Biokémia, molekuláris és sejtbiológia

Tartalom
I. FEJEZET: MAKROMOLEKULÁK SZERKEZETE ÉS MÛKÖDÉSE
I/1. Fehérjék szerkezete és fehérjeszerkezet kialakulását segítõ sejtes
mechanizmusok ..................................... 2
Csermely Péter, Sõti Csaba
I/1.1. Aminosavak és peptidek ..............................2
I/1.2. A fehérjék szerkezete. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
I/1.3. A fehérjék szerkezetét kialakító és stabilizáló erõk . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
I/1.4. A fehérjék szerkezetének denaturációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
I/1.5. A fehérjék szerkezetének kialakulása in vitro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
I/1.6. A fehérjeszerkezet kialakulásának termodinamikai viszonyai. . . . . . . . . . . . 14
I/1.7. Különbségek az in vitro és in vivo fehérjeszerkezet kialakulás között. . . . . . . . 15
I/1.8. A fehérjék szerkezetének kialakulása és megõrzése a sejtben, a chaperonok. . . . 16
I/2. Enzimológia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Kukor Zoltán
I/2.1. Enzimek elnevezése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
I/2.2. Enzimkatalízis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
I/2.3. Enzimaktivitás mértékegységei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
I/2.4. Enzimek specificitása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
I/2.5. Enzimkinetika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Michaelis–Menten-kinetika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Több szubsztrátos enzimek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Kinetikailag perfekt enzimek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Az enzimreakciók gátlása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Enzimaktivitás szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
I/2.6. Medicinális enzimkinetika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Enzimek mennyiségi meghatározása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Enzimatikus koncentrációmérés (metabolitmeghatározás) . . . . . . . . . . 28
I/3. Hemoglobin: az oxigénszállítás biokémiája . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Mandl József
I/3.1. A hemoglobin szerkezete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
I/3.2. A hemoglobin oxigénkötése, -leadása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
I/3.3. A hemoglobin CO2- és NO-kötése. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
I/3.4. Haemoglobinopathiák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
I/4. Proteázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Kereszturi Éva
I/4.1. Szerin-proteázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Limitált proteolízis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Szubsztrátspecificitás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Katalízis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Sav-bázis katalízis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Kovalens katalízis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Egyéb szerin-proteázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
III
Szerin-proteáz-inhibitorok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
I/4.2. Metalloproteázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Katalízis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
I/4.3. Savanyú proteázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Aktiválódás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Katalízis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
I/4.4. Cisztein-proteázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
I/4.5. Egyéb proteázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
I/5. A hemosztázis biokémiája . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Keszler Gergely
I/5.1. Áttekintés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
I/5.2. A véralvadás szerin-proteáz rendszere és annak szabályozása . . . . . . . . . . . 44
I/5.3. A trombinaktivitás kontrollja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Plazma-proteázinhibitorok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
A protein C/protein S rendszer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
I/5.4. A véralvadék feloldása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
I/6. Transzporterek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Lizák Beáta
I/6.1. Diffúzió biológiai membránonkon keresztül. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
I/6.2. Fehérjemediált transzport. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
I/6.3. Transzportfolyamatok energetikája . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
I/6.4. Carrier típusú transzporterek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Passzív transzport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Glukóztranszporterek (GLUT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Klorid-bikarbonát antiporter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Aktív transzport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
P-típusú pumpák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
F-típusú pumpák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
V-típusú pumpák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
ABC-transzporterek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
I/6.5. Csatornák. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Aquaporinok. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
I/6.6. A sejtek Ca2+-homeosztázisa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
A citoszól Ca2+-koncentrációját emelõ transzportfolyamatok . . . . . . . . . 70
Ca2+-csatornák a plazmamembránban . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Ca2+-felszabadulás intracelluláris raktárakból . . . . . . . . . . . . . . . 71
Az intracelluláris Ca2+-szintet csökkentõ transzportfolyamatok . . . . . . 71
I/7. A nukleinsavak felépítése, szerepe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Rónai Zsolt
I/7.1. Replikáció. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A genetikai információ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Prokarióta replikáció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Eukarióta replikáció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
I/7.2. DNS-károsodás, hibajavítás, mutációk és polimorfizmusok . . . . . . . . . . . . 84
DNS-károsodások és azok javítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Mutációk és polimorfizmusok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
IV TARTALOM
I/8. Transzkripció: a DNS-ben tárolt információ átírása RNS-re . . . . . . . . . . . . 89
Sasvári Mária
I/8.1. A transzkripció fõ jellemzõi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
A DNS-függõ RNS-polimerázok által katalizált reakció . . . . . . . . . . . . 91
A prokarióta transzkripció jellegzetességei . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Transzkripció eukariótákban és az elsõdleges transzkriptum érése . . . . . . 93
Az eukarióta DNS-függõ RNS-polimerázok . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Az eukarióta mRNS érési folyamata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Alternatív intronkivágás (alternative splicing) . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Az eukarióta riboszomális RNS-ek és a tRNS-ek érése . . . . . . . . . . . . . 96
Az RNS-ek nukleáris exportja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
I/8.2. A transzkripció szabályozása prokariótákban . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Az E. coli lac operonjának mûködése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
I/9. A génkifejezõdés szabályozása eukariótákban, epigenetikai módosulások . . . 101
Nemoda Zsófia
I/9.1. A transzkripció kromatinszintû szabályozása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Hisztonmódosítások . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
A DNS metilációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Géninaktiváló folyamatok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
I/9.2. Az eukarióta transzkripció iniciáció jellegzetességei . . . . . . . . . . . . . . . 104
I/9.3. Az eukarióta transzkripciós faktorok szerkezeti motívumai . . . . . . . . . . . . 107
I/9.4. Az eukarióta mRNS képzési és érési folyamatainak szabályozása a
sejtmagban . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Alternatív promoter használata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Alternatív splicing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
RNS szerkesztés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
I/9.5. Az eukarióta mRNS stabilitásának szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
A mRNS lebomlásának tényezõi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
A mikroRNS szabályozási mechanizmusa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
I/10. A genetikai kód és a fehérjeszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Mészáros Tamás
A genetikai kód. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
A fehérjeszintézis adaptorai, tRNS-ek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
A genetikai kód értelmezése, aminoacil-tRNS-szintetázok . . . . . . . . . . 116
A fehérjeszintézis helyszíne, riboszóma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Transzláció, a peptidlánc kialakulása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
I/11. A transzláció szabályozása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Mészáros Tamás
I/12. A fehérjék poszttranszlációs módosítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Mészáros Tamás
I/13. Proteaszomális fehérjedegradáció. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Mészáros Tamás
TARTALOM V
I/14. Géntechnika, biotechnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Rónai Zsolt
I/14.1. Polimeráz láncreakció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
A PCR-termék detektálása: DNS elektroforetikus analízise . . . . . . . . . . 145
A valós idejû PCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
I/14.2. Mutációk és polimorfizmusok vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Ismétlõdési variációk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
SNP-k és pontmutációk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Restrikciós fragmentum hosszúság polimorfizmus . . . . . . . . . . . . . 148
DNS-szekvenálás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
SNP-k és pontmutációk vizsgálata valós idejû PCR-rel . . . . . . . . . . . . 150
I/14.3. Rekombináns DNS elõállítása és alkalmazása . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
A DNS-konstrukció elõállítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
I/14.4. A génkifejezõdés vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
RT-PCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
DNS-chip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Fehérjék kimutatásának lehetõségei. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
I/15. Rendszerbiológia (systems biology), bioinformatika, hálózatok . . . . . . . . 161
Csermely Péter, Kapuy Orsolya
I/15.1. Rendszerbiológia (systems biology). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Szabályozási motívumok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Alkalmazott módszerek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
A sejtciklus szabályozási hálózatának feltérképezése . . . . . . . . . . . . 164
A jelátviteli hálózatok tanulmányozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Virtuális sejt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
I/15.2. Bioinformatika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
A bioinformatika alapjai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Adatbázisok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Szekvenciavizsgálat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Szerkezeti bioinformatika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
I/14.3. A hálózatok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
A biológiai hálózatok legfontosabb tulajdonságai. . . . . . . . . . . . . . 172
A biokémiai és molekuláris biológiai rendszerek legfontosabb
hálózatai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
II. FEJEZET: BIOENERGETIKA ÉS ANYAGCSERE
II/1. Bioenergetika, oxigénmetabolizmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Mandl József
II/1.1. Az energiatranszformáció – metabolizmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
II/1.2. Csoportátvitel – kapcsolt reakciók . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Foszforil-transzfer szerepe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Elektronátvitel szerepe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Az elektrontranszfer és a foszforiltranszfer szabályozó szerepe
a metabolizmusban. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
II/1.3. Oxigén szerepe a hatékony energiatranszformációban . . . . . . . . . . . . . 188
Oxidoreduktázok a metabolizmusban. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Oxidázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Dehidrogenázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
VI TARTALOM
Hidroperoxidázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Oxigenázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Az oxigén tökéletlen redukciója . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
A biológiailag jelentõs ROS-molekulák és keletkezésük . . . . . . . . . 190
A ROS károsító hatásai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
A ROS eliminálása, az antioxidáns védelem mechanizmusai . . . . . . . 192
II/2. Glikolízis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Csala Miklós
II/2.1. A glikolízis fázisai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Az elsõ fázis lépései. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Hexokináz–glukokináz (HK–GK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Foszfohexóz-izomeráz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Foszfofruktokináz-1 (PFK1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Aldoláz(ok) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Foszfotrióz-izomeráz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
A második fázis lépései . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Foszfoglicerát-kináz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Foszfoglicerát-mutáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Enoláz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Piruvát-kináz (PK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
II/2.2. A glikolízis folytatása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
II/2.3. Glikolízis a vörösvértestben – a 2,3BPG útvonal . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Biszfoszfoglicerát-mutáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
2,3-Biszfoszfoglicerát-foszfatáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
II/2.4. A glikolízis energiamérlege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Szubsztrát szintû foszforiláció. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Oxidatív foszforiláció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
II/3. Piruvát-dehidrogenáz komplex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Csala Miklós
A piruvát oxidatív dekarboxilációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
A piruvát-dehidrogenáz komplex építõelemei . . . . . . . . . . . . . . . . 206
A piruvát-dehidrogenáz komplex által katalizált folyamat . . . . . . . . . . 206
Piruvát-dehidrogenáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Dihidrolipoil-transzacetiláz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Dihidrolipoil-dehidrogenáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
A piruvát-dehidrogenáz komplex kitüntetett metabolikus szerepe. . . . . . 208
A piruvát-dehidrogenáz komplex szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . 209
Allosztérikus szabályozás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
Foszforiláció/defoszforiláció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
II/4. Citrátkör . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Csala Miklós
II/4.1. A citrátkör lépései. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Citrát-szintáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Akonitáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
TARTALOM VII
Izocitrát-dehidrogenáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
a-Ketoglutarát-dehidrogenáz (komplex) . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Szukcinil-KoA-szintetáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Szukcinát-dehidrogenáz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Fumaráz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Malát-dehidrogenáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
II/4.2. A citrátkör összetett funkciója. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
A citrátköri intermedierekbõl kiinduló útvonalak . . . . . . . . . . . . . . 216
Zsírsav- és koleszterinszintézis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Aminosavak szintézise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Glukózszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Porfirinszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
A citrátköri intermedierekben végzõdõ útvonalak – anaplerózis . . . . . . . 217
Piruvát-karboxiláz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Aminosavak lebontása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Páratlan szénatomszámú zsírsavak lebontása . . . . . . . . . . . . . . 219
II/4.3. A citrátkör szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
II/4.4. A citrátkör energiamérlege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Szubsztrát szintû foszforiláció. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Oxidatív foszforiláció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
II/5. Oxidatív foszforiláció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Csala Miklós
II/5.1. A légzési lánc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Begyûjtõ szakasz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
NADH:KoQ-reduktáz (I. komplex) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Szukcinát:KoQ-reduktáz (II. komplex) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Mitokondriális glicerin-3-foszfát-dehidrogenáz . . . . . . . . . . . . . 224
ETF-dehidrogenáz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Közös szakasz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
KoQH2:citokróm-c-reduktáz (III. komplex) . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Citokróm c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Citokróm-c-oxidáz (IV. komplex). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
II/5.2. Az elektrontranszferhez kapcsolt ATP-termelés . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
ATP-szintáz, azaz FoF1 ATP-áz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
Az elektrokémiai gradiens kapcsoló szerepe – a kemiozmotikus elmélet . . . 227
Elektromos és kémiai gradiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
II/5.3. Az oxidatív foszforiláció szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
II/5.4. Az oxidatív foszforiláció energiamérlege – a P/O hányados . . . . . . . . . . . 228
Az ATP-termeléshez kapcsolódó transzportok. . . . . . . . . . . . . . . . 228
ATP/ADP antiport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Pi
/OH– antiport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Egy oxigénatomra jutó ATP-keletkezés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
II/5.5. A citoplazmában termelt NADH felhasználása. . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Malát-aszpartát útvonal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
II/5.6. Az oxidatív foszforiláció a metabolizmus mozgató rugója . . . . . . . . . . . . 232
VIII TARTALOM
II/6. Glukoneogenezis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Kardon Tamás
II/7. A glikolízis és a glukoneogenezis szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Kardon Tamás
II/7.1. A glikolízis szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
II/7.2. A glukoneogenezis szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
II/8. A fruktóz és a galaktóz metabolizmusa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Kardon Tamás
II/8.1. A fruktóz anyagcseréje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
II/8.2. Galaktóz anyagcseréje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
II/9. A glikogén anyagcseréje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Kardon Tamás
II/9.1. Glikogénszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
II/9.2. Glikogenolízis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
II/9.3. A glikogénszintézis szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
II/9.4. A glikogenolízis szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
II/9.5. A glikogénszintézis és -lebontás koordinált szabályozása . . . . . . . . . . . . 256
Szabályozás fokozott glukózigény esetén – vércukorszint esése étkezések
között/éhezésben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Szabályozás fokozott glukózkínálat esetén – vércukorszint emelkedése
táplálkozás során/után . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
II/10. A pentóz-foszfát ciklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Kardon Tamás
II/10.1. A pentóz-foszfát-ciklus szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
II/11. Lipidek anyagcseréje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Hrabák András
II/11.1. A lipidek általános tulajdonságai. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
II/11.2. A lipidek raktározása és szállítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
II/11.3. A zsírok emésztése és felszívódása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
II/11.4. A zsírok mobilizálása a zsírszövetbõl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
II/11.5. A zsírsavak oxidációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Zsírsavoxidáció éhezésben – a ketontestek szintézise . . . . . . . . . . . . 271
II/11.6. Zsírsav-bioszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
II/11.7. A trigliceridek szintézise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
II/11.8. Egyéb glicerolipidek anyagcseréje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
II/11.9. A szteránvázas vegyületek anyagcseréje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
A koleszterinszintézis szabályozott enzime a HMG-KoA-reduktáz . . . . . . 287
Az epesavak anyagcseréje és annak szabályozása . . . . . . . . . . . . . . 289
A koleszterin szállítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Hormonhatású szteránvázas vegyületek szintézise . . . . . . . . . . . . . 293
A szteroid hormonok szintézise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
II/11.10. Az eikozanoidok anyagcseréje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
TARTALOM IX
II/12. Aminosavak anyagcseréje, ornitinciklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Vér Ágota
II/12.1. Az aminosavak fõ reakciótípusai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Transzaminálás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
A glutamát-dehidrogenáz központi szerepe. . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Aminosav-oxidázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Az aminosavak dekarboxilezése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
Egy szénatomos töredékek keletkezése az aminosav-anyagcserében . . . . 302
A nitrogén sorsa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
Ammónia megkötése és transzportja . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
Az ureaszintézis szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Ureaszintézis enzimei az extrahepatikus szövetekben . . . . . . . . . . 308
Az ureaszintézis zavarai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
II/12.2. Aminosavak lebontása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Aszparagin, aszparaginsav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Glutamin, glutaminsav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Prolin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Arginin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Hisztidin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Alanin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Szerin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Glicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Cisztin, cisztein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
Hidroxiprolin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Fenilalanin, tirozin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Triptofán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Lizin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Treonin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Metionin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
Valin, izoleucin, leucin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
II/12.3. Aminosavak szintézise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
Glutamát és glutaminszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
Alanin és aszpartát, aszparaginszintézis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
Prolin, argininszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Szerinszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Glicinszintézis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Ciszteinszintézis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Hidroxi-aminosavak kialakulása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Szelenociszteinszintézis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
II.13. Porfirin- és vasanyagcsere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Vér Ágota
II.13.1. A porfirinváz felépítése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
II/13.2. A porfirinek bioszintézise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
II/13.3. A hemszintézis szabályozása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
A hemszintézis zavarai, porfíriák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
II/13.4. Vasanyagcsere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
A hem lebontása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Hemlebontás zavarai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
X TARTALOM
II/14. A nukleotidok anyagcseréje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Keszler Gergely
II/14.1. A nukleotidok felépítése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
II/14.2. A nukleotidok bioszintézise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
A purin nukleotidok de novo bioszintézise . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
A pirimidin nukleotidok de novo bioszintézise . . . . . . . . . . . . . . . 342
A dezoxiribonukleotidok szintézise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
A timin nukleotidok keletkezése. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
Mentõ (salvage) reakciók . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
II/14.3. A nukleotidok egymásba történõ átalakulása . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
II/14.4. A nukleotidok lebontása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
A purin nukleotidok lebontása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
A pirimidin nukleotidok lebontása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
II/15. A szervezet anyagcseréjének összehangolt szabályozása. . . . . . . . . . . . 353
Müllner Nándor
Jóllakott állapot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Éhezés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
Éhezõ sejtek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Elágazási pontok az anyagcserében. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Glukóz-6-foszfát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
UDP-glukóz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
Piruvát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Oxálacetát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Acetil-KoA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Patológiás állapotok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Éhezés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Kövérség, obezitás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
II/16. Biotranszformáció – gyógyszer-metabolizmus – méregtelenítés . . . . . . . . 367
Mandl József
II/16.1. A biotranszformáció folyamata, fázisai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
A biotranszformáció elsõ, elõkészítõ fázisa . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
A biotranszformáció második, konjugációs fázisa . . . . . . . . . . . . . . 371
Glukuronidáció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
Szulfatálás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
Glutationkonjugáció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
Metilezés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
A biotranszformáció harmadik fázisa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
A biotranszformáció jelentõsége . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
II/17. Alkoholmetabolizmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
Csala Miklós
II/17.1. Az alkohol mint tápanyag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
II/17.2. Az alkohol mint xenobiotikum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Egyéni különbségek az alkohol metabolizmusában . . . . . . . . . . . . . 378
TARTALOM XI
III. FEJEZET: JELÁTVITEL, CELLULÁRIS ÉS SZUBCELLULÁRIS BIOKÉMIA
III/1. Jelátvitel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
Buday László, Sipeki Szabolcs
III/1.1. A receptorok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
III/1.2. Protein-kinázok és foszfoprotein-foszfatázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
A protein-kinázok. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
Foszfoprotein-foszfatázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
III/1.3. Protein domének a jelátvitelben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
III/1.4. A GTP-kötõ fehérjék . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
A heterotrimer G-fehérjék. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
A kis G-fehérjék. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
III/1.5. Inozitol-foszfolipidekkel mûködõ jelpályák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
A inozitol-foszfolipidek hidrolízise mint jeltovábbító lépés. . . . . . . . . . 393
A Ca2+ intracelluláris mediátor szerepe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
A diacil-glicerin a protein-kináz-C aktivátora . . . . . . . . . . . . . . . . 394
A foszfatidil-inozitol 3-kináz segítségével mûködõ jelpálya . . . . . . . . . 395
III/1.6. Jeltovábbítás ciklikus purin nukleotidokkal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
A cAMP-jelpálya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Jelátvitel cGMP-vel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
III/1.7. A tirozin-kinázokkal mûködõ jelpályák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
A növekedési faktorok jelátvitele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
Az inzulin jeltovábbító rendszere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
Nem-receptor tirozin-kináz segítségével aktiválódó jelpályák:
a JAK-Stat jelpálya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
III/1.8. Jelátvitel receptor szerin/treonin-kinázokkal: a TGFb jelpálya . . . . . . . . . . 408
III/1.9. Jelátvitel foszforilációval szabályozott fehérjebontás segítségével:
az NFkB jelpálya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
III/1.10. A magi receptorok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
III/2. Intracelluláris jelek érzékelése és a hozzájuk kapcsolódó jelátviteli pályák . . . 415
Bánhegyi Gábor
III/2.1. mTORC1, az intracelluláris jelek fõ integrátora . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Aminosavérzékelés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
Növekedési faktorok hatása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
Energiatöltöttség érzékelése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
Stressz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
mTORC1 szubsztrátok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
Az autofágia szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
Mitokondrium biogenezis és más transzkripciós szintû mTORC1-hatások . . 418
III/2.2. Az energiatöltöttség érzékelése – az AMP-kináz . . . . . . . . . . . . . . . . 418
Az AMPK anyagcserehatásai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
III/2.3. Oxigénérzékelés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
III/3. Kronobiokémia (a cirkadián óra biokémiája) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
Bánhegyi Gábor
III/3.1. A központi oszcillátor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
III/3.2. Bemenõ jelpályák – „Zeitgeber”-ek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
A cirkadián óra metabolikus szabályozása. . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
XII TARTALOM
Redox szabályozás: NAD+/NADH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
Energiatöltöttség: AMP/ATP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
Oxigénérzékelés: hem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
III/3.3 Kimenõ jelpályák – a génexpresszió szabályozása óramechanizmusokkal . . . . 426
III/3.4. A cikadián óra szerepe a humán patológiában . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
III/4. Az eukarióta sejtciklus szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
Csala Miklós
III/4.1. A sejtciklus fázisai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
Ellenõrzési pontok a ciklus során . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
Restrikciós pont és G1/S ellenõrzési pont. . . . . . . . . . . . . . . . . 429
G2/M ellenõrzési pont . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
M (metafázis vagy mitotikus orsó) ellenõrzési pont . . . . . . . . . . . 431
III/4.2. Ciklinek, ciklinfüggõ kinázok és inhibitoraik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
Ciklin kötõdése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
Foszforiláció/defoszforiláció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
Gátló fehérje kötõdése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
A G1 fázis és átmenet az S fázisba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
A G2 /M átmenet szabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
III/4.3. DNS-hibák ellenõrzése a ciklus során . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
ATR-CHK1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
ATM-CHK2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
III/4.4. A p53 fehérje szerepe a sejtciklus szabályozásában . . . . . . . . . . . . . . . 440
A p53 mennyiségének és aktivitásának szabályozása . . . . . . . . . . . . 440
A p53 fehérjefoszforiláció általi aktiválódása . . . . . . . . . . . . . . 440
A p53 aktiválódása az Mdm2 szekvesztrációjával . . . . . . . . . . . . 441
A p53-aktiválódás sejtciklusgátló hatása . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
III/4.5. A „transforming growth factor-b” (TGFb) mint sejtciklusgátló hormon . . . . . 442
III/5. Apoptózis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
Csala Miklós
III/5.1. Az apoptózis kiváltó okai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
III/5.2. Az apoptózis morfológiai jellemzõi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446
III/5.3. Az apoptózis szabályozása – a kaszpázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
Kaszpázok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
Kaszpázgátló fehérjék . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
III/5.4. Az apoptózist beindító komplexek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Apoptoszóma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
DISC („death-inducing signal complex”). . . . . . . . . . . . . . . . . 452
PIDD-oszóma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
III/5.5. A Bcl-2 fehérjék szerepe az apoptózis szabályozásában. . . . . . . . . . . . . 454
Proapoptotikus multidomén Bcl-2 fehérjék . . . . . . . . . . . . . . . 455
Antiapoptotikus multidomén Bcl-2 fehérjék . . . . . . . . . . . . . . . 455
Csak BH3 domént tartalmazó Bcl-2 fehérjék. . . . . . . . . . . . . . . 455
III/5.6. Az apoptózis fõ útvonalai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
A mitokondriális apoptózis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
A halálreceptorról kiinduló apoptózis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
A p53-eredetû apoptózis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
TARTALOM XIII
Egyéb apoptózisútvonalak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
ER-stressz eredetû apoptózis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
Granzim-B hatására bekövetkezõ apoptózis . . . . . . . . . . . . . . . 461
III/5.7. Az apoptotikus testek eltakarítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
III/6. Az öregedés molekuláris biológiai alapjai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
Sõti Csaba
III/6.1. Az öregedés jellemzõi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
III/6.2. Az öregedés oka és mechanizmusai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
III/6.3. Celluláris szeneszcencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
Telomer régió és replikatív szeneszcencia . . . . . . . . . . . . . . . . 467
Szeneszcencia-asszociált szekréciós fenotípus (SASP) . . . . . . . . . . 468
III/6.4. A tápanyag ellátottság hatása az öregedésre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
Kalóriacsökkentés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
A tápanyag-érzékelõ jelpályák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
III/7. Az extracelluláris mátrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
Csermely Péter
III/7.1. A kollagén, az extracelluláris mátrix fõ alkotóeleme. . . . . . . . . . . . . . . 472
III/7.2. Az extracelluláris mátrixot a kollagén mellett felépítõ más makromolekulák. . . 477
III/7.3. A csontképzõdés néhány molekuláris jellemzõje: mineralizációs alapfogalmak . 480
III/7.4. A sejtkapcsoló struktúrák és
az extracelluláris mátrixhoz kötõdõ jelátviteli jelenségek . . . . . . . . . . . . . . . . 481
Réskapcsolat (gap junction). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
A kadherin/katenin-függõ jelátviteli út . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
Az integrin és a hozzá kötõdõ fokális adhéziós kináz . . . . . . . . . . . . 483
Az integrinhez kötõdõ extracelluláris molekulák. . . . . . . . . . . . . . . 484
Integrin által közvetített, kívülrõl befelé irányuló jelátvitel,
a fokális adhéziós kináz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
Példák az integrin által közvetített, belülrõl kifelé irányuló jelátvitelre . . . . 486
III/7.5. Az extracelluláris mátrix szerepe
a tumor metasztázisban . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
Malignus sejtek kiszabadulása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
Malignus sejtek vándorlása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
Malignus sejtek letapadása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
III/8. Szubcelluláris biokémia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
Bánhegyi Gábor
III/8.1. Az eukarióta sejt kompartimentumai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
III/8.2. Az eukarióta sejt felépítése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
Plazmamembrán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
Citoszól. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
Sejtmag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491
Mitokondrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
Az endomembrán rendszer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
A szekréciós pálya organellumai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
Az endoplazmás retikulum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
Endoplazmás retikulum – Golgi intermedier kompartimentum (ERGIC) . 494
Golgi-apparátus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
XIV TARTALOM
Szekréciós vezikulák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
Az endomembrán rendszer oldalágai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
Zsírcseppecske . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
Autofagoszóma (autofág vakuóla) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
Endoszóma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
Lizoszóma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
Peroxiszóma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
Extracelluláris kompartimentumok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
III/8.3. Citoszkeleton és vezikuláris transzport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
A vezikuláris transzport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
A citoszkeleton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
Mikrofilamentumok / aktin filamentumok . . . . . . . . . . . . . . . . 503
Intermedier filamentumok. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
Mikrotubulusok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505
Motorfehérjék. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
Az izomszövet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
A citoszkeleton és a membránok kapcsolódása . . . . . . . . . . . . . 511
III/8.4. Organellum-biogenezis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
A mitokondrium biogenezise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
ER és magmembrán. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
III/8.5. Fehérjeimport: az organellum proteóma kialakulása . . . . . . . . . . . . . . 514
Fehérjeimport pórusokon keresztül: a sejtmag . . . . . . . . . . . . . . . 516
Kotranszlációs fehérjeimport: az endoplazmás retikulum . . . . . . . . . . 516
Molekuláris mechanizmusok az endoplazmás retikulumhoz kötött
fehérjeszintézisben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
Oxidatív fehérjefolding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
Minõségellenõrzés az endoplazmás retikulumban . . . . . . . . . . . . 518
BiP (GRP78) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
N-glikoziláció és a glikoproteinek minõségellenõrzése . . . . . . . . . . 518
Endoplazmás retikulumhoz kapcsolt fehérjelebontás (ERAD) . . . . . . 520
Jelfolt és vezikuláris fehérjeimport: a lizoszóma . . . . . . . . . . . . . 520
Poszttranszlációs, transzmembrán fehérjeimport: a mitokondrium . . . 522
Érett fehérjék importja: a peroxiszóma . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
III/8.6. Metabolizmus és transzport: a metabolóma kialakulása . . . . . . . . . . . . 525
Az organellumok metabolikus profilja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
Az organellumok pH- és redox-homeosztázisa . . . . . . . . . . . . . . . 526
III/8.7. Organellum stressz és stressz jelpályák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
Az endoplazmás retikulum stressz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
Jelátvitel az ER és a sejtmag között . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
Peroxiszomális stressz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
Mitokondriális stressz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
A mitokondriális stresszválasz jelpályái . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
Mitokondriális UPR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
III/8.8. Organellum stressz és sejthalál . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Endoplazmás retikulum stressz és autofágia . . . . . . . . . . . . . . . . 534
Mitokondriális eredetû nekrózis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
Lizoszomális eredetû nekrózis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535