1 Белки в действии Молекулярные механизмы передачи сигнала

Скачать презентацию 1 Белки в действии Молекулярные механизмы передачи сигнала Скачать презентацию 1 Белки в действии Молекулярные механизмы передачи сигнала

07_lecture_proteins_signals_2010.ppt

  • Размер: 8.2 Мб
  • Автор:
  • Количество слайдов: 50

Описание презентации 1 Белки в действии Молекулярные механизмы передачи сигнала по слайдам

1 Белки в действии Молекулярные механизмы передачи сигнала 1 Белки в действии Молекулярные механизмы передачи сигнала

2 Основные этапы передачи сигнала в клетку Механизмы межклеточной сигнализации 2 Основные этапы передачи сигнала в клетку Механизмы межклеточной сигнализации

3 Вторичные мессенджеры - небольшие молекулы, которые быстро и в больших количествах синтезируются в3 Вторичные мессенджеры — небольшие молекулы, которые быстро и в больших количествах синтезируются в клетке в ответ на активацию рецептора и служат для усиления молекулярного сигнала 1) Циклический аденозинмонофосфат (ц. АМФ , c. AMP); 2) c. GMP; 3) Диацилглицерол (DAG); 4) Инозитолтрифосфат ( IP 3); 5) Ионы кальция Ca 2+.

4 Принципы передачи гормонального сигнала в клетках-мишенях 4 Принципы передачи гормонального сигнала в клетках-мишенях

5 Семейство липофильных рецепторов Лигандами семейства липофильных рецепторов являются:  • Стероиды ; 5 Семейство липофильных рецепторов Лигандами семейства липофильных рецепторов являются: • Стероиды ; • Тиреоидный гормон, тироксин ; • Ретиноиды (вит. А , D)

6 Рецепторы липофильных гормонов 6 Рецепторы липофильных гормонов

7 Механизм действия гидрофильных гормонов (Типы мембранных рецепторов) 7 Механизм действия гидрофильных гормонов (Типы мембранных рецепторов)

8 Ионные каналы 8 Ионные каналы

9 Общие особенности ионных каналов 9 Общие особенности ионных каналов

Ацетилхолиновый рецептор 10 Ацетилхолиновый рецептор

11 Рецепторы, сопряженные с GG -белками - реагируют на: небольшие молекулы (катехоламины, пептиды и11 Рецепторы, сопряженные с GG -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)

12 Серпантинные рецепторы 12 Серпантинные рецепторы

13 Примеры GG -белков и их физиологических эффектов 13 Примеры GG -белков и их физиологических эффектов

14 Преобразование сигнала G-G- белками 14 Преобразование сигнала G-G- белками

Передача сигнала в клетке     Первичный мессенджер (1) ,  молекулаПередача сигнала в клетке Первичный мессенджер (1) , молекула адреналина, связывается со специфичным адреналиновым рецептором клеточной мембраны (2). Таким образом передатчик (3) , G- белок, 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).

Активация и дезактивация G-G- белка 1.  G- белок, состоящий из  , βАктивация и дезактивация G-G- белка 1. G- белок, состоящий из , β , -субъединиц , в фазе покоя со связанным GDP. 2. G- белок сталкивается с активированным мембранным рецептором , диссоциирует , и в -субъединице GDP замещается на … 3. …замещается на GTP. -Субъединица активируется. . 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-G- белка ADP 17 Сигнальный механизм G-G- белка ADP

18

19

Роль G-G- белков в организме    1.  G- белки наших органовРоль G-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 языка регистрируют вкус пищи.

4.  G- белки отвечают гормонам.  В состоянии гнева или страха наши надпочечники4. 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.

G- белки и холера   Бактерия Vibrio cholerae  может быть убита антибиотиками.G- белки и холера Бактерия 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.

Механизмы передачи сигнала: фермент-связывающие и фермент-содержащие рецепторы • рецепторы, содержащие тирозинкиназный домен – рецепторныеМеханизмы передачи сигнала: фермент-связывающие и фермент-содержащие рецепторы • рецепторы, содержащие тирозинкиназный домен – рецепторные тирозинкиназы [ ТПК-рецепторы, RP Т Ks] ( рецепторы факторов роста) • рецепторы, активирующиеся цитоплазматическими тирозинкиназами (рецепторы цитокинов) Информационные сигналы, возникающие при активации этих рецепторов, участвуют в механизмах пролиферации или дифференцировки клеток.

24 ТПК-рецепторы (Рецепторные протеин-тирозинкиназы,  RPTKs )) - Содержат цитоплазматический киназный домен (250 -40024 ТПК-рецепторы (Рецепторные протеин-тирозинкиназы, RPTKs )) — Содержат цитоплазматический киназный домен (250 -400 ако). — Пронизывают мембрану один раз. — Имеют крупный наружный домен.

25

26 Лиганды RPTK азаз (семейства сигнальных цитокинов) 26 Лиганды RPTK азаз (семейства сигнальных цитокинов)

27 Механизм действия рецепторных тирозинкиназ 1. Активируется киназный домен рецептора. 2. В результате фосфорилирова-ния27 Механизм действия рецепторных тирозинкиназ 1. Активируется киназный домен рецептора. 2. В результате фосфорилирова-ния тирозиновых остатков в цитоплазматическом отделе рецептора формируются участки связывания для других субстратов. 3. Рецептор может фосфорили-ровать связывающиеся с ним белки. 4. Активированный рецептор инициирует дальнейшую передачу или выключение сигнала.

29 Некоторые субстраты и мишени тирозинкиназных рецепторов 29 Некоторые субстраты и мишени тирозинкиназных рецепторов

30 Сигнальный механизм Ras- белка 30 Сигнальный механизм Ras- белка

31 Цитокины - - группа гормоноподобных белков и пептидов,  синтезируются клетками иммунной системы31 Цитокины — — группа гормоноподобных белков и пептидов, синтезируются клетками иммунной системы и др.

32 Рецепторы цитокинов STAT – signal transducers and activators of transcription. STP – signal32 Рецепторы цитокинов STAT – signal transducers and activators of transcription. STP – signal transducer proteins Янус-киназы = Janus kinases (JAKs)

33 Пролиферация клеток и апоптоз 33 Пролиферация клеток и апоптоз

34 Апоптоз и некроз 34 Апоптоз и некроз

35 C. Elegans – – Нобелевская премия 2002 года 35 C. Elegans – – Нобелевская премия 2002 года

36

37 Регуляция апоптоза 37 Регуляция апоптоза

39

40 Каспазы 40 Каспазы

Общая схема “классического” апоптоза млекопитающих 41 Общая схема “классического” апоптоза млекопитающих

45 ПРИОНЫ 45 ПРИОНЫ

Прионы: очевидное – невероятное… Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1997 Stanley B. PrusinerПрионы: очевидное – невероятное… Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1997 Stanley B. Prusiner (р. 1942) University of California School of Medicine San Francisco, CA, US

Овцы, коровы и каннибалы – братья по несчастью… •  «Медленные инфекции» постепенно изменяютОвцы, коровы и каннибалы – братья по несчастью… • «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» …

Необычные вирусы? ! • С 1972 г. Стэнли Прузинер исследует трансмиссивные губкообразные энцефалопатии. 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!

Прионы • В здоровом организме белок – в нормальной форме Pr. PC (Prion ProteinПрионы • В здоровом организме белок – в нормальной форме Pr. PC (Prion Protein Cell). • Аномальная, инфекционная форма прионного белка – Pr. PSc (Prion Protein Scrapie). • Нормальные молекулы белка, вступая в контакт с инфекционной формой прионов, сами превращаются в смертельно опасные частицы. Этот процесс подобен лавине…

Прионы • Две формы различаются лишь пространственной конфигурацией! • Нормальный белок содержит 42 αПрионы • 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…

Отличие Pr. Psc от Pr. Pc • Повышенная гидрофобность;  • Склонностью к агрегации;Отличие Pr. Psc от Pr. Pc • Повышенная гидрофобность; • Склонностью к агрегации; • Высокая устойчивость к протеазам.

Структурное отличие Pr. Psc от Pr. Pc Структурное отличие Pr. Psc от Pr. Pc

Необратимые изменения • Pr. PC играет важную роль в передаче нервных импульсов, регулирует суточныеНеобратимые изменения • Pr. PC играет важную роль в передаче нервных импульсов, регулирует суточные ритмы активности-покоя… • Болезнетворный Pr. PSc накапливается в синаптических структурах, образуя нерастворимые полимерные тяжи. В результате — тяжёлые неврологические дефекты и слабоумие. • Иммунная система не распознаёт прионы как чужеродные агенты…

Действие аномального приона Действие аномального приона

Действие аномального приона Действие аномального приона