Jaderné receptory. ligand. cytoplazmatická membrána. jaderný receptor DNA. - ligandem aktivované transkripční faktory

Jaderné receptory

Jaderné receptory -

-

-

ligandem aktivované transkripční faktory

ligand cytoplazmatická membrána

pokud není znám ligand – ORPHAN receptors jaderný receptor

ligand nalezen – “adopted orphan” DNA

HISTORY „

1905 - Ernest Starling coined the word hormone

„

1926 - Edward Calvin Kendall and Tadeus Reichstein isolated and determined the structures of cortisone and thyroxine

„

1929 - Adolf Butenandt and Edward Adelbert Doisy independently isolated and determined the structure of estrogen

„

1961 - Elwood Jensen - isolated the estrogen receptor

„

1980s - cloning of the estrogen, glucocorticoid, and thyroid hormone receptors by Pierre Chambon, Ronald Evans, and Björn Vennström respectively

FUNCTIONS Reproduction „ Differentiation „ Development „ Metabolism „ Metamorphosis „ Homeostasis „

LIGANDY „

„ „ „ „ „

Steroidní hormony - glukokortikoidy - mineralokortikoidy - androgeny - progesterony - estrogeny Thyroidní hormony Vitamín D3 Kyselina retinová Prostaglandiny Leukotrieny

A/B

C

D

E

F

Nomenklatura „

dle DNA a Ligand vazebné domény

NR3A1 číslo podrodiny písmeno skupiny číslo genu „ 6 podrodin, 26 skupin

Nomenklatura- podrodiny 1 Thyroid hormone-like (TR- thyroidní hormon, RAR- kys. retinová, VDL - vitamin D3, PPARs – fatty acids) 2 HNF4-like (hepatocyte nuclear factor) 3 Estrogen-like (ER estrogen, GR glukokortikoid, MR mineralokortikoid, PR progesteron, AR androgen) 4 Nerve growth factor IB-like (NGFIB, NURR) 5 Fushi tarazu-F1-like (SF1, FTF, FTZ-F1) 6 Germ cell nuclear factor-like (GCNF1) 0A Knirps-like (KNI, KNRL, EGON, ODR7) 0B DAX-like (DAX, SHP)

Dimerizace po navázání ligandu

„

Dimerizace – steroidy – homodimery - ostatní - homo nebo heterodimery

„

Fce: zvýšení vazebné afinity specifity diverzity (heterodimery)

Responzivní elementy Základní motiv 5´PuGGTCA „ Steroidní: obrácené repetice „ ostatní: kys. retinová přímé repetice vitamin D3 přímé repetice thyroidní přímé i obrácené repetice „

Mechanismus obecně „ „

„

Represe – zablokování: receptor vyvazuje korepresor komplex s histon deacetylázovou aktivitou Dereprese- odblokování: po navázání ligandu dojde k disociaci předchozího komplexu a navázání prvního koaktivačního komplexu s histon acetyltransferázovou aktivitou – dochází k dekondenzaci chromatinu Transkripce: po rozpadnutí předchozího komplexu se naváže druhý koaktivační komplex, který je schopný zprostředkovat kontakt s ostatními molekulami nutných k transkripci

Mechanismus obecně

Mechanismus – steroidní hormony V nepřítomnosti hormonu v komplexu s heatshock proteiny (např. hsp 90), aby - udržely receptor inaktivní - udržení struktury receptoru - snadnější prostup přes jadernou membránu

Po navázaní na receptor vytěsnění hsp dimerizace fosforylace AF1 (activating function 1) konformační změny ligand vazebné domény a aktivace AF2 (activating function 2) konformační změny umožní navázání koaktivátorů, které stabilizují transkripční komplex a indukují aktivitu histon acetylázy vazba dimeru na responsivní element zahájení transkripce

1. 2. 3. 4.

5.

6. 7.

Odpověď Primární: transkripcí vznikají efektorové proteiny „ Sekundární: transkripcí vznikají další signály nebo aktivátory transkripce efektrorových proteinů „

Křížení s jinými signálními drahami „

„

„

Fosforylace receptorů přímá i nepřímá MAPK kinázou, protein kinázou C, protein kinázou A, zvýšením hladiny cAMP Vytváření dimerů s jinými transkripčními faktory nebo přímá vazba na ně např. AP-1 (Fos/Jun)transaktivace i transreprese Složené responzivní elementy – k zahájení nutná vazba aktivovaného jaderného receptoru i dalšího transkripčního faktoru ( např. AP-1)

Interakce se základními transkripčními faktory TFIIB - ligand nezávislý thyroidní vitamin D steroidní „ TATA binding protein TBP – nutný ligand estrogen receptor „

Non-genomic effects of steroids Changes in gene expression – takes hours „ Rapid changes – within seconds or minutes „

… …

second messengers: inositol triphosphate, cAMP, Ca2 + activation of MAPK and PI3 kinase

Steroidní hormony a nádorová onemocnění Pohlavní hormony – silné mitogeny, vyvolávají až hyperplazii cílových tkání, hlavně prostaty, prsu a cervixu „ nádory prsu a prostaty patří mezi nejčastější druhy rakoviny – cílové tkáně pro hormony, často na hormony citlivé „ využití antagonistů pohlavních hormonů v léčbě „

Antagonisté steroidních hormonů mohou ovlivňovat: 1) stabilitu inaktivního komplexu receptoru schopnost dimerizace vazbu na DNA aktivaci transkripce 2) jednu nebo obě aktivační funkce AF1 a AF2

Antiestrogeny Léčba rakoviny prsu „ Vždy kontrola přítomnosti estrogenových receptorů v nádorových buňkách „ U nádorů, které exprimují estrogenové receptory úspěšná léčba u 75 % pacientů „

Antiestrogeny Tamoxifen – vazba na estrogenový receptor, dimerizace, vazba na DNA x blokuje aktivitu aktivační domény