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
2 Основные этапы передачи сигнала в клетку Механизмы межклеточной сигнализации
3 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
5 Семейство липофильных рецепторов Лигандами семейства липофильных рецепторов являются: • Стероиды ; • Тиреоидный гормон, тироксин ; • Ретиноиды (вит. А , D)
6 Рецепторы липофильных гормонов
7 Механизм действия гидрофильных гормонов (Типы мембранных рецепторов)
8 Ионные каналы
9 Общие особенности ионных каналов
Ацетилхолиновый рецептор
11 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
13 Примеры GG -белков и их физиологических эффектов
14 Преобразование сигнала G-G- белками
Передача 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 , 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
Роль 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 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. 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 – 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 -400 ако). — Пронизывают мембрану один раз. — Имеют крупный наружный домен.
26 Лиганды RPTK азаз (семейства сигнальных цитокинов)
27 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
30 Сигнальный механизм Ras- белка
31 Цитокины — — группа гормоноподобных белков и пептидов, синтезируются клетками иммунной системы и др.
32 Рецепторы цитокинов STAT – signal transducers and activators of transcription. STP – signal transducer proteins Янус-киназы = Janus kinases (JAKs)
33 Пролиферация клеток и апоптоз
34 Апоптоз и некроз
35 C. Elegans – – Нобелевская премия 2002 года
37 Регуляция апоптоза
40 Каспазы
Общая схема “классического” апоптоза млекопитающих
45 ПРИОНЫ
Прионы: 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 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. • 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 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% 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; • Высокая устойчивость к протеазам.
Структурное отличие Pr. Psc от Pr. Pc
Необратимые 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