Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Citoszkeleton – SejtmozgásKurzusvezető: Dr. Kőhidai László 2012.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Citoszkeleton – SejtmozgásKurzusvezető: Dr. Kőhidai László 2012."— Előadás másolata:

1 Citoszkeleton – SejtmozgásKurzusvezető: Dr. Kőhidai László 2012

2 Citoszkeleton funkciói Sejtalak meghatározása Sejtalak meghatározása Organellumok kihorgonyzása Organellumok kihorgonyzása Organellumok mozgatása Organellumok mozgatása Húzószilárdság Húzószilárdság Kromoszóma mozgatás Kromoszóma mozgatás Sejtpolaritás Sejtpolaritás Motilitás Motilitás

3 Citoszkeleton Mikrofilamentumok (aktin) Mikrofilamentumok (aktin) Mikrotubulusok (tubulin) Mikrotubulusok (tubulin) Intermedier filamentumok Intermedier filamentumok Mikrotubulus asszociált proteinek (MAP-ok) Mikrotubulus asszociált proteinek (MAP-ok) pl.: Motor proteinek pl.: Motor proteinek

4 Mikrofilamentum Mikrotubulus Intermedierfilamentum

5 SLIDING = elcsúszás Globuláris fehérjék Fibrilláris fehérjék Ca 2+ ATP

6 Mikrofilamentumok

7 Aktin -polimerizációja ATP ADP ADPATP PiPiPiPi Polimerizáció - lassú Depolimerizáció+- cytochalasin - gátol phalloidin - stabilizál

8 Már a prokaryotákban is ! Aktin (Ent et al. Nature 2001,413, 39)

9 Ciklózis Az aktin és miozin közötti átmeneti kapcsolat Az aktin és miozin közötti átmeneti kapcsolat Elcsúszás - „sliding” Elcsúszás - „sliding” Ca 2+, hőmérséklet és pH-függő Ca 2+, hőmérséklet és pH-függő Mozgócitoplazma Álló kérgi (cortikális)citoplazma Aktin filamentumok Színtestek Sejtfal Plazmamembrán (Lodish, H. et al. Mol. Cell Biol. 2000, 767)

10 „Szökőkút” mechanizmus Ca 2+ -függő ATP igényes integrinek stressz-fibrillumok Álláb-képzés Mono-Poli- Lobo- podiális Filo-Retikulo-

11 Aktinhoz kapcsolódó proteinek kontraktilis köteg  aktinin - stressz fibr. „tight” parallel köteg fimbrin - filopódium gél-szerű hálózat filamin - cortex

12 Migráló keratinocita 15  m/sec aktin hálózat mikrotubulusok Lobopódium képzés

13 Aktin polimerizációt szabályozó fehérjék -+ CofilinSeverinGelsolin   CAP39 SeverinGelsolinVillinCapZ Tropomodulin

14 Aktin polimerizáció – acrosoma- reakció (Lodish, H. et al. Mol. Cell Biol. 2000, 767) Acrosoma Periacrosomálisrégió Profillin-aktin komplex Sejtmag Acrosomálisreakció Polimerizált Aktin filamentumok Fascinkeresztkötések Nyugvó Nyugvó Aktivált Actomera

15 Listeria monocytogenes lokális aktin polimerizáció lokális aktin polimerizáció 10  m/ perc sebesség 10  m/ perc sebesség nagy áthatoló képesség nagy áthatoló képesség aktin Fred Soo & Julie Theriot Laboratory

16 Aktin nukleációs modell 1. Extracelluláris stimulus 2. WASP aktiválódás aktiválódás 3. WASP aktiválja az Arp2/3 komplexet új filamentum képzésre képzésre 4. Elongáció 9. Profilin > ADP/ATP Aktin-ATP kötődése profilinhez 7. Lánc- öregedés 8. Cofilin depolimerizál 6. ‘Capping” prot. elongációt fékezi 5. A növekvő filamentumok a membránra erőt fejt ki WASP = Wiscott-Aldrich szindroma prot.

17 Kérgi régió szerkezete (Svitkina, TM, Borisy GG J. Cell Biol. 1999, 145, 1009)

18 Aktin – Membrán kapcsolat F-Aktin Integrin Filamin Profilin - G-aktin Miozin I. Arp2/3 membrán

19 Prolin-gazdag protein Profilin-mechanizmus (Lodish, H. et al. Mol. Cell Biol. 2000, 767) T  4 =timozin  4 T  4 = timozin  4

20 Filamin – Membrán kapcsolat filamin aktin

21 aktin filamentum  actinin vinculin paxillin talin integrin fibronectin A fokális kontaktus szerkezete

22

23 Thrombocyta Izom Hámsejt A plazmamembrán – cortex kapcsolat Spectrintetramer Glycophorin Ankyrin (Lux SE, 1979 Nature 281:426)

24 E Adhéziós plakk Az elektromágneses tér hatása a citoszkeleton átrendeződésére és az állábképződésre

25 Miozin miozin I. 150 kD miozin II. 260 kD fej nehéz lánc  -helix könnyű lánc ATP - ADP PiPiPiPi Fej: - ATP-áz - motor A Ca 2+ -függő foszforiláció hatása a miozin szerkezetére

26 Miozinok megoszlása migráló és osztódó sejtekben miozin I. (zöld) miozin II. (piros) (Fukui, Y. Mol. Cell Biol 2000, 785)

27 + - A citoszkeleton globuláris és fibrilláris elemeinek egymásrahatása és ennek fő funkciói membrán

28 kezeletlen gátolt F-aktin gátolt MT

29 Mikrotubulusok

30 FtsZ Tubulin Már a prokaryotákban is ! Tubulin (Margolin Laboratory, University of Texas)

31 Tubulin - polimerizációja Protofilamentum (egyenes) Protofilamentum (görbült) GTP GTP GTP GTP GDP GDP GDP GDP Polimerizáció - gyors Depolimerizáció Taxol – stabilizál Colchicin - destabilizál

32 Mikrotubulusok felépülésének dinamikája tubulin beépülés egyensúlyiállapot tubulin leválás leválás +- NukleációElongáció

33 Tubulin nukleáció és  -tubulin (Wiease et al. Curr.Opin.Struct.Biol. 1999, 9, 250)

34 Interfázisos sejt Osztódó sejt Idegsejt centrosoma bazális test Csilló magorsó centrosoma axon Mikrotubuláris rendszerek rendszerek a sejtekben a sejtekben - Centroszóma - Csilló / ostor - Mitotikus apparátus - Vezikuláris transzport

35 MTOC = Mikrotubulus organizáló centrum speciális kérgi régió (Brinkley, B.R. Encyclop. Neurosci. 1987, 665)  -tubulin

36 Mikrotubulusok hálózata Protofilamentumok dimer  dimer tubulin  tubulin tubulin  tubulin 24 nm Fibroblaszt

37 Csillócsilló ostor Paramecium

38 A B dynein-karok nexintubulin (13 ill. 11 protofilamentum)

39 ATP-független kötődés ATP hidrolízis A - pólus felé mozdul el a kar A dynein-karok felépítése

40 A dynein-karok szerepe a csillócsapás kialakulásában „Teleszkóp”hatás Hajlás Proteolízis

41 Az  -tubilin tirozináltsági viszonyai

42 A csillót felépítő molekulák 70%  és  tubulin 70%  és  tubulin dynein karok dynein karok külső - 9 polipeptid - ATP-áz belső - változó összetétel küllők - 17 polipeptid küllők - 17 polipeptid több mint 250 féle molekula

43 Magorsó és kinetochor mikrotubulusai

44 Aktin sejtosztódástól függő elrendeződése

45 Intermedier filamentumok

46 A citoszkeleton komponenseinek mechanikai jellemzői mechanikai jellemzői alakváltozás erő aktin filamentum mikrotubulus intermedier filamentum pl. vimentin = szakadás

47 Intermedier filamentumok szerepe A sejtet érő mechanikai hatások elleni „puffer” szerep Jelentős szövetspecifitás Hám – keratin KötőszövetIzomNeuroglia Neuronok - neurofilamentumok } vimentin Sejtmag – laminok (lamina fibrosa)

48 Intermedier filamentumok szerkezete (Lodish, H. et al. Mol. Cell Biol. 2000, 767)

49 H 2 N- -COOH keratinok vimentin neurofilam. prot. nukleáris prot  helikális domén Az intermedier filamentumok domén szerkezete

50 Intermedier filamentumok Keratin filamentumok Vimentin-szerű filamentumok ! NEM kopolimerizálnak egymással !

51 Intermedier filamentum – Mikrotubulus kapcsolat

52 Intermedier filamentum Talán nem csak a mérete miatt ‘intermedier’

53 Mikroboholyaktin miozin I. villin „terminal web” aktin mol.-ból álló rigid köteg aktin mol.-ból álló rigid köteg aktin + a csúcsi részen aktin + a csúcsi részen villin összekötő molekula villin összekötő molekula „terminal web” = intermed.fil. + spectrin „terminal web” = intermed.fil. + spectrin miozin I. és calmodulin a felszíni membránhoz kötődés miozin I. és calmodulin a felszíni membránhoz kötődés

54 Mikroboholy EM szerkezete „terminal web” aktin köteg kapcsoló molekulák (Hirokawa, N)

55 Intermedier filamentumok A filamentumokat összekötő protein keresztkötések száma az intermedier filamentum típusától függően eltérő. Neuro-filamentumok – sok keresztkötés Gliális filamentumok – kevés keresztkötés – kevés keresztkötés

56 Mikrotubulus asszociált proteinek (MAP-ok)

57 MAP-ok csoportosítása Strukturális MAP-ok Strukturális MAP-ok - MT-összeépülése - MT-összeépülése - kapcsolódás MF-hoz és IF-hoz - kapcsolódás MF-hoz és IF-hoz Motor proteinek Motor proteinek - elcsúszás MT-n - elcsúszás MT-n Enzimek, szignál molekulák Enzimek, szignál molekulák - glikolítikus enzimek - kinázok Sejt alak, polaritás Membrán transzport Molekulák összeépülése egyes helyeken

58 Motor proteinek

59 Motor-proteinek szerkezete motor domén motor domén asszoc. polipeptidek asszoc. polipeptidek asszoc. polipeptidek „nyél” Kinezin MiozinDynein

60 Motor proteinek kinezin dynein mikrotubulus könnyű láncok nehézlánc kinezin dynein

61 + - kinezin dynein cAMP cAMP pigment sejtek

62 ATP ADP ATP ADP ADP ATP ADP ADP-Pi Kinezin

63 MT-motor proteinek és transzportált elemek (Hirokawa, N. Science 1998, 279:519) Cytosol dyneinek Cytosol kinezinek Magorsó kinezinek Membrán vezikulum Mitoch. Lizoszóma Lizoszóma Golgi ER MTOC

64 Dynein Nehéz lánc Dynamantin Spectrin Könnyű láncok Összekötő láncok Capping protein p150 p62 Arp1Membrán Dynein – membrán kapcsolat (Hirokawa, N. Science 1998, 279:519)

65 Van más mechanizmus is …

66 Spazmonémás mozgás - Vorticella

67 Spazmonéma helix Kontrakció: 40% ms alatt Sebesség: 8 cm/s Negativetöltések Semlegesítés Ca 2+ -vel

68 Aktin-tű mechanizmus Limulus polyphemus spermiumban A megnyúlás sem myosin-motort, sem aktin A megnyúlás sem myosin-motort, sem aktin polimerizációt nem igényel polimerizációt nem igényel A köteg kristályszerkezete változik A köteg kristályszerkezete változik acrosoma aktinköteg !

69 Szignalizációs mechanizmusok - Dióhéjban

70 Mikrotubulusok polymerizációja és a motorproteinek

71 Mikrotubulusok szerepe az amoeboid mozgásban

72 A focal adhesion kinase (FAK) összetett hatásai

73 Fehérjék LIM domainnel

74 Vimentin szerepe a citoszkeleton szignalizációs rendszerében

75 Foszfatázok szerepe a sejtmigrációban


Letölteni ppt "Citoszkeleton – SejtmozgásKurzusvezető: Dr. Kőhidai László 2012."

Hasonló előadás


Google Hirdetések