PŘENOS SIGNÁLU V BUŇCE. Nela Pavlíková

Podobné dokumenty
INTRACELULÁRNÍ SIGNALIZACE II

Struktura a funkce biomakromolekul

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

Intracelulární Ca 2+ signalizace

Takahashi K & Yamanaka S. Cell 126, 2006,

PŘENOS SIGNÁLU DO BUŇKY, MEMBRÁNOVÉ RECEPTORY

STRUKTURNÍ SKUPINY ADHEZIVNÍCH MOLEKUL

Jaderné receptory. ligand. cytoplazmatická membrána. jaderný receptor DNA. - ligandem aktivované transkripční faktory

Tyranovec královský Onychorhynchus coronatus SIGNALIZACE BUNĚČNÁ. B10, 2015/2016 Ivan Literák

VÝZNAM REGULACE APOPTÓZY V MEDICÍNĚ

Tyranovec královský Onychorhynchus coronatus SIGNALIZACE BUNĚČNÁ. B11, 2016/2017 Ivan Literák

Regulace enzymových aktivit

PREZENTACE ANTIGENU A REGULACE NA ÚROVNI Th (A DALŠÍCH) LYMFOCYTŮ PREZENTACE ANTIGENU

BUŇEČNÝ CYKLUS A JEHO KONTROLA

Základy buněčné signalizace

RECEPTORY CYTOKINŮ A PŘENOS SIGNÁLU. Jana Novotná

Bunka a bunecné interakce v patogeneze tkánového poškození

VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Kosterní svalstvo tlustých a tenkých filament

Apoptóza Onkogeny. Srbová Martina

Výzkumný ústav veterinárního lékařství v Brně

Signalizace a komunikace. Rostlinná cytologie - signalizace, Katedra experimentální biologie rostlin PřF UK

Buněčný cyklus. Replikace DNA a dělení buňky

Obecný metabolismus.

Elementy signálních drah. cíle protinádorové terapie

REGULACE COFILINU SIGNÁLNÍ DRÁHOU ERK

Buněčný cyklus a molekulární mechanismy onkogeneze

Řízení dějů v buňce. Buněčná signalizace - soubor dějů - mají podíl na vzájemné komunikaci buněk

Bp1252 Biochemie. #11 Biochemie svalů

Imunitní Buňky imunitního systému Cytokiny. Další typy Různé buňky Ikosanoidy, růstové faktory

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

Monitorování léků. RNDr. Bohuslava Trnková, ÚKBLD 1. LF UK. ls 1

Fyziologie srdce I. (excitace, vedení, kontrakce ) Milan Chovanec Ústav fyziologie 2.LF UK

PROKARYOTA např. baktérie

SIGNALIZACE MEZI BUŇKAMI

VYŠETŘOVÁNÍ MUTACÍ c-kit a pdgfrα U GASTROINTESTINÁLNÍCH STROMÁLNÍCH NÁDORŮ K DOPLNĚNÍ INDIKACE TERAPIE IMATINIB MESYLÁTEM

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

TRANSPORT PŘES MEMBRÁNY, MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL, OSMÓZA

Regulace enzymové aktivity

Marek Ladislav. Opioidní receptory a jejich signální systém v myokardu. Opioid receptors and their signaling system in the myocardium

AMPK AMP) Tomáš Kuc era. Ústav lékar ské chemie a klinické biochemie 2. lékar ská fakulta, Univerzita Karlova v Praze

Ukládání energie v buňkách

Martin Valný. Molekulární fyziologie opioidních receptorů. Molecular physiology of opioid receptors

EXTRACELULÁRNÍ SIGNÁLNÍ MOLEKULY

Bílkoviny a rostlinná buňka

Adrenergní + cholinergní receptory. Jan Doul Zuzana Charvátová

d) Kanály e) Přenašeče a co-transportéry, mediátory difúze a sekundární aktivní transport f) Intracelulární transport proteinů

Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

5) Fyziologie rostlinných hormonů auxinů: receptory a signální dráhy

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE, PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA KATEDRA BUNĚČNÉ BIOLOGIE

Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL

Buňka. Obr.1: Fylogenetický strom *Lehninger s Principles of Biochemistry+

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

FARMAKODYNAMIKA. Doc. PharmDr. František Štaud, Ph.D.

Molekulární mechanismy diferenciace a programované buněčné smrti - vztah k patologickým procesům buněk. Aleš Hampl

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Regulace metabolizmu lipidů

Obecný metabolismus.

Buněčný cyklus. When a cell arises, there must be a previous cell, just as animals can only arise from animals and plant from plants.

Homeostáza. Homeostáza regulace - chronobiologie. Homeostatické mechanizmy - regulace. Principy regulace. Efektorové systémy regulací nervy a hormony

Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL

Signalizace a rakovina

CYTOKINY, ADHESIVNÍ MOLEKULY - klíčové molekuly pro mezibuněčnou komunikaci, buněčná migrace a mezibuněčná signalizace. Ústav imunologie LF UP

Farmakologie. -věda o lécích používaných v medicíně -studium účinku látek na fyziologické procesy -biochemie s jasným cílem

růstu a buněčného dělění

Cytometrická detekce intracelulárních signalizačních proteinů

Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta. Vliv deplece cholesterolu na signální dráhu iniciovanou receptory spřaženými s G proteiny třídy

Úloha signalizace camp v migraci fagocytů

(Vývojová biologie) Embryologie. Jiří Pacherník

Současná formulace: Buňka je minimální jednotka, která vykazuje všechny znaky živých soustav

Struktura a funkce biomakromolekul

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

Biosyntéza a degradace proteinů. Bruno Sopko

Fyziologie AUTOFAGIE. MUDr. JAN VARADY KARIM FNO

Specifická imunitní odpověd. Veřejné zdravotnictví

oběma.tkáně jsou spojeny dohromady v různých kombinacích a tvoří funkční jednotky - orgány

Úvod do studia biologie kmenových buněk. Jiří Pacherník tel:

Co nás učí nádory? Prof. RNDr. Jana Šmardová, CSc. Ústav patologie FN Brno Přírodovědecká a Lékařská fakulta MU Brno

Buněčný cyklus, spojení se signálními cestami a molekulární mechanismy onkogeneze

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Faktory ovlivňující úspěšnost embryologické laboratoře

Buněčné dělení ŘÍZENÍ BUNĚČNÉHO CYKLU

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Homeostáza regulace - chronobiologie. Principy regulace. Efektorové systémy regulací nervy a hormony. Homeostáza a mechanizmy její regulace

ve srovnání s eukaryoty (životnost v řádu hodin) u prokaryot kratší (životnost v řádu minut) na životnost / stabilitu molekuly mají vliv

9. Lipidy a biologické membrány

Fyziologie svalové činnosti. MUDr. Jiří Vrána

Systém HLA a prezentace antigenu. Ústav imunologie UK 2.LF a FN Motol

NEMEMBRÁNOVÉ ORGANELY. Ribosomy Centrioly (jadérko) Cytoskelet: aktinová filamenta (mikrofilamenta) intermediární filamenta mikrotubuly

8 cyklinů (A, B, C, D, E, F, G a H) - v jednotlivých fázích buněčného cyklu jsou přítomny určité typy cyklinů

Struktura a funkce biomakromolekul

arise from animals and plant from

Buněčná komunikace 1.Buněčná komunikace 2.Selektivní mezibuněčná adheze 3.Buněčná paměť

pátek, 24. července 15 BUŇKA

Transkript:

PŘENOS SIGNÁLU V BUŇCE Nela Pavlíková nela.pavlikova@lf3.cuni.cz

Odpovědi na otázky Co za ligand aktivuje receptor spřažený s G-proteinem obsahující podjednotku α T? Opsin. Co prochází otevřenými CNGC ( cyclic nucleotide gated channel )? Existuje mnoho typů CNGC, bývají nespecificky propustná pro kationty, tzn. Na + a Ca ++ do buňky, K + z buňky. Je pravděpodobné, že kanál není propustný pro všechny kationty stejně (některé prochází rychleji, některé pomaleji). Každopádně po jeho uzavření nastává hyperpolarizace membrány. c-src je kináza obsahující SH 2 doménu Aktivovaná CaMkináza fosforyluje další signální molekuly. Pro ty, které zajímají podrobnosti (které nemusíte znát): http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0968000499013833 The Ca 2+ calmodulin-dependent protein kinase (CaM kinase) cascade includes three kinases: CaM-kinase kinase (CaMKK); and the CaM kinases CaMKI and CaMKIV, which are phosphorylated and activated by CaMKK. Members of this cascade respond to elevation of intracellular Ca 2+ levels and are particularly abundant in brain and in T cells. CaMKK and CaMKIV localize both to the nucleus and to the cytoplasm, whereas CaMKI is only cytosolic. Nuclear CaMKIV regulates transcription through phosphorylation of several transcription factors, including CREB. In the cytoplasm, there is extensive cross-talk between CaMKK, CaMKIV and other signaling cascades, including those that involve the camp-dependent kinase (PKA), MAP kinases and protein kinase B (PKB; also known as Akt). Activation of PKB by CaMKK appears to be important in protection of neurons from programmed cell death during development. TGFβ = transforming growth factor beta (hlavní a oficiální název), jiná varianta názvu: tumor growth factor beta

Co můžeme potkat na membráně? Receptory Iontové kanály (transportéry) aa

Iontové kanály Ca ++ kanály (napěťově řízené, ligandem řízené, store-operated kanály) K + kanály Na + kanály Cl - kanály Napěťově řízené Ligandem řízené Metabolicky řízené, řízené ph,

Receptory Bez vlastní enzymatické aktivity: - receptory spřažené s G-proteinem - receptory asociované s tyrosinkinázou (cytokinové receptory) - FAS receptor (receptor smrti) S vlastní enzymatickou aktivitou: - receptorové tyrosinkinázy - receptorové serin/threonin kinázy

Jaké enzymy můžeme potkat v signalizačních kaskádách? Kinázy (proteinkináza A, B, C; JAK, STAT, MAPK, CaMK, ) Fosfatázy Cyklázy (adenylát cykláza, guanylát cykláza) Fosfodiesterázy (fosfodiesteráza 6) GTPázy (α jednotka G-proteinu, Ras, Rho, ) Fosfolipázy (fosfolipáza Cβ)

Signální dálnice Receptor spřažený s G-proteinem (α s, α i ) adenylát cykláza camp proteinkináza A Receptor spřažený s G-proteinem (α q ) fosfolipáza Cβ IP 3 CaMK DAG proteinkináza C Receptor spřažený s G-proteinem (α t ) fosfodiesteráza 6 cgmp proteinkináza G CNGC Receptorová tyrozinkináza fosfolipáza Cγ IP 3 CaMK DAG proteinkináza C

Signální dálnice Receptorová tyrozinkináza GRB2/Sos Ras MAPKKK MAPKK MAPK AP1 Receptor spřažený s G-proteinem / receptorová tyrosinkináza PI3K PIP 3 Akt (= proteinkináza B) Cytokinový receptor JAK STAT jádro Receptorová serin/threonin kináza Smad jádro

RECEPTOR SPŘAŽENÝ S G-PROTEINEM - 7 transmembránových segmentů

G-protein heterotrimer, složen ze tří různých podjednotek: a, b, g a podjednotka ~ 33-55kD b podjednotka ~ 35kD g podjednotka ~ 15kD - tvoří komplex Gb/g - vazebné místo pro GDP / GTP - vnitřní hydrolytická aktivita ke GTP (naváže GTP = aktivace hydrolyzuje GTP na GDP = deaktivace) - v neaktivním stavu: navázán GDP asociována s komplexem Gb/g savci: 20 různých G proteinů (každý obsahuje unikátní Ga podjednotku + jednu z 5 b podjednotek a jednu z 12 g podjednotek)

Ga i Ga s Ga q

Ga s stimuluje adenylát cyklázu syntéza camp aktivace proteinkinázy A (PAK) fosforylace blízkých substrátů cholera toxin: udržuje Ga s trvale aktivovanou camp Ga i po aktivaci inhibuje adenylát cyklázu camp pertussis toxin: Ga i podjednotka neschopná odpoutat GDP neschopná aktivace nemůže inhibovat adenylát cyklázu camp ovlivňuje regulaci mnoha iontových kanálů

Ga q nepůsobí na ni ani cholera toxin ani pertussis toxin fosfolipáza C b inositol-3-fosfát (IP 3 ) Ca 2+ v buňce CaMKII diacylglycerol (DAG) proteinkináza C obě dvě cesty vedou k fosforylaci blízkých proteinů

Ga t transducin citlivý na pertussis toxin neschopnost odpoutat GDP inhibice signalizace Zrak: t 1 černobílé vidění t 2 barevné vidění Výskyt: retina, některé kmenové buňky efektor: fosfodiesteráza-6 (PDE 6 ) degradace cgmp

Ga o other efektory zatím nejsou známy citlivý na pertussis toxin neschopnost odpoutat GDP inhibice signalizace Výskyt: nervové a neuroendokrinní tkáně, mitotické vřetánko ranný vývoj: efekt serotoninu na migraci neuronů

Ga 12/13 aktivace REF ( Rho guanine-nucleotide exchange factors ) aktivace Rho proteinů výskyt: rovnoměrně ve tkáních

RECEPTOROVÉ TYROSINKINÁZY

RECEPTOROVÉ TYROSINKINÁZY růstové faktory, cytokiny, hormony 17 podrodin receptorů nutná dimerizace receptoru (i tetramery) pouze jeden transmembránový segment (N-konec extracelulární, C- konec intracelulární) fosforylace tyrosinů = vytvoření vazebných míst pro cytosolické signální proteiny navázání aktivace signální dráhy cytosolické signální proteiny: např. Src, fosfolipáza C g, PI3-kináza vazebná místa pro navázání na fosforylované tyrosiny: SH 2 doména (src), PTB doména (PI3-kináza)

RECEPTOROVÉ TYROSINKINÁZY endocytóza aktivovaného receptoru: zánik receptoru v lyzozomu vazba molekuly ubiquitinu na kinázu signalizace z endocytovaného receptoru např. NGF

RECEPTOROVÉ TYROSINKINÁZY Ras, Rho - monomerní GTPázy - zakotvené do vnitřní strany membrány - součást signálních drah receptorové tyrosinkinázy - aktivace: GEF (guanine nucleotide exchange factor) - inhibice: GAP (GTPase activating factor) rezistence rakovina Ras MAPkináza signalizace do jádra ( např. buněčná proliferace) Rho spojuje RTK s cytoskeletem ( tvar buňky, motilita, adheze)

RECEPTOROVÉ TYROSINKINÁZY

RECEPTOROVÉ TYROSINKINÁZY PI-3 kináza Akt

JAK-STAT RECEPTORY ASOCIOVANÉ S TYROSINKINÁZOU

RECEPTOROVÉ SERIN-THREONIN KINÁZY ligand: např. TGF-b SmaDs regulační protein endocytóza aktivace degradace

NUKLEÁRNÍ RECEPTORY ligandy dokáží samy přejít přes cytoplazmatickou membránu = transkripční faktory (v aktivované formě spustí transkripci cílových genů) nukleární receptory aktivované ligandem vs. orphan receptory typ I receptor v cytosolu navázání ligandu homodimerizace transport do jádra navázání na response element DNA start transkripce typ II receptor v jádře navázaný jako heterodimer (+ korepresory) na response element ligand do jádra vazba na receptor disociace korepresoru start transkripce

Odpovědi na otázky Kde jsou CNGC (cyclic nucleotide gate channels; týká se signalizace Ga T )? V cytoplazamtické membráně. Kde se v buňce bere cgmp (který je pak odbouráván PDE 6 )? Je syntetizován enzymem guanylát cyklázou, která může být aktivována například vlivem změny koncentrace Ca ++ v cytosolu. Jak přesně probíhá aktivace protein kinázy A? Protein kináza A se skládá ze 4 podjednotek: dvou regulačních a dvou katalytických. Každá regulační podjednotka má dvě vazebná místa pro camp. Poté, co se celkem 4 molekuly camp navážou na regulační podjednotky, dojde k uvolnění katalytických podjednotek, které mohou začít fosforylovat okolní substráty. Jak je aktivována PI-3 kináza? Přesný způsob aktivace se u jednotlivých tříd tohoto enzymu liší. Některé obsahují SH2 doménu a tudíž se aktivují přímo vazbou na fosforylované tyrosiny receptorových tyrosin kináz, jiné jsou aktivovány přes GRB2 či přes Ras proteiny..

Odpovědi na otázky CaM kináza = Ca 2+ /calmodulin-dependent protein kinase II - aktivace: IP3 Ca ++ z ER Ca ++ /kalmodulin komplex aktivace CaM kinázy - zapojena v mnoha signálních kaskádách MAP kináza = mitogen-activated protein (MAP) kinase - kaskáda: MAP kináza kináza kináza aktivace MAP kinázy kinázy aktivace MAP kinázy - spuštění kaskády: např. přes Ras, PKC,

Odpovědi na otázky ligandy pro tyrosin kinázy: velmi často se vyskytují jako dimery (a aktivují vazebná místa u obou monomerů receptoru zároveň). Tj. na obrázcích někdy figurují 2 molekuly ligandu, někdy jedna, nejvýstižnější je asi tento: dimer

Odpovědi na otázky G-protein: po disociaci alfa podjednotky zůstávají ona i komplex beta/gama ukotvené v membráně

Odpovědi na otázky Signalizace Ca ++ z ER: vazba na kalmodulin aktivace CAMKII vazba na PKC (protein kináza C) + DAG (diacylglycerol) aktivace PKC