Jelátviteli útvonalak 1

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

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

Szignalizáció - jelátvitel

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

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

Receptorok, szignáltranszdukció jelátviteli mechanizmusok

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

S-2. Jelátviteli mechanizmusok

A sejtfelszíni receptorok három fő kategóriája

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

JELÁTVITEL I A JELÁTVITELRŐL ÁLTALÁBAN, RECEPTOROK INTRACELLULÁRIS (NUKLEÁRIS) RECEPTOROK G FEHÉRJÉHEZ KÖTÖTT RECEPTOROK

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

ÖSSZ-TARTALOM. 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi kommunikáció 3.

Jelátviteli útvonalak 2

ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

8. előadás. Sejt-sejt kommunikáció és jelátvitel

16. A sejtek kommunikációja: jelátviteli folyamatok (szignál-transzdukció)

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

3. Főbb Jelutak. 1. G protein-kapcsolt receptor által közvetített jelutak 2. Enzim-kapcsolt receptorok által közvetített jelutak 3.

Signáltranszdukciós útvonalak: Kívülről jövő információ aktiválja őket Sejtben keletkező metabolit aktiválja őket (mindkettő)

Endokrinológia. Közös jellemzők: nincs kivezetőcső, nincs végkamra - hámsejt csoportosulások. váladékuk a hormon

A sejtfelszíni receptorok három fő kategóriája

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

Idegsejtek közötti kommunikáció

Jelátviteli útvonalak 3

Glikolízis. emberi szervezet napi glukózigénye: kb. 160 g

TÁMOP /1/A

A glükóz reszintézise.

A sejtek közöti kommunikáció formái. BsC II. Sejtélettani alapok Dr. Fodor János

JELUTAK 2. A Jelutak Komponensei

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

LIPID ANYAGCSERE (2011)

A neuroendokrin jelátviteli rendszer

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

Immunológia alapjai. 16. előadás. Komplement rendszer

Jelutak. Apoptózis. Apoptózis Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút. apoptózis autofágia nekrózis. Sejtmag. Kondenzálódó sejtmag

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

Hormonok hatásmechanizmusa

Apoptózis. 1. Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút

A somatomotoros rendszer

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

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

Zsírsav szintézis. Az acetil-coa aktivációja: Acetil-CoA + CO + ATP = Malonil-CoA + ADP + P. 2 i

MOLEKULÁRIS FORRÓDRÓTOK Jeltovábbító folyamatok a sejtekben

JELUTAK 1. A Sejtkommunikáció Alapjai: Általános lapelvek

Szignáltranszdukció: jelátvitel általános jellemzői, másodlagos hírvivők: szabad gyökök és intracelluláris szabad Ca2+

FARMAKODINÁMIA. mit tesz a gyógyszer a szervezettel

1. Mi jellemző a connexin fehérjékre?

Jelzőmolekulák, receptorok és jelátvitel SZIGNÁLTRANSZDUKCIÓ

Farmakodinámia. - Szerkezetfüggő és szerkezettől független gyógyszerhatás. - Receptorok és felosztásuk

Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika

Kommunikáció. Sejtek közötti kommunikáció

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Az idegrendszer és a hormonális rednszer szabályozó működése

Gonádműködések hormonális szabályozása áttekintés

Sejt - kölcsönhatások az idegrendszerben

A sejtek közötti kommunikáció módjai és mechanizmusa. kommunikáció a szomszédos vagy a távoli sejtek között intracellulári jelátviteli folyamatok

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

Az endokrin szabályozás általános törvényszerűségei

A transzportfolyamatok és a sejtek közötti kommunikáció

MULTICELLULÁRIS SZERVEZŐDÉS: SEJT-SEJT (SEJT-MÁTRIX) KÖLCSÖNHATÁSOK 1. Bevezetés (2.)Extracelluláris mátrix (ECM) (Kollagén, hialuron sav,

ONKOGÉN K-RAS MUTÁCIÓK: SZERKEZET ALAPÚ ALLÉL SPECIFIKUS INHIBITOR TERVEZÉS. Vértessy G. Beáta MedInProt Konferencia Budapest, április 22.

Az adenohipofizis. Az endokrin szabályozás eddig olyan hormonokkal találkoztunk, amelyek közvetlen szabályozás alatt álltak:

Sejt szintű szabályozás

A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (3)

Intracelluláris ion homeosztázis I.-II. Február 15, 2011

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

Integráció. Csala Miklós. Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet

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

Jelzőmolekulák, receptorok és jelátvitel SZIGNÁLTRANSZDUKCIÓ

Biokémiai kutatások ma

A plazmamembrán felépítése

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

A citoszol szolubilis fehérjéi. A citoplazma matrix (citoszol) Caspase /Kaszpáz/ 1. Enzimek. - Organellumok nélküli citoplazma

Glükoproteinek (GP) ELŐADÁSVÁZLAT ORVOSTANHALLGATÓK RÉSZÉRE

Jelátviteli folyamatok az immunrendszerben, immunreceptorok

Sejt - kölcsönhatások. az idegrendszerben és az immunrendszerben

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

Vezikuláris transzport

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

A szövetek tápanyagellátásának hormonális szabályozása

Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

Szignáltranszdukció Mediátorok (elsődleges hírvivők) az információ kémiailag kódolt

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

Egy idegsejt működése

ZSÍRSAVAK OXIDÁCIÓJA. FRANZ KNOOP német biokémikus írta le először a mechanizmusát. R C ~S KoA. a, R-COOH + ATP + KoA R C ~S KoA + AMP + PP i

HORMONÁLIS SZABÁLYOZÁS

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

Semmelweis egyetem. A Vav2 fehérje szabályozásának vizsgálata az epidermális növekedési faktor jelpályájában TAMÁS PÉTER

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak

A transzportfolyamatok és a sejtek közötti kommunikáció

CzB Élettan: a sejt

A piruvát-dehidrogenáz komplex. Csala Miklós

Belsı elválasztású mirigyek

Átírás:

Jelátviteli útvonalak 1 Információ metabolizmus Szignál transzdukció 1

Jelátviteli séma Mi lehet a jel? Hormonok Növekedési faktorok Fejlődési szignálok Neurotranszmitterek Antigének Sejtfelszíni glikoproteinek Extracelluláris mátrix komponensek Feromonok Fény Szaganyagok Ízanyagok Nyomás Szignalizációs típusok ~10-féle információ JEL RECEPCIÓ molekuláris kapcsolók, másodlagos hírvivők protein-kináz kaszkádok TRANSZDUKCIÓ VÁLASZ AMPLIFIKÁLÁS Jelátvitel típusai Szinaptikus neurotranszmitter Endokrin hormon Parakrin pl. növekedési faktorok Autokrin pl. citokinek Sejt-sejt, sejt-ecm direkt kontaktus, gap junction pl. integrinek (heterodimerek) bidirekcionális jelátvitel Endokrin jelátvitel endokrin mirigy Parakirin jelátvitel szekréciós sejt véráram Autokirin jelátvitel Jelátvitel membránfehérjékkel távoli célsejt szomszédos célsejt extracelluláris jel receptor membrán-kötött szignál 2

Jelátvitel általános tulajdonságai Receptorok integráns membránfehérjék citoplazmatikus/nukleáris receptorok Specifitás (molekuláris és sejtszintű) Affinitás: K d 10-9 10-12 M Adaptáció/deszenzitizálás Jel Válasz Válasz Jelátvitel általános tulajdonságai Amplifikálás Komplexitás integrálás, crosstalk stb. Protein-kináz kaszkádok Ser/Thr, Tyr és kevert Másodlagos hírvivők Molekuláris kapcsolók pl. G-fehérjék, CaM Adapter és állványzat fehérjék moduláris fehérjék Termináció receptor internalizáció és/vagy foszforiláció, foszfatázok, hírvivő inaktiválás adrenalin adenilátcikláz proteinkináz A aktiváltenzim termék 3

Jelátviteli útvonalak túlélési faktorok, inzulin, IGF1 hormonok, neurotranszmitterek növekedési faktorok extracelluláris mátrix Wnt (morfogének) Hedgehog citokinek halál faktorok, FasL Szignál transzdukciós típusok Receptor-típusok G-fehérjéhez kapcsolt: pl. -adrenerg-receptor Receptor tirozin-kinázok: pl. inzulin- és EGF-receptor Receptor guanilát-cikláz: pl. ANF (atriális nátriuretikus faktor) Kapuzó ( gated ) ioncsatornák: pl. acetilkolin-receptor Feszültség-függő és ligandum-függő Adhéziós receptorok: pl. integrinek Toll-like receptorok (TLR): (ld. veleszületett immunitásban) Egyes morfogének (pl. Wnt) receptorai: pl. Frizzled Patched receptor / Hedgehog útvonal: fejlődési folyamatatok TGFβ receptor (receptor Ser/Thr kináz): sejtdiff., fejlődés, immunr. stb Nukleáris (szteroid) receptorok (ld. génexpresszió szabályozása) Másodlagos hírvivők hidrofil: Ca 2+, camp, cgmp, inozitol-triszfoszfát (IP 3 ), lipofil: diacil-glicerin (DAG), foszfatidil-inozitol-(3,4,5)- triszfoszfát (PIP 3 ), gáz: nitrogén-monoxid (NO), szénmonoxid 4

Ligandumkötés mérése hiperbola Közvetlen hiperbola illesztés! (pl. Origin program) Scatchard-ábrázolás Receptor típusok G-fehérje kapcsolt receptor (GPCR, 7TM, szerpentin receptor) Receptor tirozin-kináz Receptor guanilát-cikláz Ligandum-függő (kapuzó) ioncsatorna Adhéziós (integrin) receptor plazma membrán kináz kaszkád maghártya Magreceptor 5

Másodlagos hírvivők 3,5 -ciklikus-amp (camp) PKA aktiválása cgmp PKG aktiválása 1,2-diacilgricerin (DAG) PKC aktiválása inozitol-1,4,5- triszfoszfát (IP 3 ) Ca 2+ -csatornák nyitása ER-ben nitrogén-monoxid (EDRF: endotheliumderived relaxing factor) guanilát-cikláz aktiválás PKC és CaM aktiválása foszfatidil-inozitol- 3,4,5-foszfát (PIP 3 ) PKB (Akt) aktiválás G-fehérje kapcsolt receptorok Hét transzmembrán hélix (7TMR) eukarióta fehérjecsalád, humán genom: ~900 külső 350: pl. hormonok, endogén ligandumok, fény; 400: szaglás és ízlelés; ~150 orphan receptor: ismeretlen ligandum gyógyszerek ~40%-ának célfehérjéi Kobilka (2007) és Lefkowitz (1980, 1986): Nobel-díj 2012 (az extracelluláris tér felől) membrán citoszol G-fehérje kapcsolódás 2 -adrenerg receptor 6

GPCR jelátvitel ligandum kötődéskiváltotta konformációváltozás Effektorok: adenilát-cikláz foszfolipáz-c foszfodiészteráz-6 GTP hidrolizál, G disszociál effektorról és reasszociál G -val aktivált-receptor köti a G -t ligandum disszociál receptorról, G köt effektor enzimhez G -ban konf.vált., GDP disszociál GTP kötés hatására G disszociál, G disszociál Heterotrimer G-fehérjék és alegységek G-fehérje szupercsalád (~200) (Gilman és Rodbell, 1969-71, 1994) heterotrimer és kis G-fehérje (pl. Ras, Rho, Rab) család Effektor enzimek: adenilát-cikláz, foszfolipáz-c, foszfodiészteráz-6 Fő osztályok (másodlagos hírvivő: camp, cgmp, IP 3, DAG) G s : adenilát-cikláz; camp (pl. -adrenerg receptor) G i : adenilát-cikláz; camp (pl. 2 -adrenerg receptor) G olf : adenilát-cikláz; camp (pl. szagreceptorok) G q : foszfolipáz C; IP 3 és DAG (pl. 1 -adrenerg receptor) G t : (transzducin) foszfodiészteráz-6, cgmp (pl. rodopszin) G g : (gusztducin) foszfodiészteráz-6, cgmp (pl. íz-recept.) G : K + -csatorna (GIRK), membrán potenciál (pl. muszkarinos acetilkolin receptor) 7

G-fehérjék: molekuláris kapcsolók ( -komplex) GAP: GTP-áz aktiváló protein off on GEF: Guanin nukleotid kicserélődési faktor A ligandum-kötött GPCR egy GEF, bekapcsolt állapotba hozza a G-fehérjét Az effektor (pl. adenilát-cikláz) egy GAP, gyorsírja a G- fehérje inaktivációját G-fehérjék: molekuláris kapcsolók Ras: (kis G-fehérje prototípus) Ala146: guanin (és nem adenin) kötés Switch-1 és switch-2 kötődik a - foszfáthoz, effektor kölcsönható felszín hozzáférhető (kötődés pl. adenilát-ciklázhoz); hidrolízis után switch -ek relaxálnak, nincs kötődés effektorhoz illetve G visszaköt G -hoz. 8

Heterotrimer G-fehérje adenilát-cikláz fragmentum G s és adenilát-cikláz komplexe (aktív forma: GTP) Heterotrimer G-fehérje (inaktív forma: GDP) adenilát-cikláz adenilát-cikláz domének (piros:katalitikus, barna: regulációs) Adrenalin és a -adrenerg receptor adrenalin β-adrenerg receptor adenilátcikláz (AC) (transzmembrán fehérje) Adenilátcikláz / camp rendszer ciklikus- AMP proteinkináz A proteinkináz A Inaktív PKA (ld. előző félév!) 9

camp-függő protein-kináz (PKA) R 2 C 2 alegységszerkezet + camp R 2 + 2C (allosztérikus aktivátor) Intrasztérikus gátlás Pszeudoszubsztrát (R alegységben): Arg-Arg-Asn-Ala-Ile Ala a foszforilálódó Ser/Thr helyén camp ciklikus-adenozin-monofoszfát camp-függő protein-kináz (PKA) Mg 2+ - PKA katalitikus alegység (38 kd) Pszeudoszubsztrát kötédése 10

Heterotrimer G-fehérjék és betegségek Kolera-toxin (Vibrio cholerae): heterohexamer fehérje (A 1 B 5 ) B alegység köt epiteliális sejtmebrán G M1 gangliozidhoz, A alegység bekerül a sejtbe és egy kis G-fehérje (ARF6) aktiválja ADP-ribozilálja a G s -et a P-hurkon GTP-áz aktivitás gátlódik camp PKA CFTR Cl - csatorna és Na + /H + -antiporter vízvesztés Pertusszisz toxin (Bordatella pertussis) G i -t ADP-ribozilálja ADP-csere adenilát-cikláz NEM gátlódik camp? célfehérje ADP-riboziláció (szerep: pl. membrán forgalom) kolera -toxin ADP-ribóz NAD + camp/pka jelátviteli utak camp másodlagos hírvivőt használó szignálok adrenalin, noradrenalin ACTH, CRH, szomatosztatin FSH, LH, MSH, PTH, TSH glukagon dopamin (D 1 -, D 2 -receptor) hisztamin (H 2 -receptor) szerotonin (5-HT-1a, 5-HT-2) prosztaglandin-e 1, -E 2 (PGE 1,2 ) adenozin szaganyagok ízanyagok (édes és keserű) PKA szubsztrátok konszenzus: xr(rk)x(st)h glikogén-szintáz (glikogén szintézis foszforiláz-b-kináz (glikogén lebontás) piruvát-kináz (glikolízis) piruvát-dehidrogenéz tirozin-hidroxiláz (dopamin, adrenalin szintézis) hiszton-h1, -H2B (DNS kondenzáció) foszfolamban (szívben SERCA szabályozás) CREB ( camp resonse element binding protein ; génexpresszió szabályozás 11

Adrenalin (glukagon)/camp útvonal Adrenalin + β-adrenerg receptor (glukagon + glukagon r.) kötődés aktivált receptor GDP GTP csere amplifikálás aktivált G-fehérje (G s ) fehérje-fehérje kölcsönhatás (allosztéria) aktivált adenilát-cikláz enzimatikus reakció amplifikálás camp koncentráció (allosztéria) aktivált protein-kináz-a enzimatikus reakció amplifikálás (izom, máj) aktivált foszforiláz-kináz enzim amplifikálás aktivált glikogén-foszforiláz enzim amplifikálás glikogén glükóz glikolízis (izom; adrenalin) vér glükóz (máj; glukagon) AC aktiváló és gátló GPCR-ek Adenilát-cikláz aktiválás és gátlás zsírsejtekben camp szint finomhangolás lipolízis fokozás/gátlás aktiváló hormon adrenalin glukagon ACTH gátló hormon PGE adenozin külső tér citoszol adenilát -cikláz GPCR GPCR stimuláló G-protein gátló G-protein 12

Ioncsatorna szabályozó GPCR Muszkarinos acetilkolin (ACh)-receptor (metabotróp rec.) G i, de is G köt specifikus szívízom K + -csatornákhoz hiperpolarizáció szívverés lassul acetilkolin külső tér K + -csatorna citoszol aktív AChreceptor 13