Biomembranen Chemie und Aufbau der Glycolipide (tierische Zelle)

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1 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 H 2 O- und Na + - Ausstrom ins Intestinum > Durchfall Gangliosid GM1

2 Sphingosin Sphingosin Sphingosin Biomembranen als Träger der Blutgruppenantigene AB0-System: 1901 vom österreichischen Bakteriologen Karl Landsteiner ( , 1930 Nobelpreis für Medizin) entdeckt spezielle Zuckerstrukturen auf 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 Glc Glc NAc NAc Fuc Fuc NAc 0-Antigen A-Antigen gegen 0 werden keine Ak gebildet => ursprüngl.: Blutgruppe 0 als Universalspender Blutgruppe AB als Universalempfänger Bluttransfusion: Erythrozytenkonzentrat ohne Serum mit Antikörpern Glc NAc B-Antigen Fuc

3 Biomembranen als Träger der Blutgruppenantigene

4 Lectine DʻAdamos Blutgruppen diät Der Sommerschlager 2000

5 Blutgruppendiät?

6

7 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: ectine = Lectine in Tieren mit actose-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

8 Biomembranen Chemie und Aufbau Übersicht: Lipide Speicherfette (neutral) Membranlipide (polar) Cholesterol Triacylglycerine Phospholipide Glycolipide Glycerophospholipide Sphingolipide Sphingolipide Glycerin Glycerin PO4 Alkohol Sphingosin PO4 Cholin Sphingosin Mono- oder Oligosaccharid

9 Biomembranen Chemie und Aufbau der Glycolipide (pflanzliche Zelle) Bei Pflanzenzellen: Glycerin immer Grundbaustein nur in Plastidenmembran Zuckerbestandteil: actose(n) ( > actolipide) oder Sulfochinovose ( > Sulfolipide) aus Bresinsky et al.: Strasburger Lehrbuch der Botanik

10 Biomembranen Chemie und Aufbau der Glycolipide (pflanzliche Zelle) aus Weiler/Nover: Allgemeine und molekulare Botanik

11 Biomembranen Chemie und Aufbau der Membranlipide: Steroide lipophiler Schwanz amphiphile Bausteine hydrophiler Kopf Cholesterol: Haupt-Steroid bei tierischen Membranen

12 hydrophiler Kopf Biomembranen Chemie und Aufbau der Membranlipide: Steroide amphiphile Bausteine lipophiler Schwanz Cholesterol: nur in Spuren bei Pflanzenzellen, v.a. Stigmasterol und Sitosterin als Glykoside vorhanden

13 hydrophiler Kopf Biomembranen Chemie und Aufbau der Membranlipide: Steroide amphiphile Bausteine lipophiler Schwanz Cholesterin wichtig für: Membranfluidität Transport von n im Blut Biosynthese von lensäuren, Steroidhormonen, Vitamin D und D-Hormon

14 Biomembranen Verteilung der Membranlipide

15 Biomembranen Verteilung der Membranlipide Lipid Massenanteil [%] Myelin Cholesterin Leberplasmamembran Erythrozytenplasmamembran Mitochondrienmembran Phosphatidylethanolamin Phosphatidylserin Phosphatidylcholin ER E. coli Sphingomyelin Glycolipide Andere

16 Biomembranen Verteilung der Membranlipide Lipid Massenanteil [%] Myelin ER E. coli asymmetrische Verteilung der Membranlipide: Cholesterin Leberplasmamembran Erythrozytenplasmamembran Mitochondrienmembran extrazelluläre Hälfte fast nur Phosphatidylcholin und Sphingomyelin Phosphatidylethanolamin innere Hälfte fast nur Phosphatidylethanolamin und Phosphatidylserin Phosphatidylserin nur in extrazellulärer Hälfte sind Glycolipide Phosphatidylcholin Sphingomyeli n Glycolipide Andere

17 Biomembranen Verteilung der Membranlipide Physiologisch, gesunde Zelle Ansatz für Tumortherapie: Antikörper markiert geschädigte Endothelzellen, die vom Immunsystem eliminiert werden Bavituximab in Phase II β2-glycoprotein 1 (Plasma) Unphysiologisch, kranke/ nekrotische Zelle

18 Biomembranen bei lysosomalen Speicherkrankheiten bei einigen seltenen aber schweren Erkrankungen können Membranlipide nicht abgebaut werden können nur durch Enzymsubstitution therapiert werden X = H: Ceramid

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