Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Berki Tímea és Boldizsár Ferenc Jelátvitel
EXTRACELLULÁRIS RECEPTOROK G-FEHÉRJE KAPCSOLT RECEPTOROK
7-transzmembrán receptorok szerkezete (7-TM)
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
N N-Glikoziláció (Receptor ”folding, trafficking”)
EL1
EL2
EL3
Extracelluláris hurkok (EL1-3) Plazma membrán
Interakciós felület Ligand-kötés Ga C-terminális farok
TM 1
Ga-kötés
TM 2
TM 3
TM TM TM 44 5
TM 6
TM 7
Transzmembrán hélix (TM1-7)
egyéb Ga felszínek Hélix 8 (Gbg-kötés)
Intracelluláris hurkok (IL1-3)
PKC foszforiláció (Deszenzitizáció)
IL1
E/DRY motívum (Receptor aktivitás és protein-protein interakció)
IL2
IL3
Palmitiláció (Lipid raft lokalizáció)
C
PKC foszforiláció (Deszenzitizáció)
GRK foszforiláció (Deszenzitizáció)
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
7-transzmembrán receptorok (7-TM) I. • • • • •
A osztály: Rodopszin-szerű B osztály: Szekretin család C osztály: Glutamát és GABA (metabotróp) Frizzled Adhéziós család
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
7-transzmembrán receptorok (7-TM) II. A osztály (662)
G-fehérje kapcsolt receptor szupercsalád (791 gén)
B osztály (15)
C osztály (22)
Egyéb (92)
Endogén/Orfan (271) Szagló/Feromon (391)
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
7-TM ligandok A osztály
Bosztály
Cosztály
Frizzled
Adhéziós
Prosztaglandinok
Glukagon
Glutamát
Wnt
Kondroitin-szulfát
Tromboxán
GnRH
GABA
Hedgehog
Szerotonin
PTH
Édes Íz
Keserű íz
Dopamin
CRH
Szekretin
Hisztamin Katekolaminok Acetilkolin (M) Rodopszin Melatonin Kemokinek
Bradikinin Szomatosztatin Opioid Vazopresszin
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Inaktív 7-TM receptor Oldalnézet N
EL 3 EL2
Intracelluláris hurkok EL1 TM 7
TM 6
TM 1
TM 5 TM 3
TM 2
C
TM 4
Extracelluláris hurkok
IL3 IL 1 IL2
Intracelluláris nézet Nem-kovalens kötés
C N
EL3 IL3
TM 7
TM 6
TM 1 IL1
TM 2
TM 5
TM 3 EL1
IL2
TM 4
EL2
Ga-kötő felület
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Aktív 7-TM receptor Oldalnézet
Agonista N
TM 5 TM 6
TM 7 TM 1
C
TM 3
TM 2
TM 4
Gα
Ga
A Ga C-terminális farka
Intracelluláris nézet C N
EL3 TM 6
TM 7 TM 1 IL1
Ga
TM 2
TM 3 EL1
IL2
IL3 TM 5 TM 4
EL2
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
7-TM receptorok (G-fehérje kapcsolt receptorok, GPCR) Jel molekula
G-fehérje kapcsolt receptor (GPCR)
a GDP
b
g
a
b
g
a
GDP
Inaktív G-fehérje
GTP
GDP
GTP
Plazma membrán
Citoplazma
a GTP
b
g
a
b
g
GTP
Aktivált G-fehérje alegységek
b
g
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
cAMP-PKA útvonalak Stimuláló hormon
Gátló hormon
Rs
g
b
Gsa
Ri Adenilát cikláz (+) (-) Gia Gsa Gia GTP
GDP
g
b
GTP
GDP
ATP
Foszfodiészteráz 5’-AMP
cAMP
Protein kináz A Inaktív
Protein kináz A Aktív
Fehérje
Fehérje
OH
P
Sejtes válasz
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
G-fehérjék G-fehérje kapcsolt receptor (GPCR)
Plazma membrán
a
Citoplazma
β
g
GDP
a β
GTP
Gia
ATP
Gsa
Gqa
GTP
GTP
GTP
Adenilát cikláz
Adenilát cikláz
cAMP
Foszfolipázok Ion csatornák
ATP
G12/13a GTP
PLC cAMP
PIP2
DAG
IP3 Ca2+
Rho-t aktivál
g
Ion csatorna PI3K Foszfolipázok Adenilát ciklázok Receptor kinázok
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
G-fehérjék • • • • • • •
GTP-kötő fehérjék GTPáz aktivitás: GTP-t GDP-re hidrolizál Inaktív forma: GDP-kötött Aktív forma: GTP-kötött Heterotrimer: a, b, g alegységek Monomer: a ras proto-onkogének termékei A g alegység C-terminális izoprenil láncot tartalmaz - plazma membránhoz horgonyoz
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
G-fehérje jelátvitel 1.Ga jelátvitel • Gs: serkenti az adenilát-ciklázt → cAMP ↑ • Gi: gátolja az adenilát-cikláz → tcAMP ↓ • Gq: stimulálja a PLC-t • G12: Rho-GEF 2.Gb, g jelátvitel: • K+ és Ca2+ csatornák, PI3K izoformák
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
GPCR szabályozás • PKA feedback foszforiláció • G-fehérje receptor kináz (GRK1-7): 7TM aktivációját szabályozza a receptor C-terminálisának foszforilációja révén • Transzlokáció: az aktív receptor internalizálódik a környező membránnal – savas vezikulákban defoszforilálódik és visszajut a felszínre • Arresztin kötődés: az arresztin molekula kötődése gátolja a Gs fehérje kötődését a receptorhoz (pl. rodopszin a retinában); + alternatív jelátviteli utakat aktivál: MAPK, PI3K, PKBAkt, Src
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Monomer G-fehérjék (Ras család) • Elsőként transzformáló onkogénként fedezték fel: Harvey (H-Ras) és Kirsten (K-Ras) szarkóma vírusok; Rat sarcoma • N-Ras humán neuroblasztómában található • 189 aminosav • Lipid láncok horgonyozzák a membránhoz • Ras család valamelyik tagjának mutációja a humán tumorok 2030% -ában kimutatható
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Ras szabályozás • Guanine-nucleotide exchange factor (GEFek): a Ras GDPGTP kicserélődését katalizálja → Aktiváció • GTPase activating protein (GAP): a Ras intrinszik GTPáz aktivitása gyenge, a GAP fokozza → Inaktiváció
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Ras funkció – MAPK kaszkád • Növekedési faktor receptor jelátvitel • Ras-Raf-MEK-ERK (Mitogén-aktivált protein kináz = MAPK kaszkád) • Megnövekedett aktivitás (= “állandóan aktív Ras”) elősegíti a tumor transzformációt : – G-nukleotid kicserélődés ↑ (pontmutációk) – GTPáz aktivitás ↓ (pontmutációk vagy a GAP hiánya)
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Ras-MAPK kaszkád Növekedési faktor
Receptor PTK
Plazma membrán
Aktív RAS
RAS
Citoplazma RAF
SOS GRB2 Adapter fehérje
Guanin nukleotid kicserélő faktor (GEF)
MEK1/2
ERK1/2
Elk-1
Sap1a
Net
Transzkripció szabályozása
