Rok akad. 2015/2016 Semestr zimowy, czwartek,

Transkrypt

1 PROWADZĄCY: Prof. Nadzieja Drela - koordynator Dr Magdalena Markowska - koordynator Dr Paweł Majewski Prof. Krystyna Skwarło-Sońta Rok akad. 2015/2016 Semestr zimowy, czwartek,

2

3 Receptory wolne zakończenie neuronu (ból) włos naskórek ciałko Meissnera (dotyk) ciałko Ruffiniego (ciepło) skóra ciałko Krausego (zimno) ciałko Paciniego (dotyk) nerw

4 Siatkówka oka fotoreceptor komórka horyzontalna komórka dwubiegunowa komórka amakrynowa komórka zwojowa

5 Chemiczne przekaźnictwo sygnału

6

7

8 Amplifikacja sygnału

9 Klasa receptora Czas uzyskania odpowiedzi po pobudzeniu receptora Ogólna Występowanie Przykłady budowa Receptory bezpośrednio związane z kanałem jonowym Receptory sprzężone z białkiem G Receptory związane z kinazą tyrozynową lub kinazą serynowotreoninową Receptory wewnątrzkomórkowe Milisekundy Sekundy Minuty Godziny Ach-nikotynowy Ukł. Kilka nerwowy Płytka podjednostek, nerwowomięśniowa których A z GABA każda NMDA składa się zazwyczaj z 4 segmentów śródbłonowych Adrenergiczne Ukł. Pojedynczy nerwowy Ukł. łańcuch endokrynny białkowy z Dopaminowe 7 domenami Serotoninowe Ukł. odpornościowy śródbłonowymi Histaminowe Melatoninowe Rodopsyna Insulinowy Ukł. Dwa duże odpornościowy łańcuchy Cytokin Ukł. polipeptydowe, endokrynny IgE domena zewn. i wewn., ta ostatnia w bliskości jednostki kat. enzymu Hormony Cytozolowe Białkowe steroidowe (horm. czynniki steroidowe) transkrypcyjne, lub Tyroksyna jądrowe wszystkie mają Wit. (tyroksyna DBD-palce D i Zn kw. i Kwas retinowy) w regionie retinowy C- końca domenę wiążącą ligand

10

11

12 Klasa receptora Receptory bezpośrednio związane z kanałem jonowym Receptory sprzężone z białkiem G Receptory związane z kinazą tyrozynową lub kinazą serynowotreoninową Receptory wewnątrzkomórkowe Czas uzyskania odpowiedzi po pobudzeniu receptora Występowanie Ogólna budowa Przykłady Milisekundy Sekundy Minuty Godziny Ukł. nerwowy Płytka nerwowomięśniowa Kilka podjednostek, z których każda składa się zazwyczaj z 4 segmentów śródbłonowych Ach-nikotynowy GABA A NMDA

13

14 Kanał wapniowy bramkowany napięciem

15

16

17 Receptor nikotynowy Ach (mięsień)

18 AMPA NMDA

19 Hamujący receptor GABAA

20 Klasa receptora Receptory bezpośrednio związane z kanałem jonowym Receptory sprzężone z białkiem G Receptory związane z kinazą tyrozynową lub kinazą serynowotreoninową Receptory wewnątrzkomórkowe Czas uzyskania odpowiedzi po pobudzeniu receptora Występowanie Ogólna budowa Przykłady Milisekundy Sekundy Minuty Godziny Ukł. nerwowy Ukł. endokrynny Ukł. odpornościowy Pojedynczy łańcuch białkowy z 7 domenami śródbłonowymi Adrenergiczne Dopaminowe Serotoninowe Histaminowe Melatoninowe

21

22

23

24

25 Różne białka G, różne szlaki

26

27 LIGAND AC ATP Ga si receptor Gbg Ga q/o/z PLC DAG IP 3 camp Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+

28 b-adrenoreceptor, Adrenalina

29

30 Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ PLC ligand receptor DAG Gbg Ga IP 3 PKC Ca 2+ ril IL Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+

31

32 Bootman i wsp., 2003

33 kinaza fosforylazy cyklaza guanylanowa uwalnianie neuromediatorów cyklaza adenylanowa Ca 2+ -zależna kinaza białkowa kinaza DNA KALMODULINA fosfodiesteraza cyklicznych nukleotydów Ca 2+ -Mg 2+ -ATPaza inne (?) fosforylacja błon kinaza lekkiego łańcucha miozyny rozpraszanie mikrotubul

34 NH 2 NH 2 PLC b PIP 2 DAG AC Gq a bg COOH Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ PKC ATP Gs a bg Gi COOH IP 3 Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ camp IP 3 R Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ RE kalmodulina PKA białka efektorowe, odpowiedź komórkowa

35

36

37 Marchall et al., 1999

38 Marchall et al., 1999

39

40

41

42 1) Dowód na fizyczne interakcje receptorów w tkance i komórkach pierwotnych (ko-immunoprecypitacja, FRET, BRET) a nie w układach transfekowanych komórek 2) Dowód na specyficzne dla dimerów szlaki przekaźnictwa wewnątrzkomórkowego, selektywne dla heterodimerów ligandów 3) Zablokowanie działania funkcjonalnych dimerów (zwierzęta KO, RNAi) wg. International Union of Basic and Clinical Pharmacology (IUPHAR)

43 Kamal i Jockers 2011

44 Mogą łączyć się z sierocymi GPCR, tym sposobem mogą wyjaśniać rolę tych ostatnich Oligomeryzacja zachodzi na wstępnych etapach biosyntezy receptorów, co może stanowić kontrolę jakości receptorów Jedna z możliwości regulacji przez GPCR interacting proteins (GIPs)

45 Jeden ligand, różne receptory

46 RECEPTORY ADRENERGICZNE a 1 pobudzające, związane z białkiem Gq/o, Ca 2+, bg Ca 2+ (L), a PLC b pobudzające, związane z Gs, camp a 2 hamujące, związane z Gi, camp RECEPTORY CHOLINERGICZNE Nikotynowy związany z kanałami kationowymi, Na +, Ca 2+, 2 formy mięśniowa i neuronalna Muskarynowy metabotropowy, kilka podtypów (M1 M5), OUN i obwód (np. serce)

47 RECEPTORY GABAergiczne Wszystkie hamujące GABA A i GABA C związane z kanałem dla Cl -, 5 podjednostek każda po 4 domeny transbłonowe, OUN GABA B metabotropowy, zamyka kanały Ca 2+, otwiera kanały K +, hamuje AC RECEPTORY GLUTAMINIANERGICZNE Wszystkie pobudzające Jonotropowe, zbudowane z 5 podjednostek NMDA, AMPA, kainianowe występują w ukł. nerwowym, biorą udział w LTP i ESPS Metabotropowe osiem podtypów tych receptorów (mglu1 mglu8), związane z białkami G, związane z EPSP i IPSP

48 Muskarynowe receptory cholinergiczne Podtyp M1 M2 M3 M4 M5 Białko G Gq/11 Gi/o Gq/11 Gi/o Gq/11 Enzym efektorowy PLC AC PLC AC PLC Efektor IP 3 /DAG camp kanał K + IP 3 /DAG camp IP 3 /DAG

49 Występowanie machr w OUN kora M1, M4, M3, M2 przodomózgowie M3, M2 hipokamp M1, M4, M2, M5 wzgórze M1, M4, M3, M2 prążkowie M1, M4, M2 pień mózgu, nerwy czaszkowe M4, M2 istota czarna M5

50 Występowanie machr na obwodzie płuca M1, M4, M2 serce M2 gruczoły ślinowe M3, M2, M1 nasieniowody M1, M2 górne zwoje szyjne M1, M2 macica M1, M4, M2

51 Klasa receptora Receptory bezpośrednio związane z kanałem jonowym Receptory sprzężone z białkiem G Receptory związane z kinazą tyrozynową lub kinazą serynowotreoninową Receptory wewnątrzkomórkowe Czas uzyskania odpowiedzi po pobudzeniu receptora Występowanie Ogólna budowa Przykłady Milisekundy Sekundy Minuty Godziny Ukł. odpornościowy Ukł. endokrynny Dwa duże łańcuchy polipeptydowe, domena zewn. i wewn., ta ostatnia w bliskości jednostki kat. enzymu Insulinowy Cytokin IgE

52

53 Małe białka G

54

55

56 Jak uzyskać specyficzność odpowiedzi przy takim bogactwie receptorów i takiej skąpości drugorzędowych przekaźników powstających po aktywacji receptora? Rozdzielenie w czasie i przestrzeni!

57 Regulacja szlaku Ca 2+ Kilka różnych magazynów Ca 2+ w komórce (rozdzielenie w przestrzeni) Zwiększenie puli cytozolowego Ca 2+ w komórce możliwe na kilku drogach PKC kilka izoform Duża pula białek łączących jony Ca 2+

58 Mikrodomeny Ca 2+ Rizzuto i Pozzan, 2006

59 Berridge, 2006 spark w kardiomyocycie Rizzuto i Pozzan, 2007

60 Berridge, 1997

61 Miejscowe i globalne fale jonów Ca 2+ Berridge, 1997

62 Regulacja szlaku camp AC1 AC9 błonowych i jedna izoforma cytozolowa PDE 11 rodzin PDE, kodowanych przez 25 geny co daje ponad 50 białek (ssaki); mogą być specyficzne tylko na camp lub cgmp lub rozkładać oba AKAP A kinase anchoring protein PKA 2 jednostki regulatorowe (R) i 2 katalityczne (C) Tasken i Aandahl, 2002

63 Rodzaje AKAP Tasken i Aandahl, 2002

64 Rozmieszczenie w przestrzeni Tasken i Aandahl, 2004

65 Tasken i Aandahl, 2004

66 C kontrola D poddane działaniu izoprotenerolu

67 Mundell S, Kelly E, BBA Biomembranes, Volume 1808, Issue 5, May 2011, Pages

68

69

70

71

72

73

74

75

76 Dziękuję za uwagę