Молекулярные_механизмы_трансдукции_клеточного_сигнала

1. Молекулярные механизмы трансдукции клеточного сигнала

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»
Курсовая работа
Молекулярные механизмы
трансдукции клеточного сигнала
Исполнитель:
Шешко Алеся Николаевна
Научный руководитель:
Заводник Илья Борисович
Гродно, 2026

2. Введение и актуальность

Трансдукция — это преобразование внешнего стимула в
специфический клеточный ответ. Этот процесс выполняет
функции в клетке:
• Обеспечение гомеостаза и адаптации.
• Регуляция деления и апоптоза.
• Координируют развитие организма
Нарушения сигнализации — причина рака, нейродегенерации
и метаболического синдрома

3. ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ МОДУЛЯЦИЯ

ФАРМАКОЛ ОГИЧЕСКА Я МОДУЛЯЦИЯ
+ Агонисты
- Антагонисты
Молекулы, вызывающие биологический ответ,
Блокаторы, имеющие сродство к рецептору, но
аналогичный природному лиганду.
нулевую внутреннюю активность.
Полные агонисты (макс. ответ)
Конкурентные (обратимые)
Частичные агонисты (субмакс. ответ)
Инверсные агонисты (снижают
Неконкурентные (аллостерические)
Используются как бета-блокаторы в
медицине
базальную активность)

4. Первичные мессенджеры

Стероиды
Липофильные
молекулы (кортизол,
эстрадиол). Свободно
диффундируют через
мембрану.
Производные
полиеновых
жирных кислот
Производные
аминокислот
Белковопептидные
соединения
Эйкозаноиды
Местные регуляторы
воспаления и
иммунного ответа.
Катехоламины
(адреналин,
норадреналин,
дофамин) и
тиреоидные гормоны
Инсулин, глюкагон.
Гидрофильные,
связываются с
поверхностными
рецепторами.

5. РЕЦЕПТОРЫ МЕМБРАННЫ

_
РЕЦЕПТОРЫ МЕМБРАННЫ
● GPCR (Рецепторы, сопряженные с G-белками):
Самое многочисленное семейство. Регулируют зрение,
обоняние, ответ на гормоны (адреналин, глюкагон).
● Рецепторные тирозинкиназы (RTK): Рецепторы
факторов роста и инсулина.Обладают собственной
ферментативной активностью.
● Ионотропные рецепторы: Рецепторы-каналы.
Обеспечивают мгновенную передачу сигнала
(например, в нервных синапсах).
● Ключевой механизм: Конформационное изменение
при связывании лиганда, передающее сигнал внутрь
клетки.

6.

Липидные рафты — сигнальные платформы
Определение: Микродомены плазматической
мембраны, обогащенные
холестерином и сфинголипидами.
Функция «Организатора»: Пространственно
сближают рецепторы, G-белки и
ферменты-эффекторы.
Преимущества для клетки:
• Повышение специфичности (предотвращение
случайных сигналов).
• Многократное ускорение каскада
(компонентам не нужно долго искать друг
друга в мембране).

7. СИСТЕМЫ ВТОРИЧНЫХ МЕССЕНДЖЕРОВ

_
СИСТЕМЫ ВТОРИЧНЫХ МЕССЕНДЖЕРОВ
цАМФ и Ионы Кальция
цАМФ: Синтезируется
аденилатциклазой, активирует
протеинкиназу А (ПКА).
Ca2+: Универсальный мессенджер.
Концентрация в цитозоле (~100
нМ) в 10,000 раз ниже внешней.
Редокс-сигнализация: АФК
(H2O2) модулируют активность
тирозинфосфатаз через окисление
остатков цистеина.

8. Факторы транскрипции (ФТ)

_
ФАКТОРЫ ТРАНСКРИПЦИИ (ФТ)
•ДНК-связывающий домен: Узнает
мотивы ("цинковые пальцы", "лейциновые
застежки").
•Активационный
домен: Взаимодействует с РНКполимеразой II и ко-активаторами.
•Ядерная
транслокация: Фосфорилирование
(например, ERK) активирует перенос ФТ в
ядро.
•Медиаторный комплекс: Регулирует
снятие полимеразы с «паузы» для
быстрого ответа.

9.

Смещенная сигнализация (Biased Signaling)
Традиционная фармакология рассматривала рецепторы как
бинарные переключатели. Однако современная концепция
«смещенного агонизма» утверждает, что различные лиганды могут
индуцировать уникальные конформационные изменения в одном и
том же рецепторе. Это позволяет избирательно активировать один
путь и блокировать другой, который часто связан с побочными
эффектами или десенситизацией. Разработка «смещенных лигандов»
является одним из наиболее перспективных направлений в создании
безопасных анальгетиков и кардиотропных средств.

10. Будущее таргетной терапии

БУДУЩЕЕ ТАРГЕТНОЙ ТЕРАПИИ
PROTAC Технологии
Химерные молекулы,
направляющие патогенные белки
(STAT3, AR) на деградацию в
протеасоме. Позволяют удалять
«нефармакобельные» мишени.
Биас-сигнализация (Biased
Signaling) позволяет избирательно
активировать полезные пути,
минимизируя побочные эффекты.

11. Сигнальные пути в патологии

СИГНАЛЬНЫЕ ПУТИ В ПАТОЛОГИИ
• Каскад MAPK/ERK
• Центральный регулятор
пролиферации. Мутации в Ras и BRaf ведут к бесконтрольному
делению клеток (меланома, рак
поджелудочной).
• Ядерный фактор NF-κB
• Интегратор воспаления. Хроническая
активация при артрите и солидных
опухолях обеспечивает устойчивость
к апоптозу.

12.

Основные выводы:
Клеточная сигнализация — это сложная сеть, а не линейная
цепь.
Вторичные мессенджеры обеспечивают каскадное усиление
сигнала.
Таргетная терапия (PROTAC) открывает новые горизонты в
лечении рака.
Спасибо за внимание!