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!