Intracelul

1
Intracelulární signalizace

• František Duška

2
Komunikace mezi bunkami

• Kontaktní
• ontogeneze (ephriny, Ephr-rec.)
• imunitní systém
• gap junctions myokard (cAMP, Ca2)
• Para/autokrinní
• Endokrinní
• Synaptická

3
Chemická povaha signálních molekul

• HYDROFILNÍ
• Proteiny, peptidy, aminokyseliny
• Nukleotidy
• Eikosanoidy
• Ionty
• LIPOFILNÍ
• Steroidy
• Retinoidy
• NO a CO

4
Delení receptoru

• Membránové
• ionotropní receptory-iontové kanály
• chemicky ovládané
• napetove ovládané
• metabotropní
• receptory spojené s G-proteiny
• receptory s enzymatickou aktivitou
• Intracelulární

5
G - protein

• Obecné usporádí
• serpentinový receptor
• GTP bind. protein (G-protein), trimer alfa,
  beta, gama
• Funkce
• GDP-alfa/beta/gama, aktivace výmena GDP za GTP,
  disociace alfa-GTP
• inaktivace hydrolýza GTP, reasociace
• RGS regulator of G-protein signaling

6
G - protein

• Typy
• GS adenylátcyklasa ?-adr., glukagon, D1-rec.
• GI dtto,ale inhibice ?2-adr., GABA, opioid.
  rec.
• Gq PLC ?1-adr., mAChR
• Klinické koreláty
• choleratoxin ADP-ribosylace alfa podjednotky
  inhibuje její GTPasovou aktivitu a znemožnuje
  inaktivaci

7
GS a GI-proteiny

• Adenylátcyklasa
• ATP ? cAMP PPi
• Fosfodiesterasa
• cAMP ? 5-AMP
• inhibitory klinicky užívány (Viagra)
• PKA cAMP dependentní proteinkinasa, tetramer,
  kooperace!

8
GS a GI-proteiny

• Fosforylace proteinu cca 30 všech
• ovlivnení aktivity enzymu
• ovlivnení exprese genu
• fosforylace CREB v jádre vazba na CREB-binding
  protein (CBP) ovlivnení transkripce
• Fosfoproteinfosfatasy
• I, IIA a IIB

9
Gq-proteiny

• Fosfolipasa C? PIP2? IP3 DAG, sekundárne Ca2
• ?1-adr., mAChR, thrombin rec. na destickách
• Mechanismus
• IP3 uvolnení Ca2 z ER
• DAG aktivuje PKC, substr. eikosanoidu

10
Gq-proteiny

• Proteinkinasa C je aktivována
• Ca2 (IP3)
• translokace na vnitrní stranu membrány
• DAG
• Fosforyluje jiné proteiny než PKA

11
Ca2IC jako signál

• Kanály pro Ca2
• v plazmaleme napetove ovládané (synapse)
• IP3 ovládané v membráne ER
• ryanodinové receptory zmena potenciálu membrány
  uvoní Ca2z ER (sval)
• Efektor kalmodulin dependentní PK (CaM kinázy)

12
Ca2IC jako signál

• CaM kinázy
• kináza lehkého retezce myosinu (kontrakce hl.
  svalu)
• fosforylázakináza sprahuje ve svalu glykogenolýzu
  s kontrakcí
• CaM kináza II autofosforylace, 2 proteinu v CNS
  PAMET!!!!

13
Speciální typy G-proteinu

• GOLF návazne cAMP dep. Na kanály
• Videní
• receptor rhodopsin cis-retinal opsin
• foton cis-retinal ? trans-retinal ? konformacní
  zmena opsinu ?
• G-protein transducin ? aktivace fosfodiesterasy
  ? snížení konc. cGMP ? uzavrení cGMP gated
  Nakanálu, hyperpolarizace membrány

14
Delení receptoru

• Membránové
• ionotropní receptory-iontové kanály
• chemicky ovládané
• napetove ovládané
• metabotropní
• receptory spojené s G-proteiny
• receptory s enzymatickou aktivitou
• Intracelulární

15
Receptory s vlastní enzym. aktivitou

• Tyrosinkinázové receptory
• S tyrosinkinasou asociované rec.
• Receptorové guanylátcyklasy

16
Tyrosinkinázy

• Receptor 1xpres membránu
• Dimerizace, oligomerizace pri vazbe ligandu
• Autofosforylace
• Y-fosforylace IC proteinu
• vytvárení docking sites, na které se pres SH2
  domény váží

17
Tyrosinkinázy

• Váže se na fosforylovanou Y-kinasu
• adaptorové proteiny (IRS-1)
• PLC-gama PIP2kaskáda
• PI3kináza
• cCbl protein ubikvitinizace receptoru
• ras kaskáda do jádra raf?MAP-KK ?MAP-K?cykliny?
  proliferace

18
Tyrosinkinázy

• EGF
• Insulin a IGF-1
• PDGF
• M-CSF
• Ephriny

19
S tyrosinkinázou asociované receptory

• Aktivují cytosolické tyrosinkinázy
• Príklady
• rodina src-proteinkináz
• FAK (focal adhesion kinase) spojená s
  integrinovými receptory
• Jak-STAT cesta do jádra cytokinové receptory
  Janus kinasy STAT reg. transkripci

20
Receptorové guanylylcyklasy

• Rec. v membráne, vazba ligandu vede prímo k
  aktivaci guanzlátcyklasové aktivity IC domény
• cGMP
• ANP

21
Delení receptoru

• Membránové
• ionotropní receptory-iontové kanály
• chemicky ovládané
• napetove ovládané
• metabotropní
• receptory spojené s G-proteiny
• receptory s enzymatickou aktivitou
• Intracelulární

22
Intracelulární rec.

• Jaderné
• RAR, RXR, PPAR, T3 rec, D3 rec
• Cytosolické
• steroidní (v cytosolu s HSP)
• rozpustná guanylátcyklasa NO

23
Intracelulární rec.

• Obecné vlastnosti
• polocas
• Obecný mech. pusobení
• geny primární a sek odpovedi
• stejný protein, ruzná odpoved

24
Záverecné poznámky

• Lineární odpoved/vše,nebo nic
• kooperace
• alosterie
• Efektivita a specifita kaskády
• scaffold proteiny, SH2, lipidové mustky
• Pamet
• krátkodobá Ca ve svalu
• dlouhodobá diferenciacní signály