Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Sejten belüli jelátadás – jeltovábbitás a citoplazmában.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Sejten belüli jelátadás – jeltovábbitás a citoplazmában."— Előadás másolata:

1 Sejten belüli jelátadás – jeltovábbitás a citoplazmában

2 Sejten belüli másodlagos hírvivő molekulák  Ca 2+ ionok,  sejtmembránhoz kötött inozitol foszfolipidek (foszfoinozitidek)

3 Általános, sejten belüli jelátadó molekulák Adapter fehérjék GTP kötő fehérjék: molekuláris kapcsolók Protein kinázok  Trimer (   Monomer (ras, rho) Protein tirozin kinázokProtein tirozin kinázok Szerin/treonin kinázokSzerin/treonin kinázok Multiprotein szignál komplexek ras Ras = rat sarcoma (retrovírus indukált) Aktív vagy inaktív

4 G fehérjékhez kötött receptorok és receptor tirozin kinázok jelátviteli sémájának összehasonlítása Protein kinázokhoz kapcsolt receptorok: BCR, TCR, citokin R kemokin receptorok Metabolikus enzimek aktivitása Gén expresszió Citoszkeletális struktúrák

5 G-fehérjéhez kapcsolodó receptorok jelátvitele az adenilcikláz aktiválódásán keresztül gyors

6 Az adenilcikláz G sα és G iα fehérjékhez kötődő receptorokon keresztüli szabályozása adenylyl cyclase adenylyl cyclase aktiválás gátlás

7 A trimer GTP-t kötő fehérje (G fehérje) szerkezete    A transzmembrán receptorokat enzimekhez vagy ioncsatornákhoz kapcsolja (Based on D.G. Lombright et al., Nature 379:311–319, 1996.) Kapcsolódás a sejtmembránhoz Nukleotid (GTP) kötőhely,

8 A GTP kötő Gs  szerkezete komplexben az adenililcikláz katalitikus doménjének két fragmentjével Ras-szerű domén (GTPáz aktivitás) Helikális domén (Fixálja a cikláz fragmenteket az aktív konformációban kristályosításkor) Adenilil cikláz

9 A ras kis G fehérje aktiválódásának 4 lépése Szabályozó fehérjék: GAP (GTPáz aktiváló protein) ras GTPase aktivitását stimulálja és GEF (guanin nukleotid csere faktor) GDP disszociálódását segíti elő

10 Ras-GDP-Sos komplex és a ras-GTP szerkezete röntgenkrisztallográfiás mérések alapján Sos, megváltotatja a ras konformációját Ss (Son of sevenles, cserefaktor (GEF))

11 Receptor tirozin kinázok szerkezete és aktiválódása A ligandum kötődése konformációs változást indukálhat, ami elősegíti a receptor dimer kialakulását transzfoszforiláció a két receptor lánc között  autofoszforiláció

12 Receptor tirozin kinázok és a ras Grb2: growth factor receptor binding protein

13 A ras által aktivált jeltovábbító kináz kaszkád Mitogén aktivált protein kinázok (MAPK) RafMEK

14 Az inaktiv és az aktív, foszforilált MAP kináz szerkezete Dimerizáció ATP és szubsztrát kötés Kötődés más fehérjékhez Konformáció változás:

15 Ligandum kötés Trimer G  fehérjékkel kölcsönhatásba lépő helyek Foszforilálódó helyek (deszenzitizálódás) G fehérjékhez kapcsolódó receptorok (GPCR) Ligandum: hormon, neurotranszmitter, lokális mediátorok (C3a, C5a), fény (rodopszin) és szagérzékelő receptorok ligandum fehérjéi etc.

16 A rodopszin sematikus képe a kristályszerkezet alapján

17 A kemokinek hasonló szerkezetű, kis molekulatömegű fehérjék, melyek G fehérjékhez kötött kemokin receptorokhoz kötődnek. IL-8 Bakteriorodopszin-retinal receptor-ligandum komplex

18 Ligandum receptor komplexek sematikus modelljei – eltérő szerkezetű ligandumok kölcsönhatása G-fehérjékhez kötött receptorokkal LH, TSH, FSH WNT

19 C5a receptor: opszonizált mikroorganizmus fagocitózisát fokozza

20 IL-8, C3a, C5a, PAF, CCR5, CXCR4 (HIV co-receptor) LIGANDUMOK:

21 Dynamin  -arrestins c-Src RTKs Molekuláris kölcsönhatások 20 féle  G fehérjékhez kötött receptorok Effektorok:

22 Hogyan váltják ki a G fehérjéhez kötött sejtfelszíni receptorok kis, intracelluláris mediátorok keletkezését? A célfehérje konformáció és aktivitás változása Másodlagos hírvivők M 4-5x cAMP közvetített út Ca 2+ közvetített út

23 A ciklikus AMP, szintézise és lebomlása Gyors szintézis, gyors lebomlás

24 Az adenilil cikláz 1100 aminosav, 2 klaszter, Emlősőkben hat különféle típusa van Szabályozása: G s fehérje, kivétel: I típus: calmodulin

25 G fehérjéhez kapcsolódó jelátadás modelje Az adenil cikláz aktivációja

26 A cAMP-től függő protein kináz (A kináz) aktiválódása I típus: citoplazma II típus: membránhoz kötött regulátor alegység Vándorlás a magba -> gén reguláció (pl. CREB foszforiláció) (1968, Walsh and Krebs) Szubsztrát specificitás: RRxS/T

27 Activation loop, catalytic loop, substrate binding site

28

29 A glikogén lebomlás cAMP - PKA által közvetített módja vázizom sejtekben I Adrenalin Ser/Thr foszfatáz I, IIA, IIB PKA közvetített foszfatáz gátlás Foszfatázok: foszforiláció gátlás Foszforiláz kináz

30 A glikogén lebontás PKA általi szabályozása II: fehérje foszfatáz I gátlásán keresztül Sokszoros hatás !

31 3; (2002) 7x membránon áthaladó receptorok jeltovábbítása- a legnagyobb receptor család! a legnagyobb receptor család! A humán genom kb. 1%-a G fehérjékhez kötött receptorokat kódol kis afinitású állapot nagy afinitású állapot

32 A 7-transzmembrán receptorok Erk/MAPK aktiváló utjai Apoptosis signal- regulating kinase (ASK)

33 G fehérjékhez kapcsolt receptorok (GPCR) foszforilációtól független deszenzitizálódása GPCR kináz Szabályozás:

34

35 A beta-arrestin egy adaptor/scaffolding (állvány) fehérje a MAPK kaszkád fehérjéi számára – az aktív MAPK-t a citoplazmában tartja

36 A G fehérjéhez kötött receptorok másik jeltovábbító rendszere: A foszfolipáz C  (PLC  által közvetített jelátvitel

37 Inozitol foszfolipidek (foszfoinozitidek) PLC

38 A PIP2 hidrolízise

39 Az inozitolfoszfolipid által közvetített két jelpálya Áthelyeződés a citoszólból a membránhoz

40 A PKC által indukált génátírás kétféle módja I. PKC-közvetített jelpálya

41 II. Calcium ionok által közvetített jelek

42 Szabad Ca 2+ koncentráció szabályozása a citoplazmában: Calcium pumpák, Ca 2+ kötő fehérjék M M Sejt károsodása, magas Ca 2+ koncentráció esetén

43 A Ca 2+ sejtbe jutásának két módja

44 Ca 2+ -től függő fehérjék A Ca 2+ -calmodulin szerkezete Asp, Glu oldalláncok kötik

45 A CaM kináz aktiválódása  alegysége (agyban) Ca 2+ koncentráció csökken

46 A receptor által kiváltott jel erősítése

47 Kis G fehérjék: ras, rac, rho

48 GTP-kötött ras féléletidő: 1-5 óra, saját GTPáz aktivitás. Ras-GAP: negatív regulátor, fokozza „ „ ” ” Mutáció  Konstitutív aktivitás  Tumor Ras: sejtosztódás, differenciáció Rho: actin-citoszeleton kapcsolat, sejtosztódást befoly.

49 A SOS molekula és kapcsolatai The Two Hats of SOS Anjaruwee Nimnual and Dafna Bar-Sagi* (Science’s STKE 2002, 145 pe36) Rac cserefaktor aktivitás: Katalitikusan aktív domén Dbl homológ domén pleckstrin homológ domén Rho GTPase cserefaktorokra jellemző „Signature motif” Ras cserefaktorokra jellemző

50 A SOS guanin nukleotid cserefaktor által ellátott két funkció: Ras aktiválás Rac aktiválás Nyugvó sejt Aktivált sejt

51 ComponentIntracellular Concentration (mM)Extracellular Concentration (mM) Cations Na K+K Mg Ca H+H+ 7 x10 -5 ( M or pH 7.2)4x10 -5 ( M or pH 7.4) Anions* Cl *. The cell must contain equal quantities of + and - charges (that is, be electrically neutral). Thus, in addition to Cl -, the cell contains many other anions not listed in this table; in fact, most cellular constituents are negatively charged (HCO 3 -, PO 4 3-, proteins, nucleic acids, metabolites carrying phosphate and carboxyl groups, etc.). The concentrations of Ca 2+ and Mg 2+ given are for the free ions. There is a total of about 20 mM Mg 2+ and 1-2 mM Ca 2+ in cells, but this is mostly bound to proteins and other substances and, in the case of Ca 2+, stored within various organelles. Ión transzport

52 Hordozó fehérje által követített transzport The function of ion channels is to allow specific inorganic ions, mainly Na +, K +, Ca 2+, or Cl -, to diffuse rapidly down their electrochemical gradients across the lipid bilayer

53 Na + -K + ATP-ase This carrier protein actively pumps Na+ out of and K+ into a cell against their electrochemical gradients. For every molecule of ATP hydrolyzed inside the cell, three Na+ are pumped out and two K+ are pumped in. The specific pump inhibitor ouabain and K+ compete for the same site on the external side of the ATPase.


Letölteni ppt "Sejten belüli jelátadás – jeltovábbitás a citoplazmában."

Hasonló előadás


Google Hirdetések