1 / 38

Cellekommunikasjon II

Cellekommunikasjon II. PBM 135 - Høsten 2002 Prof. Finn Olav Levy, dr.med. Tlf.: 22 840237 E-post: f.o.levy@klinmed.uio.no. Cell ekommunikasjon - reseptorgrupper. Intracellulære reseptorer Kjernereseptor-superfamilien Reseptor for NO Reseptorer i cellemembranen

zan
Download Presentation

Cellekommunikasjon II

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Cellekommunikasjon II PBM 135 - Høsten 2002 Prof. Finn Olav Levy, dr.med. Tlf.: 22840237 E-post: f.o.levy@klinmed.uio.no

  2. Cellekommunikasjon - reseptorgrupper • Intracellulære reseptorer • Kjernereseptor-superfamilien • Reseptor for NO • Reseptorer i cellemembranen • Ligand-regulerte ionekanaler • G-protein-koblede reseptorer • Enzym-koblede reseptorer (oftest kinase- eller fosfataseaktivitet)

  3. Enzym-koblede reseptorer • Reseptor tyrosin-kinaser • Tyrosin-kinase-assosierte reseptorer • Reseptorliknende tyrosin-fosfataser • Reseptor serin/threonin-kinaser • Reseptor guanylyl-syklaser • Histidin-kinase-assosierte reseptorer

  4. Enzym-koblede reseptorer • Reseptor tyrosinkinaser (RTK) • EGF-reseptor • Tyrosinkinase-assosierte reseptorer • Assosierer med non-reseptor tyrosinkinaser • Src-familien (eks. antigenreseptorer på B- og T-celler) • FAK (integriner) • Jak (cytokin-reseptorer) • Reseptorliknende tyrosinfosfataser • Trolig reseptorer, men ligander ikke godt klarlagt • Reseptor serin/threonin-kinaser • TGFb-reseptor • Reseptor guanylylsyklaser • ANF-reseptor • Histidinkinase-assosierte reseptorer • Kjemotakse i bakterier

  5. Reseptor tyrosinkinaser (RTK) • Ett transmembrandomene • Tyrosinkinaseaktivitet i intracellulære del • Aktiveringsmekanisme: • Ligandindusert reseptordimerisering fører til intermolekylær ”autofosforylering” på flere Tyr-residier • To konsekvenser: • Økt Tyr-kinaseaktivitet • Fosforylering av Tyr i gjenkjenningssekvenser for bl.a. SH2-domener • Aktivert, Tyr-fosforylert reseptor blir dermed forankringsprotein for forskj. signalproteiner med SH2-domener og PTB-domener  Rekruttering av signalproteiner med slike domener

  6. Reseptor tyrosinkinaser – mange familier Alberts et al. 2002, Fig. 15-49

  7. Reseptor tyrosinkinaser Alberts et al. 2002, Table 15-4

  8. Reseptor tyrosinkinaser • Forskjellige mekanismer for ligand-indusert dimerisering av reseptor • PDGF: Er dimer • FGF: Sitter bundet på proteoglykaner i intercellulær matrix • Ephriner: Sitter i cellemembranen på annen celle Alberts et al. 2002, Fig. 15-50

  9. Reseptor tyrosinkinaser • Dominant negative muterte reseptorer er nyttig forskningsverktøy Alberts et al. 2002, Fig. 15-51

  10. Reseptor tyrosinkinaser • Rekruttering av signalproteiner som følge av Tyr-fosforylering Alberts et al. 2002, Fig. 15-52

  11. Reseptor tyrosinkinaser • Rekruttering av signalproteiner via SH2-domener Alberts et al. 2002, Fig. 15-53

  12. Reseptor tyrosinkinaser • Eksempler på signalførende substrater/målproteiner for RTKs: • Enzymer • PLCg (danner Ins-1,4,5-P3 og DAG) • PI-3 kinase (danner PtdIns-3,4,5-P3 og andre PtdIns-3-fosfater) • c-Src og andre medl. av Src-familien (non-reseptor tyrosinkinaser) • PTPs (flere Tyr-fosfataser) • RasGAP (Ras GTPase-aktiverende prot. – Neg. regulator av Ras-signalveien) • Adapter/Forankringsproteiner: • Shc (adapterprotein med SH2-domene) • Grb2 (SH2 og to SH3-domener) • IRS-1, IRS-2 (dokking-proteiner for insulin-reseptor) • m.fl. • Forskjellig for hver reseptor – mye kartlegging gjenstår

  13. Ras – en molekylær bryter som aktiveres av RTK Alberts et al. 2002, Fig. 3-70 Alberts et al. 2002, Fig. 3-71 Alberts et al. 2002, Fig. 15-54

  14. Aktivering av Ras fra aktivert RTK • Aktivert RTK rekrutterer Ras-GEF (via adapter-protein) • Ras-GEF aktiverer Ras Alberts et al. 2002, Fig. 15-55

  15. Aktivert Ras aktiverer en fosforyleringskaskade • Første ledd i fosforyleringskaskaden har Ras-bindende domene, som bare gjenkjenner aktivert Ras (Ras-GTP) Alberts et al. 2002, Fig. 15-56

  16. PI 3-kinase sørger for membranforankring • PI-3 kinase danner PI(3,4,5)P3 og andre PI 3-fosfater • PI(3,4)P2 og PI(3,4,5)P3 forankrer plekstrin homologi (PH)-domener til membranen • Defekt PH-domene i Btk gir immunsvikt (av B-celler) • PI 3-fosfater defosforyleres av inositol fosfolipid fosfataser • Eks.: PTEN – mutasjon gir cancer Alberts et al. 2002, Fig. 15-58

  17. PI 3-kinase – betydning i B-celler • Defekt PH-domene i Btk gir immunsvikt (Brutons type agammaglobulinemi; Btk=Brutons tyrosine kinase) Alberts et al. 2002, Fig. 15-59 + video: 15_6.mov

  18. PI 3-kinase – betydning for celleoverlevelse • Eks.: Mutasjon i PTEN (inositol fosfolipid fosfatase) gir cancer Alberts et al. 2002, Fig. 15-60

  19. Oppsummering – fem signalveier fra GPCR/RTK Alberts et al. 2002, Fig. 15-61

  20. Tyrosinkinase-assosierte reseptorer og non-reseptor tyrosinkinaser • Tyrosinkinase-assosierte reseptorer • Stor, heterogen gruppe reseptorer • Assosierer med cytoplasmatiske (non-reseptor) tyrosinkinaser • Eksempler på familier av non-reseptor tyrosinkinaser og reseptorer som benytter dem: • Src-familien (eks. antigenreseptorer på B- og T-celler) • FAK (integriner) • Jak (cytokin-reseptorer)

  21. Non-reseptor tyrosinkinaser: Src • Første tyrosinkinase som ble oppdaget: • v-Src (1978) – fra Rous sarcoma virus • Oncogen • Domenestruktur: N-SH3-SH2-SH1 (kinase)-C: Alberts et al. 2002, Fig. 3-67

  22. Aktivering av Src • Defosforylering av inhibitorisk fosfat (som holdes fast i SH2-domenet) • (Auto)fosforylering av aktiverende fosfat • Stabilisering ved proteinbinding Src som signal- integrator: Alberts et al. 2002, Fig. 3-68 Alberts et al. 2002, Fig. 3-69

  23. Cytokin-reseptorer, Jak, STAT Alberts et al. 2002, Fig. 15-63

  24. Cytokin-reseptorer, Jak, STAT • Reseptorer av hematopoietin-reseptor-familien: • IFN, EPO, PRL, GH, GM-CSF, IL-3 (Table 15-5) • Jak: Janus kinase (ikke ”just another kinase”) • Fire typer (Jak1, Jak2, Jak3, Tyk2) • Permanent assosiert med reseptor • Ligand-indusert dimerisering av reseptor  Jak aktiverer hverandre ved fosforylering, og blir i stand til å fosforylere reseptoren på Tyr • STAT (”Signal Transducer and Activator of Transcription”) bindes til Tyr-P, fosforyleres av Jak, dimeriserer og vandrer til kjernen som aktiv transkripsjonsfaktor

  25. Cytokin-reseptorer, Jak, STAT Alberts et al. 2002, Table 15-5

  26. Reseptor-liknende tyrosin-fosfataser • Flere som ligner på reseptorer (RTK) • Ligander ikke godt klarlagt Alberts et al. 2002, Fig. 15-64

  27. Reseptor Ser/Thr-kinaser og Smad Alberts et al. 2002, Fig. 15-65

  28. Reseptor Ser/Thr-kinaser og Smad • TGF-b superfamilien • TGF-b • Aktivin (Inhibin, aktivin) • BMP (bone morphogenetic proteins) – største gruppe • Liganden er dimer • To typer reseptorer (type I og type II), som bringes sammen av liganden • Ligand binder type II, som rekrutterer, fosforylerer og aktiverer type I • Type I fosforylerer en reseptor-aktivert Smad (Smad 2/3 (TGF-b, aktivin) eller 1/5/8 (BMP)), som dissosierer fra reseptoren, binder Smad4 og vandrer til kjernen som aktiv transkripsjonsfaktor (kfr. Jak-STAT signalvei) • Negativ feedback: Induksjon av Smad 6/7 (inhibitoriske)

  29. Proteinkinaser i signaloverføring Fig. 3-63 Alberts et al. 2002, Fig. 15-66 Fig. 3-64

  30. Proteinkinaser Alberts et al. 2002, Fig. 3-65

  31. Histidinkinase-assosiert reseptor og bakteriell kjemotakse Alberts et al. 2002, Fig. 15-67 Alberts et al. 2002, Fig. 15-68 Alberts et al. 2002, Fig. 15-69

  32. Signaloverføring via regulert proteolyse • Regulert proteolyse • Foregår i proteasomer • Proteiner merkes for proteolyse ved ubiquitylering • Notch • Kontaktinhibisjon, utviklingsbiologi, cancer • Mulig parallell til antatt mekanisme for Alzheimers sykdom (kløving av APP ved presenilin-1 (PS-1)) • Regulert ved glykosylering • Wnt • Utviklingsbiologi, cancer • Wnt aktivering av LRP og frizzled (7-TM) aktiverer Dishevelled, som hemmer GSK-3b og unndrar b-catenin fra proteolyse • Relevans: Mutasjoner i APC (med på å regulere GSK-3b) gir coloncancer

  33. Signaloverføring via regulert proteolyse • Hedgehog • Utviklingsbiologi, cancer • Ukjent signal fra Smoothened (7-TM) hindrer proteolyse av transkripsjonsfaktor • Hedgehog binder Patched og frigir dermed Smoothened fra konstant inhibisjon • Signaloverføring via NF-kB • Stressrespons og proinflammatoriske stimuli • Eks.: TNF-a, IL-1 • Legemiddelrelevans: Antistoff mot TNF-a mot bl.a. leddgikt

  34. Notch/Delta – Kontaktinhibisjon Alberts et al. 2002, Fig. 15-70

  35. Notch – Proteolyse x 3 Alberts et al. 2002, Fig. 15-71

  36. Wnt/Frizzled/b-Catenin Alberts et al. 2002, Fig. 15-72

  37. Hedgehog Alberts et al. 2002, Fig. 15-73

  38. Signaloverføring via NF-kB • Stressrespons og proinflammatoriske stimuli • Eks.: TNF-a, IL-1 • Inhibitor (IkB) fosforyleres, løsner og degraderes – NFkB går til kjernen som aktiv transkripsjonsfaktor • Legemiddelrelevans: Antistoff mot TNF-a mot bl.a. leddgikt Alberts et al. 2002, Fig. 15-74

More Related