Similar presentations:
Белки в действии Молекулярные механизмы передачи сигнала
1. Белки в действии Молекулярные механизмы передачи сигнала
12. Основные этапы передачи сигнала в клетку
Механизмы межклеточной сигнализации2
3. Вторичные мессенджеры - небольшие молекулы, которые быстро и в больших количествах синтезируются в клетке в ответ на активацию рецептора и
служат для усиления молекулярного сигнала1) Циклический аденозинмонофосфат (цАМФ, cAMP); 2) cGMP;
3) Диацилглицерол (DAG); 4) Инозитолтрифосфат (IP3);
3
5) Ионы кальция Ca2+.
4. Принципы передачи гормонального сигнала в клетках-мишенях
45. Семейство липофильных рецепторов
Лигандами семействалипофильных
рецепторов
являются:
•Стероиды;
•Тиреоидный гормон,
тироксин;
•Ретиноиды (вит.А, D)
5
6. Рецепторы липофильных гормонов
67. Механизм действия гидрофильных гормонов (Типы мембранных рецепторов)
78. Ионные каналы
89. Общие особенности ионных каналов
910. Ацетилхолиновый рецептор
1011. Рецепторы, сопряженные с G-белками
- реагируют на:небольшие молекулы (катехоламины, пептиды и хемокины);
гликопротеиновые гормоны;
тромбин;
световые импульсы;
летучие пахучие вещества.
Различные способы распознавания лигандов
рецепторами, сопряженными с G-белками
(родопсин)
11
12. Серпантинные рецепторы
1213. Примеры G-белков и их физиологических эффектов
1314. Преобразование сигнала G-белками
1415. Передача сигнала в клетке
Первичный мессенджер (1), молекула адреналина, связывается со специфичнымадреналиновым рецептором клеточной мембраны (2). Таким образом передатчик (3), Gбелок, состоящий из ,β, -субъединиц, активируется. Это в свою очередь активирует
усилитель первичного сиганала (4), аденилатциклазу, которая стимулирует образование
вторичного мессенджера с-AMP (5) из ATP (6). В результате каскада ферментативных
реакций происходит открытие ионного канала (клеточный ответ).
16. Активация и дезактивация G-белка
1. G-белок, состоящий из ,β, субъединиц, в фазе покоя сосвязанным GDP.
3. …замещается на GTP.
-Субъединица активируется..
2. G-белок сталкивается с активированным
мембранным рецептором, диссоциирует ,
и в -субъединице GDP замещается на…
4. …и присоединяется к эффектору и активирует его.
Эффектор катализирует синтез вторичного
мессенджера. Происходит дефосфорилирование
GTP и дезактивация -субъединицы G-белка.
17. Сигнальный механизм G-белка
ADP17
18.
1819.
1920. Роль G-белков в организме
1.G-белки наших органов
чувств переводят информацию
окружающей среды в язык,
который G-белки головного мозга
могут понимать.
2.
G-белки
в
носу
активируются
обонятельными
стимулами.
3.
G-белки
регистрируют вкус пищи.
языка
21. 4. G-белки отвечают гормонам. В состоянии гнева или страха наши надпочечники выбрасывают адреналин в кровь. Когда адреналин достигает печен
4. G-белки отвечают гормонам.В состоянии гнева или страха наши надпочечники выбрасывают
адреналин в кровь. Когда адреналин достигает печени, образуется
глюкоза, давая нам энергию для боя или бегства.
22.
G-белки и холераБактерия Vibrio cholerae может быть убита антибиотиками. Но само
заболевание вызывается бактериальным токсином, который необратимо активирует
G-белки эпителиальных клеток кишечника. Это приводит к обезвоживанию организма
и потере жизненно важных солей.
23. Механизмы передачи сигнала: фермент-связывающие и фермент-содержащие рецепторы
• рецепторы, содержащие тирозинкиназныйдомен – рецепторные тирозинкиназы
[ТПК-рецепторы, RPТKs] (рецепторы
факторов роста)
• рецепторы, активирующиеся
цитоплазматическими тирозинкиназами
(рецепторы цитокинов)
Информационные сигналы, возникающие
при активации этих рецепторов, участвуют в
механизмах пролиферации или
дифференцировки клеток.
23
24. ТПК-рецепторы (Рецепторные протеин-тирозинкиназы, RPTKs)
-Содержат цитоплазматический киназный домен (250-400 ако) .-Пронизывают мембрану один раз.
- Имеют крупный наружный домен.
24
25.
2526. Лиганды RPTKаз (семейства сигнальных цитокинов)
2627. Механизм действия рецепторных тирозинкиназ
1. Активируется киназный доменрецептора.
2. В результате фосфорилирования тирозиновых остатков в
цитоплазматическом отделе
рецептора формируются участки
связывания для других
субстратов.
3. Рецептор может фосфорилировать связывающиеся с ним
белки.
4. Активированный рецептор
инициирует дальнейшую
передачу или выключение
сигнала.
27
28. Связывание цитоплазматических эффекторных молекул с активированным рецептором фактора роста
Некоторые субстраты и мишени тирозинкиназныхрецепторов
29
29. Некоторые субстраты и мишени тирозинкиназных рецепторов
Сигнальный механизм Ras-белка30
30. Сигнальный механизм Ras-белка
Цитокины- группа гормоноподобных белков и пептидов,
синтезируются клетками иммунной системы и др.
31
31. Цитокины - группа гормоноподобных белков и пептидов, синтезируются клетками иммунной системы и др.
Рецепторы цитокиновSTP – signal transducer proteins
STAT – signal transducers and activators of
transcription
Янус-киназы = Janus kinases (JAKs)
32
32. Рецепторы цитокинов
Пролиферация клеток и апоптоз33
33. Пролиферация клеток и апоптоз
Апоптоз и некроз34
34. Апоптоз и некроз
C. Elegans– Нобелевская премия 2002 года
35
35. C. Elegans – Нобелевская премия 2002 года
3636.
Регуляция апоптоза37
37. Регуляция апоптоза
3938.
Каспазы40
39.
Общая схема “классического”апоптоза млекопитающих
41
40. Каспазы
ПРИОНЫ45
41. Общая схема “классического” апоптоза млекопитающих
Прионы: очевидное –невероятное…
Нобелевская премия
по физиологии и медицине, 1997
Stanley B. Prusiner (р. 1942)
University of California
School of Medicine
San Francisco, CA, USA
42.
Овцы, коровы и каннибалы – братья понесчастью…
• «Медленные инфекции» постепенно
изменяют структуру мозга, превращая
его в губку… Летальный исход
неизбежен.
• В обычаи племени Fore (Новая
Гвинея) входило съедать сырой мозг
умерших родителей. Никто и не
догадывался, что таким образом
распространяется смертельная болезнь
– «куру»…
43.
Необычные вирусы?!• С 1972 г. Стэнли Прузинер исследует
трансмиссивные губкообразные
энцефалопатии.
• 1982 г. – выделен прионный белок:
prion = proteinaceous infectious particle
• Прионные белки есть в любом
здоровом организме человека и
животных!
44.
Прионы• В здоровом организме белок – в нормальной форме
PrPC (Prion Protein Cell).
• Аномальная, инфекционная форма прионного белка
– PrPSc (Prion Protein Scrapie).
• Нормальные молекулы белка, вступая в контакт с
инфекционной формой прионов, сами
превращаются в смертельно опасные частицы. Этот
процесс подобен лавине…
45. ПРИОНЫ
Прионы• Две формы различаются лишь пространственной
конфигурацией!
• Нормальный белок содержит 42% α-спиралей и
почти не содержит β-тяжей. А в инфекционной
форме - 30% α-спиралей и 43% β-тяжей.
• Прионный белок невероятно устойчив…
46. Прионы: очевидное – невероятное…
Отличие PrPsc от PrPc• Повышенная гидрофобность;
• Склонностью к агрегации;
• Высокая устойчивость к протеазам.
47. Овцы, коровы и каннибалы – братья по несчастью…
Структурное отличие PrPsc от PrPc48. 1997! Заслуженная награда! Уникальное открытие ХХ века…
Необратимые изменения• PrPC играет важную роль в передаче нервных
импульсов, регулирует суточные ритмы активностипокоя…
• Болезнетворный PrPSc накапливается в синаптических
структурах, образуя нерастворимые полимерные тяжи.
В результате - тяжёлые неврологические дефекты и
слабоумие.
• Иммунная система не распознаёт прионы как
чужеродные агенты…