biomembranen — chemie und aufbau der...
TRANSCRIPT
Biomembranen — Chemie und Aufbau der Glycolipide(tierische Zelle)
• Glycolipide sind Bestandteil der Glycocalyx tierischer Zellen;
• Glycolipide nur auf der Außenseite der Cytoplasmamembran;
• wichtige Erkennungsmerkmale, z.B. Gangliosid GM1 = Bindungspartner für Choleratoxin, vermittelt Eindringen des Toxins in die Zelle —> erhöhter H2O- und Na+-Ausstrom ins Intestinum —> Durchfall
GalGangliosid GM1
Biomembranen als Träger der
BlutgruppenantigeneAB0-System:• 1901 vom österreichischen Bakteriologen Karl Landsteiner (1868-1943, 1930 Nobelpreis für Medizin) entdeckt • spezielle Zuckerstrukturenauf der Oberfläche von Erythrozyten, aber auch von Leukozyten und Thrombozyten• Blutgruppe 0: bildet Antikörper gegen A und B• Blutgruppe A: bildet Ak gegen B• Blutgruppe B: bildet Ak gegen A
gegen 0 werden keine Ak gebildet => ursprüngl.: Blutgruppe 0 als UniversalspenderBlutgruppe AB als UniversalempfängerBluttransfusion: Erythrozytenkonzentrat ohne Serum mit Antikörpern
0-Antigen
Sphi
ngos
in
Fettsäure
Glc Gal GalNAc Gal
Fuc
Sphi
ngos
in
Fettsäure
Glc Gal GalNAc
Fuc
Gal Gal B-AntigenSp
hing
osin
Fettsäure
Glc Gal GalNAc
Fuc
GalNAc A-AntigenGal
Biomembranen als Träger der
Blutgruppenantigene
Lectine — „DʻAdamos Blutgruppen
diät“
„Der Sommerschlager 2000“
Blutgruppendiät?
Lectine — Interaktion mit Biomembranen
Lectine sind• an spezifische Kohlenhydrate bindende Glykoproteine• ubiquitär vorkommend, v.a. im Samen in größeren Mengen• binden im Darm an Oberflächenglykoproteine, führen zu Funktionsstörungen im Verdauungstrakt
Lectinklassen:• Galectine = Lectine in Tieren mit Galactose-Spezifität• C-Typ-Lectine = Calcium-abhängige Lectine in Tieren: Selectine (bei Entzündungsprozessen wichtig, spez. für Sialinsäure), Collectine (spez. für Mannose, wichtig für angeborenes Immunsystem)• Fabaceae-Lectine = große Gruppe, mit unterschiedlichen Spezifitäten, toxisch• Ricin = extrem toxisches Lectin aus Ricinus communis, inaktiviert 60S ribosomale Untereinheit• Mistel-Lectine = sind immunstimulierend, sollen bei Krebstherapien adjuvant wirksam sein
Biomembranen — Chemie und AufbauÜbersicht: Lipide
Cholesterol
Glyc
erin
Fettsäure
Fettsäure
Fettsäure
Triacylglycerine
Speicherfette(neutral)
Glyc
erin
Fettsäure
Fettsäure
PO4 Alkohol
Sphi
ngos
in
Fettsäure
PO4 Cholin
Sphi
ngos
in
Fettsäure
Mono- oderOligosaccharid
GlycolipidePhospholipide
Glycerophospholipide Sphingolipide
Membranlipide(polar)
Sphingolipide
Bei Pflanzenzellen:• Glycerin immer Grundbaustein• nur in Plastidenmembran• Zuckerbestandteil: Galactose(n) (—> Galactolipide) oder Sulfochinovose (—> Sulfolipide)
Biomembranen — Chemie und Aufbau der Glycolipide
(pflanzliche Zelle)
aus Bresinsky et al.: Strasburger – Lehrbuch der Botanik
Biomembranen — Chemie und Aufbau der Glycolipide
(pflanzliche Zelle)
aus Weiler/Nover: Allgemeine und molekulare Botanik
Biomembranen — Chemie und Aufbau der Membranlipide: Steroide
hydrophiler „Kopf“
lipophiler „Schwanz“
amphiphile Bausteine
Cholesterol: Haupt-Steroid bei tierischen Membranen
Biomembranen — Chemie und Aufbau der Membranlipide: Steroide
hydrophiler „Kopf“
lipophiler „Schwanz“amphiphile Bausteine
Cholesterol: nur in Spuren bei Pflanzenzellen, v.a. Stigmasterol und Sitosterin als Glykoside vorhanden
Biomembranen — Chemie und Aufbau der Membranlipide: Steroide
hydrophiler „Kopf“
lipophiler „Schwanz“amphiphile Bausteine
Cholesterin wichtig für:• Membranfluidität• Transport von Fettsäuren im Blut• Biosynthese von Gallensäuren, Steroidhormonen,
Vitamin D und D-Hormon
Biomembranen — Verteilung der Membranlipide
Biomembranen — Verteilung der Membranlipide
Lipid Massenanteil [%]Massenanteil [%]Massenanteil [%]Massenanteil [%]Massenanteil [%]Massenanteil [%]LipidLeberplasma-
membranErythrozyten-plasmamem-
bran
Myelin Mitochondrien-membran
ER E. coli
Cholesterin 17 23 22 3 6 —Phosphatidyl-ethanolamin
7 18 15 35 17 70
Phosphatidyl-serin
4 7 9 2 5 —
Phosphatidyl-cholin
24 17 10 39 40 —
Sphingomyelin 19 18 8 — 5 —Glycolipide 7 3 28 — — —Andere 22 13 8 21 27 30
Biomembranen — Verteilung der Membranlipide
Lipid Massenanteil [%]Massenanteil [%]Massenanteil [%]Massenanteil [%]Massenanteil [%]Massenanteil [%]LipidLeberplasma-
membranErythrozyten-plasmamem-
bran
Myelin Mitochondrien-membran
ER E. coli
Cholesterin 17 23 22 3 6 —Phosphatidyl-ethanolamin
7 18 15 35 17 70
Phosphatidyl-serin
4 7 9 2 5 —
Phosphatidyl-cholin
24 17 10 39 40 —
Sphingomyelin
19 18 8 — 5 —Glycolipide 7 3 28 — — —Andere 22 13 8 21 27 30
asymmetrische Verteilung der Membranlipide:• extrazelluläre Hälfte fast nur Phosphatidylcholin und Sphingomyelin• innere Hälfte fast nur Phosphatidylethanolamin und Phosphatidylserin• nur in extrazellulärer Hälfte sind Glycolipide
Biomembranen — Verteilung der Membranlipide
β2-Glycoprotein 1(Plasma)
Physiologisch, gesunde Zelle
Unphysiologisch, kranke/nekrotische Zelle
Ansatz für Tumortherapie: Antikörper „markiert“ geschädigte Endothelzellen, die vom Immunsystem eliminiert werdenBavituximab in Phase II
Biomembranen bei lysosomalen
Speicherkrankheiten
• bei einigen seltenen aber schweren Erkrankungen können Membranlipide nicht abgebaut werden• können nur durch Enzymsubstitution therapiert werden
X = H: Ceramid