nortriptylin! Clomipramin
Beta-Blocker! Propranolol! Timilol! Bufuralol! Metoprolol
Neuroleptika! Perphenazin! Thioridazin
Andere! Codein! Debrisoquin! Amphetamine (Ecstasy!)! Indoramin! Phenformin
1. deckt 29 bekannte Polymorphismen von CYP2D6 und 2 wichtige Polymorphismen von CYP2C19 ab
2. > 15.000 25-mer Oligo-nukleotiden für beide DNA-Stränge
3. Blutprobe des Patienten4. Isolierung der DNA aus den
Blutzellen5. PCR der relevanten DNA-
Bereiche6. DNA-Hybride „leuchten“
Pharmakogenomic: AmpliChip CYP450
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Glattes Endoplasmatisches Retikulum
• in quergestreifter Muskulatur: sarkoplasmatisches Retikulum = Calciumspeicher
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Dictyosomen und Golgi-Apparat
Golgi-Apparat = Gesamtheit aller Dictyosomenbei Pflanzenzellen:• einzelne Dictyosomen, unregelmäßig in der Zelle verteilt = dispers• an der Produktion von Zellwandmaterial beteiligt• in Siebröhren aufgelöst
Bildung der Plasmamembran und sekretorischer Vesikel, Bildung der Mittellamelle und primären Zellwand (Pflanzen!)Proteinglykosylierung, -prozessierungLeitenzym: Galactosyltransferase
bei tierischen Zellen:• Dictyosomen liegen in charakteristischer Form zu anderen Organellen = retikulär• posttranslationale Modifikation von Proteinen
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Dictyosomen, Golgi-Apparat
bei Algen/Wasserpflanzen:Wassersekretion über Golgi-Vesikel (Vakuolen)
Dictyosom quer und flach geschnitten
Unterscheidung zwischen:Cis, dem ER zugewandtMedianTrans, der Plasmamembran zugewandt
Zellstrukturen und Ihre Funktionen — Dictyosomen, Golgi-Apparat
Bildungsgewebe (Säugetiere) Sekret
Nervenzellen Neurosekrete
Bauchspeicheldrüse Enzyme
Magenschleimhaut Schleimsubstanzen
Milchdrüsen Nahrungsproteine
Hypophyse, Schilddrüse, Nebenschilddrüse, Nebennierenmark, Plazenta
Hormone
Plasmazellen Antikörper
Zellstrukturen und Ihre Funktionen — Endoplasmatisches Retikulum/Golgi-ApparatFunktion:• Sekretion von extrazellulären Proteinen, Transport der membranständigen ProteineUnterscheidung zwischen kontinuierlicher Sekretion: z.B. in Hepatozyten, undregulierter Sekretion: z.B. in Pankreaszellen, wobei die Sekretion erst nach erfolgtem Stimulus von außen stattfindet, z.B. Insulinsekretion über Präproprotein: Signalpeptid – B-Kette – C-Peptid – A-Kette• posttranslationale Modifikationen wie Glykosylierung, Sulfatierung, Phosphorylierung, Acylierung• Endkontrolle für Richtigkeit der Protein: falsch gefaltete Proteine werden der Autophagie zugeführt; z.T. akkumulieren Proteinmutanten (z.B. α1-Antitrypsin) im Membransystem
Top Related