View
394
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
5/24/2011
ReceptoriCaracterizare structural & funcional Comunicare (semnalizare) intercelular direct indirect prin molecule semnal Tipuri de molecule semnal (liganzi) hidrosolubile liposolubile Clasificare receptori1. Receptori membranari (pt. liganzi hidrosolubili) cu canal pentru ioni
cuplai cu proteine G cuplai cu enzime sau cu activitate enzimatic intrinsec
2.
Receptori intracelulari (pt. liganzi liposolubili)
Modaliti de desensibilizare a celulelor int
ReceptoriCaracterizare structural & funcional Sunt proteine (glicoproteine) cu rol n comunicarea intercelular D.p.d.v. structural posed cel putin 2 domenii care comunic prin tranziii conformaionale iniiate de fixarea ligandului. Astfel exist: domeniul de fixare a ligandului (ex. hormon) i domeniul care transfer (transduce) semnalul extern unui sistem efector intracelular, responsabil de producerea rspunsului biologic
Formarea complexului ligand-receptor (L-R) se bazeaz pe complementaritatea steric a partenerilor, se realizeaz prin interaciuni necovalente, i este reversibil (similar interaciunii enzim-substrat) Afinitatea receptorului pentru ligand este ilustrat de constanta de disociere (Kd) a complexului L-R, are aceai semnificatie cu KM, i are valoarea 10-10-10-6 (n acord cu conc. mici ale liganzilor). Numrul receptorilor este reglabil: o concentraie mare a ligandului timp ndelungat determin scderea nr. receptorilor (down regulation), ca urmare a reducerii sintezei lor i/sau a ndeprtarii celor existeni prin endocitoz. Uneori, la o expunere prelungit, are loc o cretere a nr. receptorilor (up regulation). Dei specificitatea unui receptor pentru ligandul specific este foarte mare este posibil legarea altor compusi cu structur asemntoare (analogi). Dac legarea analogului iniiaz un rspuns celular similar el este denumit agonist, iar dac legarea lui este neproductiv este denumit antagonist.
1
5/24/2011
Comunicarea intercelular Direct -prin jonciunea celulelor adiacente -prin interaciunea proteinelor de suprafa Indirect -prin semnale intercelulare
Tipuri de semnalizareLocala) contact-dependent: celula semnalizatoare expune pe suprafaa membranei molecule semnal care vor interaciona cu receptorii de pe celula int, cu care celula semnalizatoare vine n contact direct; b) paracrin: celula semnalizatoare secret molecule semnal (ex. interferon) n spaiul extracelular unde vor aciona asupra celulelor int vecine; c) autocrin: celula semnalizatoare secret molecule semnal care vor aciona pe receptori situai pe celule semnalizatoare de acelasi tip din vecintate; d) sinaptic: ntre 2 neuroni, prin intermediul neuromediatorilor.
a).
b).
c)
d)
2
5/24/2011
Tipuri de semnalizareLa distanexocrin: celula semnalizatoare (endocrin) secret molecule semnal (ex. hormoni) care sunt transportai la distan (de ctre sistemul circulator) pentru a ajunge la celulele int.
Comparaie ntre semnalizarea endocrin i sinaptic
Rapid Relativ lentHormonul este transportat de fluxul sanguin i apoi prin difuzie ajunge la celulele int Viteza impulsului electric 100m/sec; Neuromediatorul difuzeaz un canal); Legarea a 2 molecule de ACh de ctre cele 2 subuniti modificare conformaional i deschiderea a canalului => influxul ionilor de Na+ i efluxul ionilor de K+; determin o
Depolarizarea local a sarcolemei are ca rezultat activarea unui canal de Na+ voltaj-dependent (din vecintate) care va potena depolarizarea i va determina deschiderea unui canal de Ca2+ voltaj-dependent din reticulul sarcoplasmic adiacent => cuplarea excitaiei cu contracia muscular Canalul de ioni se nchide cnd scade concentraia Ach de la nivelul spaiului sinaptic, ca urmare a hidrolizei catalizate de acetilcolinesteraz
9
5/24/2011
Agoniti ai receptorilor Ach
Nicotina
Muscarina
Diferite conformaii ale receptorilor canale de ioni
a. Structura cuaternara a receptorului nicotinic al AChb. Porul receptorului nicotinic n seciunea prin subunitile alfa
10
5/24/2011
Sinapsa neuromuscular (receptori nicotinici ai ACh)
Patologie asociat receptorilor cu canale ionice Miastenia gravis Efectele Gazelor de lupt (DIPFP) Veninului de arpe: bungarotoxina
11
5/24/2011
Patogeneza miasteniei gravisFormarea de autoanticorpi anti-receptori ai ACh de la nivelul jonciunii neuromusculare Legarea anticorpilor la receptori, modificarea acestora i internalizarea lor prin endocitoz Reducerea marcat a numrului receptorilor pentru Ach Semne clinice n special slbiciune muscular episodic
Ali liganzi ai receptorilor ACh
12
5/24/2011
Clasificarea receptorilorLocalizareIntracelularara
TipuriCitoplasmatici Nucleari Receptori cu canal pentru ioni Receptori cuplai cu proteina G
Liganzi specificiHormoni tiroidieni Hormoni steroizi Acetilcolina GABA Adrenalina Serotonina Glucagon Insulina Factori de cretere
Membranara Receptori cuplai cu enzime sau cu activitate enzimatic intrinsec
Receptori cuplai cu proteina GFuncii biologice mediate de receptorii cuplai cu proteine G Miros Vz Transmisie sinaptic Secreie hormoni Chemotaxie Exocitoza Embriogeneza Control tensiune arterial Cretere i difereniere celular Infecia viral Carcinogeneza
13
5/24/2011
Receptori metabotropici GPCR G protein coupled receptors cea mai mare familie de receptori cuprinde receptorii -, - adrenergici, receptorii muscarinici ai ACh, unii receptori ai Glu i ai serotoninei, receptorii pentru miros i fotoreceptorii Sunt formati dintr-un singur lan polipeptidic care prezint 7 fragmente transmembranare helicoidale (serpentine), unite prin bucle extra- i intracelulare regleaz activitatea unei enzime sau canal pentru ioni prin intermediul unei proteine trimerice, cu activitate GTP-azic, numit proteina G Legarea ligandului la receptor are ca efect modificarea concentraiei intracelulare a unui mediator de ordinul II sau modificarea permeabilitii membranei celulare pentru anumii ioni 50% din medicamente acioneaz la nivelul acestora
Poziia receptorului, a proteinei G i a adenilat ciclazei la nivelul membranei
Structura receptorului
14
5/24/2011
Activarea & inactivarea proteinei GComplex H-RGEF
Proteina G (GTP) GDP
GTP Proteina G (GDP)
(GTP)activa
H2O (GDP)inactiva activitate GTP-azica intrinseca stimulata de GAP
H3PO4
Clase & funcii ale proteinelor GClas & Tip LigandGlucagon, -Adrenergice Odorantiolf 11 12
Sistem efector primarAdenilat ciclaza Adenilat ciclaza Adenilat ciclaza Canale de K Canale de K Canale de Ca cGMP Fosfodiesteraza
Gs
s
Acetilcolina 2-Adrenergice, M2-Colinergice Opioide Endorfine Lumina
Gi
o
T q 11
Gq
M1-Colinergice, 1-Adrenergice 1-Adrenergice
Fosfolipaza C-1 Fosfolipaza C-2
15
5/24/2011
Receptor cuplat cu proteina Gs (beta-adrenergic)HAdenilat ciclaza Spatiul extracelular
R+ GDPP r oteina Gs
Membrana celulara
+ GT P GDP GTP ATP AMPc +
Protein kinazainactiva
Protein kinazaactiva
HO Enzima(inactiva)activa
Enzima O PATP (activa) ADPinactiva
ADP-ribozilarea subunitatii a proteinei GGs (cu activitate GTP-azica)H CONH2 N+
NH CH CO (CH2 )4O O CH2 O P O-
ADP- ribozil-Gs (fara activitate GTP-azica) NH CH CO (CH2 )4
NH C NH2 NH2+
NH C NH2+
NH2
N N
OHOH N NO CH2 O
O
Toxina cholerica
NHO CH2 O
OP O-
H P OO N+
NH2 CONH2
OHOH N
O
N N N
OH OH
H Nicotinamida
O CH2
O
P OO
NAD +OH OH
(permanent activa datorita pierderii activitatii GTP-azice)
16
5/24/2011
Receptor cuplat cu proteina Gq (alfa-adrenergic)HSpatiul extracelular
R+q q
PLC+ GDPP r oteina Gs
PIP2P P P
DAG
Membrana celulara
PK-CATPP P P
GTP
ADP
Enzima O(activa)inactiva
P
GDP GTPT oxine
IP3
-
Ca+2
Enzima OH(inactiva)activa
Pi
P P P
Reticul Lumen
endoplasmic
PIP2= Fosfatidil inozitol difosfat DAG = Diacilglicerol fosfat IP3 = inozitol trifosfat PK-C = Protein kinaza C
Ca+2
Aplicaii - GPCR Toxina holeric (Vibrio choleris) - Holera Toxina pertusica (Bordetella pertussis)- Tusea convulsiv Metilxantinele (cafeina, teofilina) Beta-blocante (propranolol, metoprolol)
17
5/24/2011
Clasificarea receptorilorLocalizareIntracelularNucleariReceptori cu canal pentru ioni Receptori cuplai cu proteina G
TipuriCitoplasmatici
Liganzi specificiHormoni tiroidieni
Hormoni steroiziAcetilcolina GABA
Membranar
Adrenalina Serotonina Glucagon
Receptori cuplai cu enzime sau Insulina cu activitate enzimatic Factori de cretere intrinsec
Receptori cu activitate enzimatic sau cuplai cu enzime Tipuri cu activitate Tyr-kinazic sau cuplai cu enzime cu activitate Tyr-kinazic, cu activitate Ser/Thr kinazic cu activitate guanilil ciclazic
Liganzi: insulina, IGF-1, factori de cretere, etc. Cuplarea ligand-receptor specific este urmat de modificri conformaionale i de stimularea activitii enzimatice
18
5/24/2011
Tipuri de receptori cu activitate enzimatic
Mecanismul transduciei receptorilor cu activitate tirozin kinazicReceptorul cu activitate Tyr-kinazic activat (prin autofosforilare)
Proteina adaptor (care face legtura dintre receptorul activat i proteina Ras)
Ras-GDP (inactiv) trece n Ras-GTP (activ)
Activare n cascad a MAP-kinazelor Efect final: modificarea activitii unor proteine modificarea expresiei genice
19
5/24/2011
Receptorul insulinei Format din 2 lanuri extracelulare lfa (fiecare coninnd un domeniu de legare a insulinei) unite printr-o legtur disulfidic si 2 lanturi beta transmembranare; fiecare lan lfa este legat de cte o subunitate print-o legtur disulfidic
Regiunea citoplasmatic a subunitii conine domenii cu activitate Tyr-kinazic
Mecanismul transduciei receptorului insulinei
Legarea insulinei de lanurile face ca fiecare lan s-l fosforileze pe cellalt Receptorul activat al insulinei fosforileaza IRS1 IRS1fosforilata leag i activeaz PI-3 kinaza, care la rndul su va fosforila fosfatidil inozitol bisfosfatul (PIP2) producand fosfatidil inozitol trifosfat (PIP3).
20
5/24/2011
Mecanismul transduciei receptorului insulinei (continuare) PIP3 leag protein kinaza B (PKB) care va fosforila protein kinaza C (PKC) care la randul ei va fosforila alte kinaze. Aceste kinaze vor determina n final expunerea transportorilor GLUT4 pemembran, activarea glicogenosintezei, glicolizei, sintezei de proteine, etc.
Mecanismul diabetului zaharat insulino independent Modificri ale receptorilor pentru insulin Modificri ale cii intracelulare de transducie a semnalului (ex. mutaia proteinelor IRS) Mutaii ale enzimelor implicate n metabolismul glucozei (HK, GS) Obezitatea (AG exces acil-CoA, ceramide, DAG activarea PKC Ser/Thr-fosforilare anormal a IRS REZISTENA LA INSULIN Hiperinsulinism Insuficien pancreatic (prin consumarea celulelor beta)
Diabet zaharat
21
Recommended