Клеточный сигналинг

1. Клеточный сигналинг

Ким Д. В. АШОП-19

2.

Ким Д. В. АШОП-19
2

3. Содержание

Основные принципы клеточного сигналинга
Рецепторы, сопряженные с G-белками
Рецепторы, сопряженные с ферментами
Другие типы рецепторов
Ким Д. В. АШОП-19
3

4. Клеточный сигналинг

Клеточный сигналинг=детекция сигнала+передача сигнала
(трансдукция)
Ким Д. В. АШОП-19
4

5.

Ким Д. В. АШОП-19
5

6. Сигнальные молекулы

6

7. Межклеточная сигнализация

Ким Д. В. АШОП-19
7

8. Типы рецепторов

Поверхностный рецептор
Поверхностный
рецептор
Внутриклеточный рецептор
Плазматическая мембрана
Маленькая, гидрофобная
сигнальная молекула
Целевая клетка
Белок-переносчик
Гидрофильная
молекула
Целевая клетка
Внутриклеточный
рецептор
Ким Д. В. АШОП-19
Ядро
8

9.

Ацетилхолин
Клетки
слюнной
железы
Клетки
пейсмекеры
Уменьшение
ЧСС
Секреция
Скелетные
мышцы
Сокращение
Сигнальная молекула сама по себе не сообщение
Ким Д. В. АШОП-19
9

10. Быстрые и медленные ответы

Ким Д. В. АШОП-19
10

11. Функции внутриклеточных сигнальных путей

1.
2.
3.
4.
5.
Передача сигнала далее
Амплификация сигнала
Интеграция сигналов
Распространение сигнала разным белкам
Наличие обратной связи
Ким Д. В. АШОП-19
11

12. Основные классы поверхностных рецепторов

Рецепторы, сопряженные с ионными каналами
Рецепторы, сопряженные с G-белками
Рецепторы, сопряженные с ферментами
Ким Д. В. АШОП-19
12

13. Соединения, действующие на поверхностные рецепторы

Вещество
Природный
сигнал
Барбитураты и
GABA
бензодиазепины
(валиум и
золпидем)
Действие на рецептор
Эффект
Стимулируют рецепторы,
сопряженные с ионными
каналами
Уменьшение тревожности,
успокоение
Вазоконстрикция, увеличение
кровяного давления
Никотин
Ацетилхолин
Морфин и
героин
Эндорфины и
энкефалины
Стимулируют опиатные
рецепторы, сопряженные с
G-белками
Обезболивание, эйфория
Кураре
Ацетихолин
Паралич в результате блокады
нервномышечной передачи
Стрихнин
Глицин
Блокирует рецепторы,
сопряженные с ионными
каналами
Капсаицин
Тепло
Болезненные, жгучие вкусовые
ощущения
Ментол
Холод
Стимулируют рецепторы,
сопряженные с ионными
каналами
Приступы и мышечные спазмы
Чувство холода
13

14. Рецепторы, сопряженные с G-белками

Рецепторы, сопряженные с Gбелками
Ким Д. В. АШОП-19
14

15. Строение рецептора, сопряженного с G-белком

адреналин
Ким Д. В. АШОП-19
15

16. Активация G-белка

Активация Gбелка
Ким Д. В. АШОП-19
16

17. Действие холерного токсина

Ким Д. В. АШОП-19
17

18. Изменение концентрации cAMP

Ким Д. В. АШОП-19
18

19. Клеточные ответы, опосредованные cAMP

Внеклеточная
сигнальная
молекула
Мишень
Ответ
Адреналин
Сердце
Увеличение
частоты
сердечных
сокращений
Адреналин
Скелетные мышцы Расщепление
гликогена
Адреналин,
глюкагон
Жировая ткань
Адренокорткотроп надпочечники
ный гормон
Ким Д. В. АШОП-19
Расщепление
липидов
Секреция
кортизола
19

20. Изменение концентрации cAMP приводит к изменению экспрессии генов

Ким Д. В. АШОП-19
20

21. Клеточные ответы, опосредованные активацией фосфолипазы С

Сигнальная
молекула
Мишень
Ответ
Вазопрессин
Печень
Расщепление
гликогена
Ацетилхолин
Поджелудочная
железа
Секреция амилазы
Ацетилхолин
Скелетные мышцы Сокращение
Тромбин
тромбоциты
Ким Д. В. АШОП-19
Агрегация
21

22. Активация двух сигнальных путей фосфолипазой C

Ким Д. В. АШОП-19
22

23. Ca2+ запускает биологические процессы

Ким Д. В. АШОП-19
23

24. Кальмодулин

Ким Д. В. АШОП-19
24

25. Газы как сигнальные молекулы

Ким Д. В. АШОП-19
25

26. Тирозинкиназные рецепторы

Ким Д. В. АШОП-19
26

27. Активация рецептора

Ким Д. В. АШОП-19
27

28. Тирозинкиназные рецепторы

Сигнальный белок
Рецептор
Эффекты
Эпидермальный фактор
роста (EGF)
EGF-рецепторы
Выживание, рост,
пролиферация,
дифференцировка клеток
Инсулин
Инсулиновый рецептор
Утилизация углеводов,
синтез белка
Инсулинподобный
фактор роста (IGF-1)
IGF-рецептор-1
Рост и выживание клеток
Фактор роста
фибробластов (FGF)
FGF-рецепторы
Пролиферация и
дифференцировка клеток
Тромбоцитарный фактор
роста (PDGF)
PDGF-рецепторы
Выживание, рост,
пролиферация и
миграция клеток
Ким Д. В. АШОП-19
28

29. Рецепторы активируют Ras

Ким Д. В. АШОП-19
29

30. Киназа киназы киназы???

Ким Д. В. АШОП-19
30

31. Протеинкиназа Akt

Ким Д. В. АШОП-19
31

32. mTor

Активированный
тирозинкиназный рецептор
Активированная PI 3-киназа
РОСТ
Активированная Akt
Активированный mTOR
Ингибирование деградации
белков
Стимуляция белкового
синтеза
Ким Д. В. АШОП-19
32

33. Конвергенция сигнальных путей

Ким Д. В. АШОП-19
33

34. Вторичные мессенджеры

Вторичный
мессенджер
Мишень
Синтез/Высво
бождение
Предшествен
ник
Инактивация
cAMP
Протеинки
наза А
Аденилатцик
лаза
АТФ
Фосфодиэстераза
IP3
Ca2+канал,
регулируе
мый IP3
Фосфолипаза
С
PIP2
Фосфатаза
DAG
Протеинки
наза С
Фосфолипаза
С
PIP2
Диацилглицеринкиназа
Ca2+
Кальмодул
ины
Выход из
депо или
через каналы
плазматическ
ой мембраны
Депо Ca2+
Насосы повторного захвата
и выброса
Фосфатидилинозитол-3,4,5трифосфат
Akt
PI 3 киназа
PIP2
Фосфатаза
Ким Д. В. АШОП-19
34

35. Более быстрый путь

Ким Д. В. АШОП-19
35

36. А если сразу в ядро?

Ким Д. В. АШОП-19
36

37.

Механизм действия стероидных и тироидных гормонов
цитоплазма
ядро
транскрипция
SR
SR
гомодимеризация
SR
SR
транскрипция
SR
RxR
Hsp
Hsp
TR
гетеродимеризация
TR

38. А как у бактерий обстоят с сигналингом дела?

Ким Д. В. АШОП-19
38

39.

Ким Д. В. АШОП-19
39

40. Чувство кворума

Ким Д. В. АШОП-19
40

41.

Ким Д. В. АШОП-19
41

42. Сигнальные молекулы

Сигнальная молекула
Происхождение
Химическая
природа
Действие
Производное
Tyr
Увеличение кровяного давления, ЧСС и метаболизма
Стероид
Влияет на метаболизм белков, углеводов и липидов
Гормоны
Адреналин
Надпочечники
Кортизол
Эстрадиол
Яичники
Индуцирует и поддерживает вторичные женские
половые признаки
Инсулин
β клетки
поджелудочной
железы
Белок
Стимулирует поглощение глюкозы, синтез липидов и
белков
Тестестерон
Семенники
Стероид
Индуцирует и поддерживает вторичные мужские
половые признаки
Тиреоидный гормон
Щитовидная
железа
Производное
Tyr
Стимулирует метаболизм
Эпидермальный
фактор роста (EGF)
Различные клетки
Белок
Стимулирует пролиферацию эпидермальных клеток
Тромбоцитарный
фактор роста (PDGF)
Различные клетки,
тромбоциты
Фактор роста нервов
Различные
Местные медиаторы
Стимулирует пролиферацию
Ким Д. В. АШОП-19
Стимулирует выживание и рост аксонов
42