Скачать презентацию Внутриклеточная сигнализация Signaling Signal transduction In Molecular Скачать презентацию Внутриклеточная сигнализация Signaling Signal transduction In Molecular

1 Intro GPCR GFR Ras MAPK NFkB.ppt

  • Количество слайдов: 62

Внутриклеточная сигнализация Signaling Signal transduction Внутриклеточная сигнализация Signaling Signal transduction

In: Molecular Biology of the Cell B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, In: Molecular Biology of the Cell B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter. 4 th edition. 2002 15. Cell Communication http: //www. ncbi. nlm. nih. gov/entrez/query. fcgi? cmd= Search&db=books&doptcmdl=Gen. Book. HL&term= Cell+Communication+AND+mboc 4%5 Bbook%5 D+ AND+373941%5 Buid%5 D&rid=mboc 4. chapter. 2740

Signal Transduction Bastien Gomperts, Ijsbrand Kramer, Peter Tatham Academic Press; 2002 http: //maket. cytspb. Signal Transduction Bastien Gomperts, Ijsbrand Kramer, Peter Tatham Academic Press; 2002 http: //maket. cytspb. rssi. ru/ebooks/MOLBIOLE/ Signal%20 Transduction/Signal%20 Transduction. djvu (Intranet)

Этапы проведения сигнала 1) Рецепция 2) Передача сигнала (системы сигнальных путей / вторичных мессенджеров) Этапы проведения сигнала 1) Рецепция 2) Передача сигнала (системы сигнальных путей / вторичных мессенджеров) 3) Ответ клетки

Этапы проведения сигнала 1) Рецепция Этапы проведения сигнала 1) Рецепция

Стимулы (информация, приходящая к клетке) 1) Высокоаффинные лиганды (связываются с рецептором высокоаффинно и высокоселективно) Стимулы (информация, приходящая к клетке) 1) Высокоаффинные лиганды (связываются с рецептором высокоаффинно и высокоселективно) 2) Малоспецифичные химические соединения (например, вызывающие денатурацию белков или повреждение ДНК) 3) Физические стимулы (ионизирующее облучение (IR – гамма или рентгеновское облучение), ультрафиолет (UV), изменение температуры (heat shock/cold shock), гипер- или гипоосмолярность, электрический импульс, тряска)

Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 1) Эндокринная секреция (в кровоток; все гормоны, Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 1) Эндокринная секреция (в кровоток; все гормоны, многие цитокины, ростовые факторы)

Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 2) Паракринная секреция (лиганды локального действия; простогландины, Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 2) Паракринная секреция (лиганды локального действия; простогландины, лейкотриены, многие хемокины)

Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 3) Аутокринная секреция (действие на ту же Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 3) Аутокринная секреция (действие на ту же клетку или на близлежащие клетки того же типа)

Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 4) Юкстакринная, или зависимая от контактов секреция Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 4) Юкстакринная, или зависимая от контактов секреция (jucstacrine; лиганды на поверхности клеток, рецепция при непосредственном взаимодействии клеток; лиганды антигенраспознающих рецепторов, кадгеринов, рецепторных тирозинфосфатаз, Notch)

Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 5) Секреция компонентов внеклеточного матрикса (нерастворимые лиганды Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 5) Секреция компонентов внеклеточного матрикса (нерастворимые лиганды рецептируются контактами клетка-матрикс; лиганды интегринов)

Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 6) Синаптическая (секреция нейромедиаторов в химический синапс; Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 6) Синаптическая (секреция нейромедиаторов в химический синапс; биогенные амины, аминокислоты)

Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 7) Секреция через щелевые контакты (gap junctions; Типы секреции (классификация лигандов по дальности действия) 7) Секреция через щелевые контакты (gap junctions; обмен внутриклеточными сигнальным молекулами)

Рецепторы Мембранные Цитоплазматические и ядерные Рецепторы стероидных гормонов, тиреоидных гормонов, ретиноевой кислоты и др. Рецепторы Мембранные Цитоплазматические и ядерные Рецепторы стероидных гормонов, тиреоидных гормонов, ретиноевой кислоты и др. Рецепторы – ионные каналы Рецепторы, пронизывающие мембрану один раз Рецепторы – протеинкиназы Рецепторытирозинфосфатазы Рецепторы факторов роста – рецепторы-тирозинкиназы Рецепторы семейства рецептора TGFb – рецепторы-серинтреониновые киназы Мембранные рецепторы, не являющиеся ионными каналами Рецепторы, пронизывающие мембрану многократно GPCR - рецепторы, сопряженные с гетеротримерными G-белками Рецепторы, лишенные энзиматической активности Рецепторы, привлекающие тирозинкиназы Рецепторы, передающие сигнал через другие взаимодействия … Кадгерины (через связывание b-катенина) Рецепторы семейств рецептора TNFa и рецептора IL-1 (через активацию каспаз, стрессорных МАР-киназ и NF-k. B) И др. Рецепторы цитокинов (через киназы JAKсемейства) Интегрины (через киназы Src- и FAKсемейств) Антигенраспознающие рецепторы (через киназы Src-, Syk- и Tec-семейств)

Лиганды внутриклеточных рецепторов (примеры) Лиганды внутриклеточных рецепторов (примеры)

Внутриклеточные рецепторы Внутриклеточные рецепторы

Рецепторы Мембранные Цитоплазматические и ядерные Рецепторы стероидных гормонов, тиреоидных гормонов, ретиноевой кислоты и др. Рецепторы Мембранные Цитоплазматические и ядерные Рецепторы стероидных гормонов, тиреоидных гормонов, ретиноевой кислоты и др. Рецепторы – ионные каналы Рецепторы, пронизывающие мембрану один раз Рецепторы – протеинкиназы Рецепторытирозинфосфатазы Рецепторы факторов роста – рецепторы-тирозинкиназы Рецепторы семейства рецептора TGFb – рецепторы-серинтреониновые киназы Мембранные рецепторы, не являющиеся ионными каналами Рецепторы, пронизывающие мембрану многократно GPCR - рецепторы, сопряженные с гетеротримерными G-белками Рецепторы, лишенные энзиматической активности Рецепторы, привлекающие тирозинкиназы Рецепторы, передающие сигнал через другие взаимодействия … Кадгерины (через связывание b-катенина) Рецепторы семейств рецептора TNFa и рецептора IL-1 (через активацию каспаз, стрессорных МАР-киназ и NF-k. B) И др. Рецепторы цитокинов (через киназы JAKсемейства) Интегрины (через киназы Src- и FAKсемейств) Антигенраспознающие рецепторы (через киназы Src-, Syk- и Tec-семейств)

Этапы проведения сигнала 1) Рецепция 2) Передача сигнала (системы сигнальных путей / вторичных мессенджеров) Этапы проведения сигнала 1) Рецепция 2) Передача сигнала (системы сигнальных путей / вторичных мессенджеров)

Этапы проведения сигнала 1) Рецепция 2) Передача сигнала (системы сигнальных путей / вторичных мессенджеров) Этапы проведения сигнала 1) Рецепция 2) Передача сигнала (системы сигнальных путей / вторичных мессенджеров) 3) Ответ клетки

Ответы клетки 1) Влияние на пролиферацию (стимуляция деления клеток / блок клеточного цикла) 2) Ответы клетки 1) Влияние на пролиферацию (стимуляция деления клеток / блок клеточного цикла) 2) Влияние на апоптоз (стимуляция апоптоза / стимуляция выживания (супрессия апоптоза) ) 3) Влияние на адгезию, миграцию и структуры актинового цитоскелета 4) Дифференцировка 5) Cпециализированные быстрые ответы (сокращение, секреция, проведение электрического импульса и т. д. )

Вторичный месенджер или его активная форма должна быстро появляться и быстро исчезать … Вторичный месенджер или его активная форма должна быстро появляться и быстро исчезать …

Регуляция сигнальной молекулы 1) Регуляция количества 2) Регуляция вторичных модификаций 3) Регуляция локализации Регуляция сигнальной молекулы 1) Регуляция количества 2) Регуляция вторичных модификаций 3) Регуляция локализации

Распространенные сигнальные домены связывания SH 2, PTB – связывание фосфотирозин-содержащих пептидов SH 3 – Распространенные сигнальные домены связывания SH 2, PTB – связывание фосфотирозин-содержащих пептидов SH 3 – связывание пролин-богатых пептидов PH – обычно связывание фосфолипидов (некоторые специфичны для 3, 4 -фосфорилированного PI) DD, DED – гомофильное связывание в апоптозе

Рецепторы, сопряженные с G-белками (GPCR) Рецепторы, сопряженные с G-белками (GPCR)

Основные сигнальные пути от рецепторов, сопряженных с G-белками GPCR ligand GPCR AC ai b Основные сигнальные пути от рецепторов, сопряженных с G-белками GPCR ligand GPCR AC ai b aq g b g Rho. GTP Rho. GDP G-protein as b ai g as s aq DAG + IP 3 c. AMP Ca 2+ PKA PKC PIP 2 PLCb a 12/13 b g

Лиганды рецепторов, сопряженных с G-белками Лиганды рецепторов, сопряженных с G-белками

Субъединицы G-белков Субъединицы G-белков

Цикл работы G-белков Цикл работы G-белков

Рабочий цикл малых регуляторных ГТФаз GEF (guanine nucleotide exchange factor) G D P G Рабочий цикл малых регуляторных ГТФаз GEF (guanine nucleotide exchange factor) G D P G T P GAP (GTPase activating protein) Effectors

Передача сигнала от G-белков Передача сигнала от G-белков

Основные сигнальные пути от рецепторов, сопряженных с G-белками GPCR ligand GPCR AC ai b Основные сигнальные пути от рецепторов, сопряженных с G-белками GPCR ligand GPCR AC ai b aq g b g Rho. GTP Rho. GDP G-protein as b ai g as s aq DAG + IP 3 c. AMP Ca 2+ PKA PKC PIP 2 PLCb a 12/13 b g

Регуляция гладкой мускулатуры Регуляция гладкой мускулатуры

Регуляция сердечной мышцы Регуляция сердечной мышцы

Рецепторы факторов роста – трансмембранные тирозинкиназы Рецепторы факторов роста – трансмембранные тирозинкиназы

Факторы роста Семейство Рецепторы Факторы роста Экспрессия рецепторов (в основном) Действия (обычно) PDGF (platelet-derived Факторы роста Семейство Рецепторы Факторы роста Экспрессия рецепторов (в основном) Действия (обычно) PDGF (platelet-derived growth factor, фактор роста, продуцируемый кровяными пластинками) PDGFRa, PDGFRb, SCFR (c-kit), CSF-R(Fms), Flk-2 PDGFA, PDGFB, SCF (stem cell factor), CSF Повсеместно Пролиферация, выживание EGF (epidermal growth factor, эпидермальный фактор роста) EGFR (Erb. B 1), Erb. B 2 (Neu), Erb. B 3, Erb. B 4 EGF, TGFa, amphiregulin, epiregulin, bcellulin, HB-EGF, neuregulins Эпителий Пролиферация, выживание IGF (insulin-like growth fector) IGF-1 R, insulin R IGF-1, insulin Повсеместно Выживание, пролиферация, синтез гликогена (инсулин)

Семейство Рецепторы Факторы роста Экспрессия рецепторов (в основном) Действия (обычно) FGF (fibroblast growth factors) Семейство Рецепторы Факторы роста Экспрессия рецепторов (в основном) Действия (обычно) FGF (fibroblast growth factors) FGFR-1, FGFR 2, FGFR-3, FGFR-4 Basic FGFs, acidic FGFs Фибробласты, гладкие мышцы Пролиферация, выживание ангиогенез VEGF (vascular endothelial growth factor) Flt-1, Flk-1 (KDR), VEGF-C R VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C Эндотелий сосудов Пролиферация, Выживание, ангиогенез HGF (hepatocyte growth HGFR (c-Met), factor) MSPR (c-Ron) HGF Гепатоциты Миграция, пролиферация, выживание NGF (nerve growth factor) NGFs (neurotrophins) Нейроны и их предшественн ики Выживание, дифференцировка Trk, Trk. B, Trk. C

Growth factor receptors TK TK Growth factor receptors TK TK

Growth factor receptors p. Y TK TK Growth factor receptors p. Y TK TK

Growth factor receptors p. Y TK TK Growth factor receptors p. Y TK TK

Growth factor receptors p. Y TK TK p. Y Growth factor receptors p. Y TK TK p. Y

Growth factor receptors p. Y TK TK p. Y SH 2 p. Y Growth factor receptors p. Y TK TK p. Y SH 2 p. Y

Growth factor receptors p. Y SH 2 p. Y TK TK p. Y SH Growth factor receptors p. Y SH 2 p. Y TK TK p. Y SH 2 p. Y

Growth factor receptors p. Y SH 2 p. Y TK TK p. Y SH Growth factor receptors p. Y SH 2 p. Y TK TK p. Y SH 2 p. Y

Growth factor receptors p. Y SH 2 TK TK p. Y SH 2 p. Growth factor receptors p. Y SH 2 TK TK p. Y SH 2 p. Y

Growth factor receptors p. Y SH 2 TK TK p. Y SH 2 p. Growth factor receptors p. Y SH 2 TK TK p. Y SH 2 p. Y

Growth factor receptors p. Y SH 2 TK TK p. Y SH 2 p. Growth factor receptors p. Y SH 2 TK TK p. Y SH 2 p. Y

Основные сигнальные пути от рецепторов факторов роста GF GF receptor Ras. GDP TK TK Основные сигнальные пути от рецепторов факторов роста GF GF receptor Ras. GDP TK TK p. Y IP 3 + DAG p. Y Ca PKC 2+ PLC PIP 2 PIP 3 p. Y Ras. GTP Sos Grb 2 p. Y Shc Raf p. S MEK p 110 p 85 p. Y PI-3 K p. Y STAT p. Y p. T ERK PKB STAT p. Y STAT DNA Transcription factors etc.

Малая регуляторная ГТФаза Ras Малая регуляторная ГТФаза Ras

Малые регуляторные ГТФазы Семейство Ras: Ras, Ral, Rap Семейство Rho: Rho, Rac, cdc 42 Малые регуляторные ГТФазы Семейство Ras: Ras, Ral, Rap Семейство Rho: Rho, Rac, cdc 42 Семейство Rab: Rabs Семейство ARF: ARF Семейство Ran: Ran

Рабочий цикл малых регуляторных ГТФаз GEF (guanine nucleotide exchange factor) G D P G Рабочий цикл малых регуляторных ГТФаз GEF (guanine nucleotide exchange factor) G D P G T P GAP (GTPase activating protein) Effectors

GFR Crk Gab-1 Rap Raf-1 Shc Grb 2 C 3 G B-Raf DAG CAPRI GFR Crk Gab-1 Rap Raf-1 Shc Grb 2 C 3 G B-Raf DAG CAPRI SHP-2 PKA Ca 2+ RASAL Ras. GRF Sos Ras. GRP NO Ras PI 3 K PLCe Nore 1 Tiam MEKK 1 Ral. GDS RASSF 1 MEK ERK Rac NADPHoxidase Ral Mst 1 JNK NFk. B

МАР-киназные каскады МАР-киназные каскады

Growth factors, cytokines, TCR, BCR Small regulatory GTPase Ras, Rap Integrins, GPCR TNFa-fam. , Growth factors, cytokines, TCR, BCR Small regulatory GTPase Ras, Rap Integrins, GPCR TNFa-fam. , IL-1 -fam. TRAFs, RIP/IRAK Rac, cdc 42, Rho(? ) POSH MAPKKKK (MAP 4 K, Ste-20 homologues) UV, osmotic shock, ROS PAK 1, 2 Crk GCK, GCKR, NIK (Nck-interacting) HPK, GLK ? Raf-1, MAPKKK (MAP 3 K) A-Raf, B-Raf MEKK 2 -3, TPL-2 MEKK 1, PSK, MLK-2, 3, DLK MAPKK (MAP 2 K) MEK 1, 2 MKK 5 MKK 4, 7 MAPK ERK 1, 2 ERK 5 TAK-1, ASK-1 MEKK 4 JNK 1 -3 p 90 RSK, MSK TCF (Elk 1) Mnk 1 MEF 2 C phospholipase A 2 MAPs p 27 Kip EGF receptor, Sos, Raf, MEK TCF (Sap 1, Elk 1), Ets 1 c-Myc STATs ? c-jun ATF-2 TCF (Elk 1) STATs p 53 NFAT-4 МАРкиназные каскады TAO 1, 2 MKK 3, 6 p 38 (a-d) MAPKAP kinases 2, 3, MSK Mnk 1 cdc 25 B ATF-2 TCF (Sap 1, Elk 1) Max STATs p 53 MEF 2 A, C

Регуляция и мишени Raf PA Ras Src PKA PKB PKC Raf PAK Bad cdc Регуляция и мишени Raf PA Ras Src PKA PKB PKC Raf PAK Bad cdc 25 a RIP-2 MEK Rb Proliferation Tvl-1 ERK Apoptosis

Growth factors, cytokines, TCR, BCR Small regulatory GTPase Ras, Rap Integrins, GPCR TNFa-fam. , Growth factors, cytokines, TCR, BCR Small regulatory GTPase Ras, Rap Integrins, GPCR TNFa-fam. , IL-1 -fam. TRAFs, RIP/IRAK Rac, cdc 42, Rho(? ) POSH MAPKKKK (MAP 4 K, Ste-20 homologues) UV, osmotic shock, ROS PAK 1, 2 Crk GCK, GCKR, NIK (Nck-interacting) HPK, GLK ? Raf-1, MAPKKK (MAP 3 K) A-Raf, B-Raf MEKK 2 -3, TPL-2 MEKK 1, PSK, MLK-2, 3, DLK MAPKK (MAP 2 K) MEK 1, 2 MKK 5 MKK 4, 7 MAPK ERK 1, 2 ERK 5 TAK-1, ASK-1 MEKK 4 JNK 1 -3 p 90 RSK, MSK TCF (Elk 1) Mnk 1 MEF 2 C phospholipase A 2 MAPs p 27 Kip EGF receptor, Sos, Raf, MEK TCF (Sap 1, Elk 1), Ets 1 c-Myc STATs ? c-jun ATF-2 TCF (Elk 1) STATs p 53 NFAT-4 МАРкиназные каскады TAO 1, 2 MKK 3, 6 p 38 (a-d) MAPKAP kinases 2, 3, MSK Mnk 1 cdc 25 B ATF-2 TCF (Sap 1, Elk 1) Max STATs p 53 MEF 2 A, C

Principal transcriptional factors regulation PI-3 K DAG, TPA Ras, Rho-family, Ste 20 homologues c. Principal transcriptional factors regulation PI-3 K DAG, TPA Ras, Rho-family, Ste 20 homologues c. AMP PKB PKC MAPK PKA Forkhead AFX Forkhead NFk. B Rel. ANFk. Ba NFk. B TCF AP-1 CREB c-Jun c-Fos c-Jun. ATF-2 CREB SRE TRE (AP-1) CRE (serum response element) (TPA-responsive element) SRF Elk-1 (c. AMP-responsive element)

NFk. B activation TNFa-fam. , IL-1 fam. , stress factors NIK MEKK 1 (NFk. NFk. B activation TNFa-fam. , IL-1 fam. , stress factors NIK MEKK 1 (NFk. B-inducing kinase) IKK-2 Ik. B IKK-1 NLS NFk. B PKCz PI-3 K PKB To the nucleus