BIOFIZIKA. Jelátvitel

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "BIOFIZIKA. Jelátvitel"

Szebasztián Péter
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 BIOFIZIKA Jelátvitel Liliom Károly MTA TTK Enzimológiai Intézet

2 A biofizika előadások temamkája Biofizika: fizikai szemlélet, modellalkotás, biometria SZÜNET Az érzékelés biofizikája Mikrostruktúrák Zárthelyi dolgozat Sejtmembránok, lipid- fehérje kölcsönhatások Membránpotenciál, transzport biológiai membránokban Jelátvitel Zárthelyi dolgozat Metodika- 1: Morfológia, lokalizáció, kölcsönhatás (mikroszkópia) Metodika- 2: Szerkezetmeghatározás (krisztallográfia, NMR, CD) Metodika- 3: Kölcsönhatás és szerkezet jellemzése: spektroszkópia Metodika- 4: Kölcsönhatások valósidejű követése: SPR, QCM Zárthelyi dolgozat 3 Pótzárthelyi h- 12h 2

3 Akhv transzporterek (folyt.) P- hpusú ATP- áz (foszforilálódik, vanadát gátolja) V- hpusú (Vakuoláris) ATP- áz F- hpusú (energy coupling Factor) ABC- transzporterek (MDR) Nature : C.elegans P- glikoprotein kristályszerkezetét meghatározták. A humán P- gp (MDR, ABCB1) szerkezetére homológia- modellt képeztek, amely összhangban van a kísérlem adatokkal. Orvosi jelentősége a mulmdrog- rezisztencia gátlása kemoterápiában. 3

4 PMCA SERCA Ca 2+ - jelátvitel 4

5 Jelátvitel = kommunikáció Külső hatások (ingerek) = elsődleges hírvivők (hormonok, transzmi2erek, mediátorok) Receptorok = bármilyen sejnelszíni vagy sejten belüli fehérje, amely hírvivőre reagál (GPCR, RTK, integrinek, ) Effektorok = azok a fehérjék, amelyek a receptorok akmvációjára lépnek működésbe (kinázok, foszfatázok, foszfolipázok, nukleo@d- ciklázok, kalmodulin) Másodlagos hírvivők = az effektor fehérjék termékei (camp, cgmp, IP3, AA, Ca 2+, ) Végső hatás = valamely transzkripciós faktor akmvációja = génáhrás szabályozása EDDIG OLYAN SZÉP EGYSZERŰ VOLT A KÉP = ÖNÁLLÓ JELPÁLYÁK DE NEM ILYEN EGYSZERŰ: Modulátorok = adapter és állványfehérjék, amelyek módosítják a receptorok és effektorok kapcsolatait Harmadlagos hírvivők; Egyszerre elsődleges és másodlagos hírvivők, CROSSTALK 5

6 Jelátvitel jelpályák Hagyományosan párkölcsönhatások vizsgálata és abból a jelpályák rekonstrukciója Bioﬁzika, 2012, Liliom Károly 6

7 Jelátviteli hálózat(ok) Y2H (HTS) és/vagy a szakirodalomból adatgyűjtés (data- mining) 7

8 Mindenü} jelen Ca 2+ - jelpálya 8

9 Szívizomsejt autonóm Ca 2+ - jelek 9

10 Jelátvitel jelpályák - modellek Kiválasztjuk az ado} jelátviteli fehérje (i} pl MAPK) kölcsönhatási hálózatából a fontosnak gondolt kapcsolatokat és az o} szereplő kötődésekre felírjuk az aokat leíró differenciál- egyenleteket (természetesen csak akkor van értelme, ha kísérlemleg megalapozo} paramétereket tudunk használni, theát ismerjük a kötődési állandókat és a stöchiometriát) 10

11 Jelpálya dinamika 11

12 Jelpálya dinamika 12

13 Transzlokáció mechanizmusai A sötétadaptált esethez képest a megvilágítás hatására néhány perc ala} teljesen átrendeződik a transzducin és az arresmn lokalizációja. Mi lehet a transzlokáció mechanizmusa? Úgy tűnik, hogy a hajtóerő alapjában véve a diffúzió, az irányultságot és a megvilágítás- függést a kölcsönható partnerek, elsősorban a rodopszin, térben korlátozo} elhelyezkedése biztosítja. (tényleges szabad diffúzió vezikuláris transzport akhv citoszkeletális mozgatás) 13

14 Transzlokáció mechanizmusai A Ras kismolsúlyú vagy monomer GTP- áz az egyik közponm jelfeldolgozó fehérje, egy molekuláris kapcsoló, amelynek akmvitását nagyban befolyásolja a membránhoz kötődése. 14

15 Transzlokáció mechanizmusai A H/NRas formák membrán- asszociációjáért farnezil és palmitoil csoportok felelnek poszt- transzlációs módosítás útján, míg a KRas esetén ezt a farneziláció melle} a C- terminális rész pozihv töltései segímk elő. A dinamikus redisztribúció fenntartásához de- palmitoiláció illetve a savas kalmodulinhoz kötődés vagy foszforiláció szükséges. A Ras dinamikus transzlokációja az endocitózishoz kötö}. 15

16 Transzlokáció mechanizmusai A PDE egy prenilkötő fehérje, amely hozzájárul a különböző Ras fehérjék plazmamembrán- asszociációjának stabilizálásához. Ha csendesítjük a PDE szintjét, a Ras fehérjék átvándorolnak az endoplazmás remkulumba, gyengítve a jeltovábbítás hatékonyságát. 16

17 Transzlokáció mechanizmusai A KRas a pozihv töltéseket hordozó C- terminális régiójával kapcsolódik a membrán- foszfolipidek negahv fejcsoportjaihoz, a membránkötődést a farnezil- csoport is segím. A 181- es szerin foszforilációja (PKC) elegendő a membránról való leválásához. Posztranszlációs módosítások, amelyek közvetlenül befolyásolják a Ras fehérjék membrán- asszociációját. 17

18 Jelátvitel endocitózissal Az endocitózis szolgálhatja a jelcsendesítést (eltávolítja a jelforrást a membránról, illetve lizoszomába irányítás), a jelfenntartást (együ} tartja a szignálkomplexet) és a jelgenerálást is, mindegyik mechanizmusra több példa is ismert. 18

19 Jelátvitel = dinamika Térbeli és időbeli követés egyaránt fontos (kompartmentalizáció) Ciklikus folyamatok sztochaszmkus elemekkel tarkítva alkotják a szabályozási köröket EGY ÉLŐ SEJTBEN MINDIG TÖTÉNIK VALMI naiv idegsejthálózat fejlődő szemben, sötétben 19

Hasonló dokumentumok

BIOFIZIKA. Membránok

BIOFIZIKA. Membránok BIOFIZIKA 2012 10 08 Membránok Liliom Károly MTA TTK Enzimológiai Intézet liliom@enzim.hu A biofizika előadások temakkája 1. 09-03 Biofizika: fizikai szemlélet, modellalkotás, biometria 2. 09-10 SZÜNET