Mechanisms of Signal Transduction and Cell Regulation

Vakinformatie

Vak uit de master B&B - cellulaire orientatie. Gedoceerd door 3 proffen: Hideaki Mizuno (vroeger Marc de Ley), Joris Winderickx en Jozef Vanden Broeck. Er vallen bonuspunten te verdienen tijdens het jaar door powerpoints te presenteren over opgelegde papers. Bij één van de drie proffen moet je een paper mondeling bespreken. De andere twee hebben elk één vraag die je schriftelijk moet beantwoorden. (2024-2025: volledig schriftelijk, er zijn wel nog verplicht te lezen papers (2 voor Mizuno, vrij veel voor Winderickx) die aansluiten bij de leerstof, maar waar niets expliciet van is gevraagd)

EXAMENVRAGEN KOMEN TERUG!

ECTS-fiche: https://onderwijsaanbod.kuleuven.be/syllabi/e/G0G61AE.htm

Examenvragen

19 January 2026

Van den broeck: explain in detail how insulin regulates the levels of glycogen stored in the hepatocytes and he gives the figure about GSK3B and glycogen synthase

Winderickx: 1) explain the role of Rip1 kinase in programmed cell death 2) Explain briefly how some people can have tetrachromatic color vision

Mizuno: 1) explain common structures in protein kinases and also include catalytic site and P-loop 2) explain external activation of classical PKC 3) explain how the C2 domain plays a role in the activation of PKC

01 September 2025

Van den Broeck: Question related to 'Sevenless mutations in Drosohila'

Winderickx: Bcl-2 family, function, classification based on protein domains, schematic representation of pathway in which they operate and short explanation of the other players in this pathway.

Mizuno: Question related to H2O2 as a signaling molecule + pathway involved

20 january 2025

Van den Broeck: picture adregenic receptors agonists and antagonists, how do you differentiate between these receptors (alpha1, alpha2, beta1, beta2), which methods would you use? explain

Winderickx: A: explain GRK, GoLoco, phosducin, RAMP, RGS briefly. B: explain role of TNFR and RIP1 in regulated cell death briefly

Mizuno: A: general structures in protein kinases B: external activation of classical PKC C: how does C2 domain play a role in activation

22 January 2024

Van den Broeck: Give 3 examples of function-based assays for GPCR-ligand binding, and give (dis)advantages by comparing the techniques + how can you differentiate between agonists, inverse agonists and competitive antagonists?

Winderickx: Bcl-2 family, function, classification based on protein domains, schematic representation of pathway in which they operate and short explanation of the other players in this pathway.

Mizuno: Explain the structure of the EF-hand motif and the C2 domain. How do they interact and bind with Ca2+? Give an exemple (one of each) of molecules that contain an EF-hand motif/C2 domain and explain how they transduce signals.

23 January 2023

20 points for each section. An average will be taken of the three parts.

Mizuno:

1. Explain the structure if EF hand motif and C2 domain. How do theinteract and bind with Ca2+?

2. Give some examples of molecules that contain one of these motifs and how explain how they transduce signals.

Winderickx:

1. Explain the role of the following molecules in the modultaion of G-protein signalling briefly (in a few sentences): RAMPs, Arrestin (alpha and beta), GoLoco,RGS and GRKs.

2. Describe the formation and the role of apoptosome and necroptosome/ribtosome.

Vanden Broeck:

1. Figure of synapse was give. Explain the steps (1-5) involved in the processof synaptic transmission.

2. Explain the molecular mode of action for neurotransmitters (e.g. acetylcholine).

04 February 2022

(no oral discussion of paper due to COVID-19 measures)

1. Winderickx: Molecular genetics of red-green colour deficiencies. Why is it so frequent, and why can such apparently similar genotypes lead to different phenotypes. Is tetrachromacy possible? (talk about it)
2. Mizuno: Characteristics of NO. Synthesis of NO, explain. Regulation of the different NOS (eNOS, nNOS, iNOS).
3. Vanden Broeck: What do you know about GPCR activation? Explain a hypothetical scheme given (from the lectures, the different conformations of GPCR).

24 January 2022

(no oral discussion of paper due to COVID-19 measures)

1. Winderickx: Regulation and function of adenylate cyclase. Give a signaling pathway involving regulation of adenylate cyclase (Ca2+ and calmodulin regulation)
2. Mizuno: EF hand motif and C2 domain, structure, how they bind Ca2+, examples of proteins containing one of these and how they transduce signals (EF hand: Calmodulin, SMIT1; C2 domain: classical PKCs, synaptotagmin)
3. Vanden Broeck: Give 3 lipid derived signalling molecules, synthesis, function, transduction

24 January 2021

(no oral discussion of paper due to COVID-19 measures)

1. Winderickx: Bcl-2 family, function, classification based on protein domains, schematic representation of pathway in which they operate
2. Mizuno: EF hand motif and C2 domain, structure, how they bind Ca2+, examples of proteins containing one of these and how they transduce signals
3. Vanden Broeck: 3 examples of function-based assays for GPCR-ligand binding, give (dis)advantages + how can you differentiate between agonists, inverse agonists and competitive antagonists?

17 January 2021

(no oral discussion of paper due to COVID-19 measures)

1. Winderickx : Bcl-2 family, function, classification based on protein domains, schematic representation of pathway in which they operate
2. Mizuno: 1) common structures in protein kinases 2) How external activation of classic PKC
3. Vanden Broeck: Schematic of Insuline receptor activation and muscle constriction and pathways given, explain the major pathways here and how these cells increase the glucose uptake

24 August 2020

(no oral discussion of paper due to COVID-19 measures)

1. Winderickx : Bcl-2 family, function, classification based on protein domains, schematic representation of pathway in which they operate
2. Mizuno: EF hand motif and C2 domain, structure, how they bind Ca2+, examples of proteins containing one of these and how they transduce signals
3. Vanden Broeck: 3 examples of function-based assays for GPCR-ligand binding, give (dis)advantages + how can you differentiate between agonists, inverse agonists and competitive antagonists?

24 January 2020 VM

1. Winderickx: RGS, GoLoco, AKAPs, Bcl2-family and GPCR desensitization(?)
2. Mizuno: ER/SR and calcium uptake - serca, ip3r, ryr, stim and orai1 explanation + How is it regulated
3. Vanden Broeck: Paper about GPCR's - question about arrestin

23 January 2020 VM

1. Mizuno (oral): Paper about allosteric activation of Raf. What is the P-loop and the catalytic site of a kinase?
2. Winderickx: Explain the function of the members of the Bcl2-family. What makes them belong to the same family? Briefly explain the pathway(s) it is involved in and briefly give the function of the other substrates in the pathway(s).
3. Vanden Broeck: Give three downstream compounds of the insulin/IGF pathway in detail.

22 January 2020 VM

1. Winderickx : Apoptosis, intrinsic, extrinsic pathway
2. Mizuno (oral): Paper about kinases
3. Vanden Broeck: Lipid derived signalling molecules, synthesis, function, transduction

21 januari 2020 VM

1. Winderickx (oral): Summarize the findings of the paper and place this in context of the mechanisms underlying programmed cell death. Prepare for a discussion on this topic. FSH1 overexpression triggers apoptosis in S.cerevisiae: [1]
2. Mizuno
   1. Explain the structures of the EF-hand motif and the C2 domain. Include an explanation on how these motifs interact with Ca2+.
   2. Give a few examples of signaling molecules that have one of these motifs and explain how these molecules transduce signals.
3. Vanden Broeck: Explain how you would perform a ligand binding assay for a 7TM/GPCR type of receptor. Specify the different practical steps. Compare this kind of assay with one example of a cell based functional receptor assay and discuss the possible advantages and disadvantages of each type of assay.

16 januari 2020 NM

1. VDB (mondeling): paper over insuline receptor
2. JW: kleurenblindheid (rood-groen) + verschillende gene arrays maar toch zelfde fenotype?
3. MH: Wat is NO? Hoe gemaakt (oxidatie arginine)? Rol als second messenger? Bespreek nNOS, eNOS en iNOS en zijn regulaties

15 januari 2020 VM

1. Mizuno (mondeling): artikel over SOCE (store operated Ca2+ entry) Neuronal SOCE: myth or reality? (Lu B, Fivaz M, 2016)
   1. Explain general mechanism of SOCE, including EF hand, STIM1, Orai1 (3 min talk)
   2. Explain the paper: difficulties with neuronal cells and how to overcome these problems
2. Winderickx: Regulation and function of adenylate cyclase. Give a signaling pathway involving regulation of adenylate cyclase (Ca2+ and calmodulin regulation)
3. VDB: Give the three categories of neurochemicals and explain briefly their structural characteristics. Explain in detail the processes in/near the neurochemical synapse.

24 januari 2019 VM

1. Mizuno (mondeling): Artikel over Redox signaling: 'Redox signaling during hypoxia in mammalian cells. Review ARTICLE, Smith KA, et al. Redox Biol. 2017 [2]
   1. Explain ROS production (3min talk)
   2. Explain redox signaling in hypoxia (3 min talk)
2. Winderickx: Adenylaat cyclase is important for cAMP signaling. How is it regulated?
3. Vanden Broeck: Describe endocrine first messengers and all their categories. Explain in detail with biosynthesis, mode of action and working of insuline.

23 januari 2019

1. Mizuno: artikel over SOCE
2. Winderickx: Kleurenblindheid
3. Vdb: Bespreek de belangrijkste groepen van endocriene en neurochemische 1st messengers.

22 januari 2019

1. mizuno: de rol van stim1 en calmudin bij store operated calcium release. Explain SOCE and how is Stim1 involved?
2. Winderickx: had een artikel over metacaspases
3. Vdb: How to perform a ligand binding assay of GPCR, a functional receptor assay, examples and what are the advantages of each?

17 januari 2019

1. Windrickx: artikel over apoptose (en leg dan basically alle pathways uit: intrinsieke, extrinsieke en necropoptose)
2. VDB: 3 compounds afgeleid van membrane lipids uitleggen
3. Mizuno: algemeen activatiemechanisme van RTKs uitleggen en aantal vb geven van downstream pathways

16 januari 2019

1. Winderickx: Apoptose (schematisch intrinsiek en extrinsiek geven) + verschil tussen necrose en necroptose en apoptose
2. VDB: insuline (welke 3 downregulatie mechanisme)
3. Mizuno (mondeling): artikel over ROS: kanker en T-cellen (heel interessant artikel om ROS te leren moest dit een theorievraag zijn!)

29 januari 2018

1. Winderickx: paper over apoptose
2. VDB: insuline
3. Mizuno: Wat is het effect van redox op de regulatiemechanisme van EGF receptor

26 januari 2018

1. Winderickx: kleurenblindheid: genetica en waarom het vooral bij jongens voorkomt
2. Mizuno: ROS: productie en invloed op proteïnen
3. VDB: paper over GPCR

25 januari 2018

1. Winderickx: Bcl2 uitleggen en de pathways waarin het voorkomt.
2. VDB: 3 compounds afgeleid van membrane lipids uitleggen.
3. Mizuno: Paper over ros

23 januari 2018

1. Winderickx:Leg uit Adenylylcyclase en cAMP, regulatie enzo...
2. Van den Broeck:Hoe zou je een binding assay uitvoeren voor een GPCR. Vergelijk dit met een functional assay. wat zijn voor en nadelen van deze technieken.
3. Mizuno:Paper over het structurele verschil tussen STIM1 en STIM2. (Specifiek over de SOAR regio)

18 januari 2018

1. artikel JW over Bax (apoptosis)
2. HM: mechanisms van RTKs uitleggen en een pathway verder uitwerken
3. JVB: belangrijkste groepen van neurochemische en endocriene 1st messengers

17 januari 2018

1. JVB: paper Venus Tyrosine Kinase
2. JW: Schematische weergave intrinsieke en extrinsieke pathway + uitleggen wat de belangrijkste componenten zijn en wat ze doen. Kort het verschil uitleggen tussen apoptose, necrose en necroptose.
3. HM: explain store operated CA entry. How is this regulated by PKC?

30 januari 2017

1. mondeling Winderinckx: artikel over metacaspases en caspases. Vat het artikel samen en leg uit wat het concept te maken heeft met de intrinsieke en extrinsieke apoptose pathway adhv een schema
2. Mizuno: Op welke manier kan de EF-hand en het C2 domein Ca binden en welke signalering?
3. VDB: 3 lipid derived signaling compounds uitleggen + synthese + hun signalering

27 januari 2017(vm)

1. JVB: paper "Diverse activation pathways in class A GPCRs converge near the G-protein-coupling region" Maak een samenvatting, leg mondeling uit en dan mag je je nog aan enkele vage vragen verwachten.
2. JW: Bcl-2 klasse proteïnen, wat is die BH en leg die proteïnen uit in een schema met andere proteïnen die verwant zijn.
3. HM: ROS: hoe wordt dat gemaakt en hoe kan dat proteïnen modificeren?

26 januari 2017(vm)

1. Paper Hideaki:
   • STIM, EF hand en calcium uptake/release uitleggen adhv cursus
   • Contents paper vertellen
   • 2 referenties kiezen die interessant zijn en uitleggen waarom je ze gekozen hebt.
2. JW: Schematische weergave intrinsieke en extrinsieke pathway + uitleggen wat de belangrijkste componenten zijn en wat ze doen. Kort het verschil uitleggen tussen apoptose, necrose en necroptose.
3. JVB: Uitleggen welke groep first messengers belangrijk zijn binnen neurochemische moleculen. Biosynthese, mode of action en nog iets geven met als voorbeeld de amines.

24 januari 2017(vm)

1. JW: moleculaire genetica van kleurenblindheid, waarom lijden zoveel mensen eraan en waarom vertonen mensen met schijnbaar gelijke genen toch een verschillend fenotype
2. HM: paper over Cys oxidatie op RTK door ROS. a) algemene kennis + uit paper: RTK en de oxidatie van Cys door ROS. b) paper kort uitleggen. c) Welke zijn 2 belangrijke referenties en waarom.
3. JVB: Hoe stel je een ligand binding assay op voor GPCR en specificeer de verschillende stappen. Vergelijk met een cell-based assay en geef voor elk voor en nadelen.

18 januari 2017 (nm)

1. JW: Artikel i.v.m. BH3 proteïnen in verband met apoptose en autofagie. Geef de intrinsieke en extrensieke pathway van apoptose schematisch weer en breng in verband.
2. HM: Hideaki: Leg uit hoe in een cel de lage concentratie aan Calcium kan worden behouden in het cytosol en hoe dit verandert indien er stimuli zijn.
3. JVB: Geef 3 componenten die van lipiden zijn afgeleid, leg de regulatie uit en breng in verband met signaaltransductie.

22 januari 2016 (nm)

1. JW: Paper over kleurenblindheid
2. JVB: Bespreek drie componenten van de insuline signaling pathway
3. HM: Bespreek de moleculen die instaan voor de calcium steady state in de cel en bespreek de mechanismen om de calciumconcentratie in de cel te verhogen

14 januari 2016 (nm)

1. JVD: artikel over LGR4
2. JW: intrinsic and extrinsic pathway of apoptosis + kort apoptose, necrose en necroptosis vergelijken
3. MH: structuur, functie, klassen van NOS + regulatie van blood flow in bloedvaten

13 januari 2016 (vm)

1. JVD: Paper over lipid signal s1p
2. JW: Vraag over kleurenblindheid, genetische oorzaak en algemene uitleg
3. HM: Vraag over RTK zowel transmembraan als membranaire/cytosolisch uitleggen + sh2 uitleggen

24 januari 2014 vm

1. paper for Mizuno
2. Van den Broek:
   1. 3 ways to study ligand/ GPCR interactions in a cell
   2. How can you see the difference between agonist, antagonist and reverse agonist
3. Winderickx:
   1. Give the two apoptosis pathways
   2. Difference between apoptosis, necrosis and necroptosis

23 januari 2014 vm

1. paper for Mizuno: review Nature 2012 about EGFR (oral examination)
2. Vdb: give 3 examples of important lipid compounds of signaling (written)
3. Win: explain the genetic mechanisms behind deutan and protan vision defects + explain why so many people suffer from them (written)

16 jan 2014 nm

1. Mizuno: Explain the roles of Ca2+ in muscle contraction.
2. Winderickx: Give a schematic overview of the biogenesis of small non-coding RNAs. Explain why non-coding RNAs provide an additional layer of gene expression control.
3. Vdb: Paper over metabolisme van 20-hydroxyecdyson en Juvenile Hormone III. Make a brief summary and explain orally.

28 jan 2013 nm

1. Win: miRNA, RGS, forskolin, ripoptosoom, IAP
2. Vdb: Drie componenten bespreken van de insuline groei factor pathway
3. De Ley: artikel over histidine fosforylatie

25 jan 2013

1. Winderickx: a) Wat zijn miRNA en piRNA? b) Kleurenblinheid is verbonden met verschillende opsines. Verklaar. Geef ook het moleculair genetisch mechanisme van kleurenblindheid.
2. Vdb: Artikel GPCR oligomers in pharmacology and signaling
3. De Ley: Calcium: gradiënten, golven, oscillaties en intracellular stores. Bespreek ook de moleculaire mechanismen van calcium-signalling.

20 jan 2012

1. Winderickx: paper over een yeast proteine met een BH3 domein en daar wat onderzoeken over welke invloed dat proteine had op apoptose. Vraag derbij was: leg het belang uit van het BH3 domein en geef de pathway die hiermee te maken heeft.
2. Vdb: Geef 3 (main) receptortypes en leg hun structuur uit en hoe ze werken en een voorbeeld ervan.
3. De ley: Een of andere figuur met een hoop proteines en pathways en dan moest ge uitleggen wat elk proteine was. Dingen die er op stond een RTK met JAK en STAT's en dan nog een pathway van PI3K en een pathway van Sos enz... Beetje vanalles bijeen dus!

19 jan 2012

1. Vdb: geef 3 voorbeelden van adaptors bij RTK om hun belang aan te tonen
2. Mdl: laatste hoofdstuk pg 3 eerste slide : geef alle omicsen , leg dat figuurke uit en geef uitleg over datamining
3. JW: paper: Selective expression of human X chromosome-linked green opsin genes / Vragen: Verklaar waarom deuteranopen veel vaker voorkomen dan protanopen. Hoe kan je nagaan of een hybride gen zich vooraan of verderop bevindt in de opsine array? Klopt het dat vrouwen beter zien dan mannen + waarom? Hoe kan je verklaren dat bij een ééneiige tweeling, het ene meisje wel en het andere meisje geen kleurenblindheid vertoont?

31 jan 2011 nm

1. Van den Broeck: Geef het belang van lipid-derived componenten in cell signal transduction mbv 3 voorbeelden uit verschillende synthetische pathways. En bespreek de functionele eigenschappen van deze componenten.
2. Robben: Geef de moleculaire mechanismen en downstream effecten van cytoplasmatische Calcium-release
3. Winderickx: artikel Selective expression of human X chromosome-linked green opsin genes

28 jan 2011 nm

1. Winderickx: Apoptosis is belangrijk bij de ontwikkeling en differentiatie. Leg uit. En geef de intrinsieke en extrinsieke pathway schematisch.
2. Robben: Artikel over tyrosine fosfatases.
3. Vandenbroeck: Leg uit waarom adaptorproteinen belangrijk zijn bij receptor tyrosine kinases. Geef 3 voorbeelden en bespreek.

20 jan 2011 nm

1. artikel van Vandenbroeck: insuline en Glut4 transporter
2. Robben: functies van ligand afhankelijk calcium kanalen bespreken
3. Winderickx: GAP, GEF, GoLoco, RGS en AKAP en hun rol in signaal transductie

20 jan 2011 vm

1. Vandenbroeck: Artikel over gonadotrope receptors
2. Robben: MAPKs, organisatie, regulatie, upstream en downstream gebeurtenissen
3. Winderickx: regulatie van adenylate cyclase

10 sep 2010

1. artikel van Winderickx: Yeast apoptosis - From genes to pathways
2. Robben: MAPKs: organisatie, regulatie, upstream en downstream gebeurtenissen
3. Vandenbroeck: Bespreek 3 componenten van de geconserveerde insuline/IGF signaaltransductie-pathway (hun moleculaire eigenschappen en daarmee samenhangende functies)

14 jan 2010

1. artikel van Vandenbroeck
2. robben: NO synthase en functioneren daarvan
3. RGS, caspases (intrinsiek en extrinsiek), GoLoco

14 jan 2010

1. artikel van robben,
2. vandenbroek: experimenten om receptoren te onderzoeken (reporter gene, aequorin, scintillation, ...)
3. Jorix: regulatie van cAMP

28 jan 2009

1. MDL: Artikel NAADP
2. JW: maak vgl tussen apoptose en necrose en geeft schematisch de intrinsieke en extrinsieke pathway weer
3. JVdB: Bespreek 3 componenten uit de insuline signalling. (Ik had Insuline, Insuline receptor en IRS-1 en da was in orde)

22 jan 2009

1. De Ley: NO en NO synthase(n)
2. Winderickx: AKAP, Go Loco, RGS
3. VDB: artikel gonadotrope receptor

29 aug 2008

1. Vandenbroeck: Artikel: Insulin signalling in growth control in D. Melanogaster (of iets in die aard)
2. Winderickx: Bespreek het verschil tussen necrose en apoptose. Bespreek kort de signaalpaden die instaan voor apoptose.
3. Deley: Bespreek het verschil tussen Ser/Thr-kinasen en Tyr-kinasen.

24 jan 2008

1. MDL: ROS
2. JWX: kleurenblindheid, mol. mechanisme
3. VDB: artikel p450 and halloween genes en dan nog wat bijvraagskes.

23 jan 2008

1. de ley: his fosforylatie
2. vandenbroeck: bespreek 3 componenten van insuline pathway
3. winderickx: artikel apoptose breng in verband met de cursus

15 jan 2008

1. de ley: calcium: gradiënten, golven en osscillaties
2. winderinkx: bespreek apoptose versus necrose en geef intrinsic en extrinsic pathway
3. vanden broeck: artikel over boss/sevenless pathway in R7 ontwikkeling bij drosophila

15 jan 2008

1. De Ley: artikel over phosphohistidines
2. Winderickx: Regulatie van G-proteïnes, plus functie van RGS en GoLoco. Geef verschillende klasses G-proteïnen plus hun effector en second messengers.
3. Vanden Broeck: Geef 3 functional assays om G-proteïnen te onderzoeken.
4. Bijvragen : Leg uit:
   • Sos
   • Prohormoon Convertase
   • Phosphoinositide-3-kinase