Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Átírás

1 Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A

2 Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A Berki Tímea és Boldizsár Ferenc Jelátvitel A KALCIUM JEL

3 A fiziológiás szerepe I. S. Ringer: jelenlétében a békaszív órákig megtartja aktivitását Locke: a eltávolítása gátolja a neuromuszkuláris transzmissziót Kamada és Kimoshita (1943): bevitele az izom rostokba a rostok összehúzódását eredményezi Otto Loewi: ist alles. (A minden.) -a második másodlagos messenger

4 A fiziológiás szerepe II. 3 formában található a szervezetben: Szabad Kötött Komplexek részeként (hidroxiapatit a kalcifikálódott szövetekben pl. csontok, fogak) Hiperkalcémia: csökken a neuromuszkuláris átvezetés, szívizom diszfunkció, letargia Hipokalcémia: a membránok ingerelékenysége, tetániás rohamok, halál [ ] [Mg 2+ ] Plazma, extracelluláris folyadék 1-2mM 1mM Intracelluláris citoplazmatikus nM 0,5-1mM Intracelluláris raktár mM

5 Citoplazmatikus alacsonyan tartása -ATPázok Plazma membrán ER (SERCA) Na + / kicserélő Plazma membrán Ionofórok: lipid-oldékony, membrán-permeábilis ionhordozók pl. A23187 (524kDa), ionomycin (709kDa) Streptomycesből izolálták

6 Az intracelluláris mérése -szenzitív fotofehérjék: Aequorin (Aequoria victoria) -kötés esetén kék fényt emittál Előbb célsejtbe kell mikroinjektálni (pl. óriás tintahal axon) Fluoreszcens indikátorok : Quin-2, Fura-2 (UV); Fluo-3 (látható fény) Sejtszuszpenzió esetén használható a kapott jel az egyedi szinkronizálatlan események összességét mutatja Egy sejt vizsgálata fluoreszcens/konfokális mikroszkóp Genetikailag tervezett indikátorok: Aequorin- transzfektált sejtek Kalmodulin- miozin könnyű lánc kináz-gfp

7 -csatornák az ER-ben Rianoidin receptor (RyR): 4x560kDa Ingerelhető sejtekben (váz -és szívizom) Modulátorok:, ATP, kalmodulin, FKBP12 (immunofilin) IP 3 receptor (IP 3 R): 4x310kDa

8 -beáramlás plazma membrán csatornákon keresztül Feszültség-függő csatornák (VOCC) Ideg- és izomsejtek Depolarizáció hatására kinyílnak L, N, P/Q, R és T típusú Receptor-függő csatornák (pl. Glutamát NMDA rec.) TRPM2 csatornák ADP-ribóz aktiválja Oxidatív stressz

9 Az intra/extracelluláris - jelátvitel kompartmentjei, -csatornák TÁMOP /1/A csatorna (feszültség-függő) -csatorna ( -raktár kiürülése szabályozza) Külső készlet (mm) -csatorna (ligand-függő) NCX Belső készlet (~100 nm) Szolubilis -szenzor fehérjék MNCX SERCA pumpa Sejtmag Uniporter ER csatorna Endoplazmatikus retikulum Mitokondrium

10 Raktár-függő -belépés (SOCE) Raktár-függő -belépés = kapacitatív belépés (1986.) Ha az intracelluláris raktárok készlete csökken, a plazma membrán -csatornái kinyílnak TRP (tranziens receptor potenciál) fehérjék CRAC ( felszabadulás aktiválta -áram) csatornák pl. Orai 1 (33kDa) STIM1 (77kDa): ER transzmembrán fehérjéje, - szenzor 3 potenciális mechanizmus ami STIM1 aktivációhoz vezet: Direkt interakció az ER és a plazma membrán között STIM1 mozgása az ER-ból a plazma membránba Szolubilis mediátor: CIF ( -influx faktor) (1993.)

11 Foszfolipáz C (PLC) Hormon Receptor Plazma membrán a GTP b g PTI a GTP PLC DAG PKC Citoplazma G-fehérje IP 3 IP3 megnyitja a - csatornát IP 3 IP3R Simaizom endoplazmatikus retikulum lumene

12 A -jel számos útvonal része Depolarizáció/ Feszültség Acetilkolin, Glutamát, Szerotonin, ATP Antigén Antigén Növekedési faktorok Hormonok, Neurotranszmitterek Hormonok, Neurotranszmitterek, Növekedési faktorok, Ozmolaritás Fény, Szag, Íz molekulák CRAC DHPR Feszültség függő csatorna Ligandfüggő csatorna BCR TCR RTK GPCR TRPC PMCA NCX CNG GPCR TRPA TRPV Src RAS DAG PIP 2 PIP 2 PIP 2 PIP 2 PLCg PLCe b g PLCb GI/0 G14/15 Gq/11 PLCd Na + Gs,Golf, Gt AC IP3R RyR NAADP DAG DAG DAG IP 3 PKC ADP-ribóz, Arachidonsav, Szfingozin IP3R camp cgmp GC GC ATP GTP RyR Sph PMR1 cadpr RyR SERCA Mitokondriális uniporter Calm Na + /H + cserélő CamK-IV Cain NFAT P HDAC CBP CREB MEF2 p300 Gén expresszió IP3R PTP Hipertrófia

13 által szabályozott cél fehérjék I. Kalmodulin-függő: CaM kinázok EF2 kináz Foszforiláz kináz MLCK Kalcineurin NFAT Plazma membrán ATPázok Adenilát cikláz Ciklikus nukleotid foszfodiészteráz MAP-2 Tau Fodrin Neuromodulin NOS

14 által szabályozott célfehérjék I. Kalmodulin-független: Kalpain ( -aktivált Cys proteáz) Szinaptotagmin exocitózis DAG kináz DAG inaktivációja Ras neuronális szenzorok GEFek és GAPek Citoszkeletális fehérjék a-aktinin, gelszolin

15 A - jelátvitel effektor mechanizmusai TÁMOP /1/A Fehérje foszforiláció CaM kináz I,II és IV Elongációs faktor-2 kináz Foszforiláz kináz Miozin könnyű lánc kináz Kalmodulin Nitrogén-monoxid képződés Fehérje defoszforiláció Kalcineurin Citoszkeleton MAP-2 Tau Fodrin Neuromodulin transzport Ciklikus nukleotid metabolizmus Plazma membrán ATPáz Adenilát cikláz Ciklikus nukleotid foszfodiészteráz

16 a fototranszdukcióban Plazma membrán Citoplazma Foton Na + pumpához 4 Na + Rodopszin Rodopszin* ATP RK Rodopszin* P Na +,, K + kicserélő 1 K + Transzducin Transzducin* Csatorna záródása PDE PDE* K + Na + cgmp Guanilát cikláz GTP cgmp cgmp-függő csatorna 5 GTP cgmp