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 JELÁTVITEL AZ IDEGRENDSZERBEN

3 Szinapszis két neuron között- neurotranszmisszió TÁMOP /1/A Preszinaptikus neuron (axon végződés) Szinaptikus vezikula NT transzporter Neurotranszmitter molekula + Feszültség-függő nátrium csatorna Posztszinaptikus neuron GPCR (moduláló) + Ligand-függő ioncsatorna (direkt serkentés vagy gátlás)

4 A neurotranszmisszió mechanizmusa A szinaptikus vezikulumok neurotranszmittert (NT) tartalmaznak, és kibocsátják azokat, amikor a membránjuk fúzionál a külső sejtmembránnal. A neurotranszmitter molekulák átjutnak a szinaptikus résen keresztül a posztszinaptikus neuron receptoraihoz, a ligandfüggő ion csatornához (ligand-gated ion channel, LGIC) és a G-protein kapcsolt receptorokhoz (GPCR). GPCR-ok a preszinaptikus neuronok axon termináljain megváltoztatják a feszültségfüggő ion-csatornákat (voltage-gated ion channel, VGIC) és módosítják a neurotranszmitter kiáramlást. Neurotransmitter transzporterek eltávolítják a neurotranszmitter molekulákat a szinaptikus résből úgy, hogy azok újra vezikulumokba kerülhessenek.

5 Receptorok Receptorok Ionotróp (ioncsatorna kötött) GABA A, GABA C, iglu Glicin, Szerotonin, Acetilkolin nikotin receptora, P2X Metabotróp (másodlagos messengereket használ) GABA B, mglu, Adrenalin, Noradrenalin, Glukagon, FSH, LH, TSH, ADH, Parathormon, Növekedési faktorok, Citokinek

6 Receptor-ligand interakció Receptor tulajdonságok A ligand a 7 transzmembrán hélixek core régiójához kötődik A rövid peptid ligandok részben a core régióhoz és részben a külső hurokhoz kötődnek A ligandok az N-terminális szegmenshez és a külső hurokhoz kötődnek Beindítja az N terminális szegmens kiterjedt újraszerveződését Proteináz aktivált receptorok Ligandok 11-cisz-retinal (rodopszinban) Acetilkolin Katekolaminok Biogén aminok (hisztamin, szerotonin stb.) Nukleozidok és nukleotidok Leukotriének, prosztaglandinok, prosztaciklinek, tromboxánok Peptid hormonok (ACTH, glukagon, növekedési hormon) Mellékpajzsmirigy hormon, kalcitonin Hipotalamuszból felszabaduló glikoprotein faktorok (TRH, GnRH) Neurotranszmitterek metabotrop receptorai (pl. GABA és glutamát) Ca 2+ -érzékelő receptorok, pl. mellékpajzsmirigy sejteken, pajzsmirigy C-sejtek (kalcitonit szekretálnak) és a vese juxtaglomerularis apparátusán Trombin és tripszin receptorok

7 Ion-csatorna receptorok 1.Cys-hurok receptorok: pentamer szerkezet, 4 transzmembrán () régió/alegység Acetilkolin (Ach) nikotin receptora: Na + csatorna GABA A, GABA C, Glicin : Cl - csatorna (gátló szerep a KIRben) 2.Glutamát-aktivált kation csatornák: (excitatorikus a KIRben): tetramer szerkezet, 3 régió/alegység pl. iglu 3.ATP-függő csatornák: 3 homológ alegység, 2 régió/subunit pl. P2X purinoreceptor

8 7-transzmembrán receptorok (7-) TÁMOP /1/A A osztály: Rodopszin-szerű B osztály: Szekretin család C osztály: Glutamát és GABA (metabotróp) Frizzled Adhéziós család

9 7- ligandok A osztály Bosztály Cosztály Frizzled Adhéziós Prosztaglandinok Glukagon Glutamát Wnt Kondroitin-szulfát Tromboxán GnRH GABA Hedgehog Szerotonin PTH Édes Íz Keserű íz Dopamin CRH Szekretin Hisztamin Katekolaminok Acetilkolin (M) Rodopszin Melatonin Kemokinek Bradikinin Szomatosztatin Opioid Vazopresszin

10 Az acetiklolin nikotin receptora 5 alegység képezi a pórust: 2a, b, g, d Nyitás: a 2a alegység eltávolodik Deszenzitizáció: nyitott konformációban a b, g, d alegységet a Protein kináz A és C foszforilálja

11 Neurotranszmisszió Ionok Neurotranszmitter Plazma membrán Citoplazma Ion csatorna Neurotranszmitter Plazma membrán Receptor Citoplazma G-fehérje aktiváció a GTP b g a GTP Effektor fehérje Intracelluláris messengerek G-fehérje alegységek vagy intracelluláris messengerek módosítják az ion csatornák működését

12 Acetilkolin H 3 C O O Acetilkolin H 3 C N CH 3 CH 3 NH 2 Acetilkolin nikotin receptora (nachr) nachr egy alegysége Ligand kötő hely COOH Acetilkolin muszkarin receptora (machr) Extracelluláris Acetilkolin Extracelluláris hidrofób transzmembrán domén (1-4) M1, M3, M5 M2, M4 Citoplazmatikus Citoplazmatikus Gq/11 Gi/0 5 összekapcsolódó alegység (2xa + 3xb nachr) Ionok áramlanak a póruson keresztül [Ca 2+ ] MAP kinázok Adenilát cikláz MAP kinázok Extracelluláris a b Neurotranszmitter kötő hely PLCb M áram GIRK csatornák Feszültség-függő Ca 2+ -csatornák Citoplazmatikus Intracelluláris ion koncentráció változás

13 Adrenerg receptorok Adrenalin, Noradrenalin a1 Receptor a2 b Gq Gi Gs Foszfolipáz C Adenilát cikláz Adenilát cikláz PIP 2 DAG ATP camp ATP camp IP3 Ca 2+ Simaizom összehúzódás Ca 2+ Transzmitter felszabadulás gátlása Simaizom relaxáció Szívizom összehúzódás Simaizom relaxáció Glikogenolízis

14 Az idegi átvezetés gátlása a-bungarotoxin: kígyóméregben található (Bungarus multicinctus) Az acetilkolin nikotin receptorához kötődik és inaktiválja azt Kurare (tubokurarin): Dél-amerikai növényekben (Kurare-folyondár, Strychnos toxifera és Chondrodendron tomentosum) Bennszülöttek nyílméregként használják Az acetilkolin nikotin receptorán ugyanahhoz a helyhez kötődik, mint az acetilkolin, de a csatorna nem nyílik ki A légzőizmok bénulását okozza Anesztéziában izomrelaxánsként használják Antidotuma: acetilkolin-észteráz gátlók