Ma > GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Ma > GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING"

Katariina Haavisto
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Ma > GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING Cell-Surface Receptors Relay Extracellular Signals via Intracellular Signaling Pathways Some Intracellular Signaling Proteins Act as Molecular Switches Cell-Surface Receptors Fall into Three Main Classes Ion-channel coupled Receptors Convert Chemical Signals into Electrical Ones 1

2 In biochemistry, an effector molecule is usually a small molecule that selectively binds to a protein and regulates its biological activity. In this manner, effector molecules act as ligands that can e.g. increase or decrease enzyme activity, In some cases, proteins can be considered to function as effector molecules, especially in cellular signal transduction cascades. välitys siirtyminen vahvistaminen yhdistäminen jakautuminen 2

GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING Cell-Surface Receptors Relay Extracellular Signals via Intracellular Signaling Pathways Some Intracellular Signaling

3 GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING Cell-Surface Receptors Relay Extracellular Signals via Intracellular Signaling Pathways Some Intracellular Signaling Proteins Act as Molecular Switches Cell-Surface Receptors Fall into Three Main Classes Ion-channel coupled Receptors Convert Chemical Signals into Electrical Ones 3

Kinaasi on entsyymi, joka siirtää fosfaattiryhmiä

4 Kinaasi on entsyymi, joka siirtää fosfaattiryhmiä korkeaenergisiltä luovuttajamolekyyleiltä (kuten ATP:ltä) tietyille kohdemolekyyleille (substraateille). Tätä fosfaattiryhmien siirtoa kutsutaan fosforylaatioksi. Fosfaattiryhmien poiston eli defosforylaationtekevät puolestaan fosfataasientsyymit. 4

Proteins Act as Molecular Switches Cell-Surface Receptors Fall into Three Main

5 GENERAL PRINCIPLES OF CELL SIGNALING Cell-Surface Receptors Relay Extracellular Signals via Intracellular Signaling Pathways Some Intracellular Signaling Proteins Act as Molecular Switches Cell-Surface Receptors Fall into Three Main Classes Ion-channel coupled Receptors Convert Chemical Signals into Electrical Ones 5

Tapahtuma on nopea ja lyhytkestoinen. Reseptorit palaavat perustilaansa hyvin nopeasti. Useat hermovälittäjäaineiden reseptorit ovat ionikanavareseptoreita.

6 Solunetti: Ionikanavareseptorit ovat perustilassaan suljettuja. Kun reseptoriin sitoutuu ligandi, kanava avautuu ja ionit pääsevät kulkeutumaan muodostuneen vesihuokosen kautta kalvon läpi konsentraatiogradienttinsa suuntaisesti. Tapahtuma on nopea ja lyhytkestoinen. Reseptorit palaavat perustilaansa hyvin nopeasti. Useat hermovälittäjäaineiden reseptorit ovat ionikanavareseptoreita. Ionikanavareseptorin kautta kulkeutuvat ionit vaikuttavat hermosoluissa sijaitsevien jänniteherkkien kanavien toimintaan ja voivat synnyttää tai ehkäistä aktiopotentiaalin muodostumista. Ionikanavareseptorien vaikutus solujen ionitasapainoon on nopeampaa kuin esimerkiksi G-proteiinien välityksellä aktivoituvien ionikanavien. 6

Wikipedia: G-proteiinikytkeiset reseptorit ovat solukalvon läpäiseviä reseptoreita, jotka ovat solun sisäpuolella kytköksissä G-proteiiniin.

7 Wikipedia: G-proteiinikytkeiset reseptorit ovat solukalvon läpäiseviä reseptoreita, jotka ovat solun sisäpuolella kytköksissä G-proteiiniin. Niillä on seitsemän solukalvon läpäisevää domeenia, jonka alueelle niiden ligandit kiinnittyvät. G-proteiinikytkentäiset reseptorit ovat yleisin solun pinnalla sijaitsevien reseptoreiden perhe eukaryooteilla. Erityisen yleisiä ne ovat eläimillä. Ne ovat tärkeitä soluviestinnän välikappaleita % lääkeaineista vaikuttaa G-proteiinikytkentäisiin reseptoreihin. G-proteiinikytkentäiset reseptorit ja G-proteiinit ovat kemiallisessa tasapainossa solun sisällä. Ilman ligandia valtaosa proteiini reseptori-pareista on epäaktiivisessa muodossa. Ligandin kiinnittyminen muuttaa tasapainoa aktiivisen muodon suuntaan. Solunetti: Ligandin sitoutuminen G-proteiinikytkentäiseen reseptoriin saa aikaan muutoksen reseptorin proteiinirakenteessa. Rakenteenmuutos mahdollistaa G- proteiiniksi kutsutun solunsisäisen signaalimolekyylin aktivoitumisen. G-proteiini on GTP: tä sitova trimeerinen säätelyproteiini. Inaktiivisessa muodossa G-proteiinin alfaalayksikkö sitoo GDP:n, mutta reseptorin aiheuttaman aktivaation seurauksena GDP vaihtuu GTP:ksi ja alfa-alayksikkö irtoaa beta-gamma alayksiköstä. Aktivoituneen G- proteiinin alayksiköt pystyvät solussa aktivoimaan kohdeproteiineja kuten adenylaattisyklaasia, fosfolipaaseja tai solun ionikanavia. G-proteiineissa on sisäinen GTPaasi aktiivisuus, joten proteiinin aktivaatioaika on rajallinen GTP:n hydrolysoitumisen vuoksi. Wikipedia: G-proteiinit ovat kenties tärkeimpiä signaalinvälitykseen osallistuvia molekyylejä. Ne liittyvät diabetekseen, alkoholismiin, joihinkin syövän muotoihin sekä moniin muihin sairauksiin. Alfred Gilman ja Martin Rodbell saivat 1994 Nobelin lääketieteen palkinnon G-proteiinien keksimisestä ja tutkimisesta. Monet aistimiseen liittyvät tapahtumat hoituvat G-proteiinikytkentäisten reseptorien välityksellä. Esimerkiksi valoherkkä silmän rodopsiini on G-proteiinikytkentäinen. Myös hajuaistimuksen tuottumiseen tarvitaan G-proteiinikytkentäisiä reseptoreja. Tuoksumolekyylin sitoutuminen reseptoriin käynnistää signaalitien, joka johtaa G- proteiinin aktivoitumiseen ja signaalin johtumiseen aivoihin. 7

entsyymiä sitova solunsisäinen osa. Entsyymireseptorien ligandina toimii usein kasvutekijä.

8 Solunetti: Reseptorit voivat itse olla entsyymejä tai ne voivat suoraan aktivoida entsyymejä. Entsyymejä aktivoivien (tai entsyymeinä toimivien) reseptoreiden rakenteessa on ligandia sitovan solun ulkopuolisen osan lisäksi katalyyttinen tai entsyymiä sitova solunsisäinen osa. Entsyymireseptorien ligandina toimii usein kasvutekijä. Ligandi vaikuttaa tyypillisesti jo hyvin pienenä konsentraationa. Ligandi voi saada aikaan nopean vasteen vaikkapa vaikuttamalla solun tukirangan proteiinien järjestäytymiseen. Vaste geenitoiminnassa on usein hidas, sillä viestinvälitysketju reseptorilta tumaan on monivaiheinen. 8

Samankaltaiset tiedostot

Kurssiin sisältyvät kappaleet kirjasta Tortora et al. (Microbiology) ja Alberts et al. (Essential Cell Biology), 1/2

Kurssiin sisältyvät kappaleet kirjasta Tortora et al. (Microbiology) ja Alberts et al. (Essential Cell Biology), 1/2 Luento 1: Yleisten asioiden jälkeen: MB, luku 1 (s. 28-49) Luento 2: Luku 1 jatkuu +