ביותא ד Flashcards
מהם סוגי האיתות התאי השונים?
תלוי מגע - מגע ישיר בין התאים. חשוב במיוחד בהתפתחות העוברית ובתגובה חיסונית.
פאראקריני - תלוי במתווכים מקומיים שמשתחררים לחלל החוץ תאי ופועלים על תאים קרובים. כולל את תת הסוג - איתות אוטוקריני, למשל תאי סרטן.
איתות סינפטי
איתות אנדוקריני - למרחק ארוך.
אצטילכולין
לב - מוריד קצב לב
רוק - מגביר הפרשה של רוק
שריר מחוספס - מעורר כיווץ
שליחים שניונים
cAMP cGMP IP3 Diacylglycerol - מדפייז בממברנה Ca++
רודופסין
חוצה ממברנה פעמים רגיש מאד לאור ומופעל על ידו GPCR - כאשר חלבון הג'י שלו הוא טרנסדוסין שבתורה מפעילה פוספודיאסטרז שמפרק cGMP
מתגים מולקולריים - בין כיבוי להדלקה
שתי דרכים זרחון: קינאזות ופוספטאזות כ-30-50 אחוז מהחלבונים מזורחנים כ-120 קינאזות מקודדות בגנום שני סוגים: סרין/תריאונין קינאז וטירוזין קינאז
GTP binding protein:
שתי קבוצות: טרימרים ומונומרים
דומיינים חשובים: SH2 PTB SH3 PH
דומיינים חשובים: SH2 - טירוזין מזורחן PTB - טירוזין מזורחן SH3 - רצפי ח.א קצרים עשירים בפרולין PH - קבוצות טעונות על גבי פוספואינוזיטידים
מסלול ההפעלה של אינסולין
נקשר לרצפטור טירוזין קינאז הרצפטור עוברר זרחון עצמי ואז יש לו דומיין PTB נקשר לדומיין הזה IRS1 PH ובנוסף נקשר לפוספואינוזיטידים עי דומיין IRS1 הרצפטור מזרחן את נקשר לטירוזין המזורחן עליו Grb2 SH2 כי ישו לו דומיין.... ומה ההמשך?
Ras בסוף סוס יפעיל את הג’ף של
דומיינים מולקולרים מתווכים את האינטראקציה בין חלבוני איתות תוך תאיים
איזו דרך נוספת יש למקם חלבוני סיגנל יחד?
אמצעי להגברת הספציפיות.
חלבוני פיגום:
במקרים מסוימים החלבונים מצויים כל הזמן על הפיגום,
ובמקרים אחרים הם נאספים רק עם קבלת הסיגנל
התאספות על הרצפטור - על זרחונים.
התאספות על אתרי עגינה שהם פוספואינוזיטידים - הרצפטור המאוקטב מזרחן פוספואינוזיטידים
דרך נוספת היא פיזית למקם אותם באותו מיקום בתא, למשל בסילייה הראשונית
אילו דומיינים מעורבים במסלול האיתות של אינסולין?
PH, PTB, SH, SH3
coincidence detectors
אלו חלבונים המופעלים באינטגרציה של סיגנלים,
ורק אם קיבלו את הקומבינציה הנכונה שלהם.
מהירות התגובה תלויה בזמן החיים של מולקולות הסיגנל
Turnover time
אם חלבוני הסיגנל זמינים בתא התגובה מהירה,
אם צריך לייצר אותם, התגובה יכולה להיות איטית ולקחת כמה שעות או אפילו ימים.
מולקולה א מיוצרת ומפורקת בקצב של 100 מול’ בשנייה
מולקולה ב בקצב של 10
אם יגיע סיגנל, תוך שנייה הכמות של א תגדל פי 900 ואילו ב פי 90.
חלבון ג’י טרימרי
שלוש תתי יחידות: אלפא, ביתא וגאמא
יחידות אלפא וגאמא קשורות לליפיד בממברנה
יחידה אלפא קושרת את הנוקלאוטיד, ומכילה שני תתי דומיינים:
Ras domain and AH - alpha helical - שתיהן יוצרות את הכיס קושר הנוקלאוטיד.
יחידות ביתא וגמא מהוות יחד יחידה פונקציונלית מתפקדת
עם קישור של ליגנד לרצפטור מתרחש שינוי מבני שמזיז את האלפא הליקס ופותח את הכיס לשחלוף נוקלאוטיד
RGS - regulator of G protein signaling
פועלים כאקטיבטורי ספציפיים לתת יחידה אלפא של הידרוליזה.
וכך עוזרים לסיים תגובה לאות ביוקריוטים. כ-25 חלבונים מסוג זב מקודדים בגנום.
חלק מחלבוני הג’י מבקרים ייצור של
cAMP
נוצר עי אדניליל ציקלאז מ ATP
זהו חלבון מולטיפס ממברנלי גדול, יש לפחות 8 איזופורמים
מפורק מהר וכל הזמן עי סאמפ פוספודיאסטראז cAMP
Gs בדרכ מדובר ב
שנקשר ומפעיל את אדניליל ציקלאז
Gs Vs Gi
Gs - מעלה את ריכוז הסאמפ
Gi - פועל דרך הורדת ריכוז הסאמפ, אינהיביציה של אדניליל ציקלאז
שניהם יעדים לרעלנים של חיידקים:
רעלן הכולרה הוא אנזים שמזרז העברה של
NAD מ ADP
לתת היחידה אלפא של Gs
הקשור משנה את תת היחידה כך שהיא לא יכולה לעשות ADP
הידרוליזה, וממשיכה להפעיל את אדניליל ציקלאז.
זה גורם לשטף כלור ומים לתוך תאי האפיתל - שלשול
רעלן השעלת מזרז ריבוזילציה עי ADP של Gi כך שהוא נשאר לא פעיל במצב קושר GDP ולא יכול לכבות את התגובה. שני הרעלנים משמשים במחקר כדי לקבוע האם תגובה מתווכת עי Gs or Gi
החבר הכי טוב של סאמפ PKA
Cyclic-AMP-Dependent Protein Kinase (PKA) Mediates Most ofמthe Effects of Cyclic AMP
ההשפעה העיקרית של סאמפ היא הפעלה של
PKA - מזרחן סרין או תריאונין
במצב לא פעיל מורכב משתי יחידות קטליטיות ושתיים רגולטוריות. קישור של סאמפ ליחידות הרוגלטוריות מנתק אותן
חלבוני AKAP - נקשרים לציטוסלטון או ממברנה
נקשרים לשתי היחידות הרגולטוריות ועוזרים למקם את הסיגנל באזור ספציפי בתא
*זה דורש יותר משתי מולקולות סאמפ
יונקים מכילים שני סוגים של PKA
טייפ 1 - בעיקר בציטוזול
טייפ 2 - קשור דרך היחידות הרגולטוריות לממברנות הפלזמטית, גרעינית, מיטו ולמיקרוטובולי.
סיגנל לייצור סומטוסטטין
סאמפ מפעיל את הגן לייצורו, זו דוגמה לתגובה של סאמפ שהיא לא בהכרח מהירה הגן מכיל רצף ציס-רגולטורי: CRE - cAMP response element. פקטור שעתוק ספציפי מזהה את הרצף הזה: CRE-binding (CREB) protein PKA פקטור זה מזורחן עי
סיגנל לייצור סומטוסטטין
סאמפ מפעיל את הגן לייצורו, זו דוגמה לתגובה של סאמפ שהיא לא בהכרח מהירה הגן מכיל רצף ציס-רגולטורי: CRE - cAMP response element. פקטור שעתוק ספציפי מזהה את הרצף הזה: CRE-binding (CREB) protein PKA פקטור זה מזורחן עי בתוך הגרעין!! כלומר PKA נודד לגרעין הזרחון מאפשר לו להיקשר לרצף, וחלבון נוסף CBP - CREB binding protein להיקשר אליו ולהחיל את שעתוק הגן
סיגנל של חלבוני ג’י דרך פוספוליפידים
דרך אנזים שמעוגן לממברנה:
PLC beta - phospholipase C beta
הוא פועל על פוספוליפיד עם טבעת אינוזיטול - PI(4,5)P2
Gq חלבון הג’י במסלול זה נקרא
והוא מפעיל את PLC
שבתורו חותך את הפיפ ליצירת שני תוצרים:
inositol 1,4,5-triphosphate - IP3 and diacyglicerol
וכאן מסלול האיתות נחלק לשני ענפים
IP3 מולקולה מסיסה שמדפייזת בציטוזול ופותח תעלת סידן ב
ER.
תוך כדי הדיאציל גליצרול נשאר מעוגן לממבנרה ועוזר להפעיל את PKC (כי תלוי בסידן, משם ה C)
העלייה הראשונית בסידן גורמת ל
PKC
לטייל מהציטוזול לאזור הממברנה, שם שילוב של סידן, דיאצילגליצרול והפוט’ השלילי של הממברנה מפעילים אותו
דיאצילגליצרול יכול גם להמשיך להיחתך ולשמש חומר מוצא ליצירת חומצה אראכנואידית ומשם איקוזנואידים.
PLC beta - phospholipase C beta and gamma
beta - GPCR
gamma - RTK
מדוע סידן היא מולקולת סיגנל יעילה?
משום שריכוזה בציטוזול נשמר נמוך מאד לעומת חוץ התא וחלל הER
פתיחה וכניסה של סידן יעלו את רמתו בתא פי 10-20
מהן ryanodine receptor
תעלות תלויות סידן ב ER
נפתחות כתוצאה מעלייה ברמות הסידן ומגבירות את הסיגנל שלו עוד יותר.
שניהם עוברים אינהיביציה, בדיליי, עי סידן. זה נקרא
delayed negative feedback.
והתוצאה היא תנודות, אוסקילציות, בריכוז הסידן, שממשיכות כל הרצפטור מופעל והתדירות שלהן משקפת את עוצמת הגירוי וקובעות את התגובה.
Ca2+-induced calcium release (CICR)
שחרור של סידן מהER
עי רצפטורי IP3 and ryanodine
פועל בפידבק חיובי
ישנם חלבונים מיוחדים שתפקידם לקשור סידן, לשמש סוג של מאגרים, שעוצרים את התפשטותו ושומרים על התגובה מקומית
אבל אם הסיגנל חזק מספיק יופעלו שני הרצפטורים והתא ישטף בסידן, קצת כמו פוט’ פעולה
החלבון קלמודולין
מצוי בכל התאים היוקריוטיים
מהווה עד 1% ממסת החלבון בתא.
משמש כרצפטור סידן תוך תאי בעל מגוון תפקידים
מורכב משרשרת פוליפפטידית אחת עם 4 אתרי קישור לסידן באפיניות גבוהה.
עם קישור סידן הוא עובר שינוי מבני, בגלל שדרוש יותר מסידן אחד או שניים, הוא מציג עקומה סיגמואידלית
אין לו פעילות אנזימטית אלא מפעיל חלבונים אחרים
מבנה:
הליקס המחבר בין שני ראשים, שני אתרי קישור לסידן בכל ראש
CaM-kinase II
מצוי ברוב התאים האנימליים, כ-2% ממסת החלבון
ריכוז גבוה בסינפסות
בעל מבנה רבעוני מרהיב, שעוזר לו לתפקד כמכשיר זיכרון מולקולרי ועוזר לו להישאר פעיל גם אחרי שירד ריכוז הסידן, בזכות זרחון עצמי של השרשראות. דה זרחון תלוי בחלבון אחר.
בעל מנגנון זיכרון פנימי שיכול לקודד את תדירות תנודות הסידן, חשוב במיוחד בסינפסות
מבנה: כולל שתי טבעות עם 6 יחידות זרחון, סהכ 12, מונחות אחת על גבי השנייה..
מי מזרחן את
CaM-kinase?
איך הוא נראה בצורתו הפעילה?
מה יקרה לו בתדירות פולסים נמוכה של סידן, ומה בגבוהה?
אף אחד, הוא בעל פעילות של זרחון עצמי ששומרת עליו פעיל גם אחרי שריכוז הסידן ירד.
יש לו שתי תצורות פעילות
ACTIVE -זרחן, סידן, קלמודולין
Ca indeppendent 50-80% ACTIVE - זרחן, השאר עזבו
דומיין הקינאז פונה החוצה
בתדירות ננמוכה נראה פיקים, בתדירות גבוהה, כל 2 מילישניות, נראה עליה בפעילו עד לרוויה, אסימפטוטה, בה כל היחידות מזורחנות ופעילות
עמ’ 842
ואצטילכולין GPCR
קישור של אצטילכולין לרצפטור GPCR
בשריר הלב מפעיל חלבון
Gi.
תת יחידה ביתא -גאמא קושרת תעלת אשלגן ופותחת אותה.
זה גורם לדה פולריזציה של התא ולאפקט אינהיביטורי של הורדת קצב הלב (רצפטור מוסקריני)
מנגנון ההרחה
כ-350 רצפטורים לריחות שונים בבני אדם, מקודדים עי גנים שונים וכל נוירון מבטא אחד.
מולקולת הריח נקשרת לרצפטור GPCR
Golf משתחרר חלבון ה
שמפעיל אדניליל ציקלאז, הסאמפ פותח תעלת קטיונים ושטף נתרן נכנס
מנגנון הראייה
cyclic GMP!!!
עי האנזים גואניליל ציקלאז
בתאי רודס אור גורם להיפרפולריזציה ולא דה פולריזציה,
אור מפעיל את רודופסין שמפחית את פעילות גואניליל ציקלאז
תעלת הקטיונים נסגרת
כלומר, במצב פעיל, רודופסין בהיפרפולריזציה, התעלות סגורות
החלבון רודופסין קינאז - RK
מזרחן את הרצפטור במנגנון שנועד לדכא את התגובה.
הזרחון מאפשר גם קישור של ארסטין.
NO מסלול ה
Nitric Oxide Is a Gaseous Signaling Mediator That Passes
Between Cells
מולקולה קטנה והידרופובית NO
חוצה ממברנה.
הרפיית שריר חלק והרחבת כלי דם
אצטילכולין נקשר ל GPCR
Gq –> PLC —> IP3 –> Ca+ –> NO synthase (NOS)
NOS - חומר המוצא הוא ארגיניןת אנדותל כלי הדם
מדפייז לתאי שריר סמוכים, נקשר ומשפעל את גואניליל ציקלאז
עולה והרפייה של שריר חלק cGMP
וברזל NO:
נקשר באופן הפיך לברזל באתר הפעיל של גואנליל ציקלאז
ויאגרה מעכבת את הפוספודיאסטראז שלו.
NOS האנזים
eNOS - endothelial
nNOS - עצב ושריר
מאוקטב עי יוני סידן
מאקרופאגים מייצרים סוג מיוחד הפועל קונסיטוטיבית כשהם פעילים.
החלבון ארסטין
נקשר לרצפטור
GPCR מזורחן
מעודד אנדוציטוזה של הרצפטור, וכן מונע קישור של תת יחידה אלפא וכך את מסלול האות של הרצפטור
החלבון ארסטין
נקשר לרצפטור GPCR מזורחן מעכב בשתי דרכים: מעודד אנדוציטוזה של הרצפטור, וכן מונע קישור של תת יחידה אלפא וכך את מסלול האות של הרצפטור
דה סנסיטיזציה של GPCR
שלוש דרכים:
סיקווסטרינג - מועברים זמנית לפנים התא
Down regulation - נהרסים בליזוזום
אינאקטיבציה - עוברים שינוי כך שלא יכולים יותר לתקשר עם חלבון ג’י.
בכל שלושת המקרים זה תלוי בזרחון של הרצפטור עי
PKA, PKC, GRK
*GRK מזרחן רק אחרי שנקשר ליגנד, כך שהליגנד הוא זה שמפעיל את הדאון רגולציה.
רצפטורי RTK
אקטיבציה באמצעות דימריזציה
קיימים כמונומרים בהעדר סיגנל
קישור ליגנד גורם לדימריזציה שמאפשרת לשני המונומרים לזרחן אחד את השני ואת עצמם - טרנס-אוטופוספורילציה
כמו גם מייצר אתרי עגינה לחלבונים
EGF פרט ל!!!
עמ 852
שלא מופעל עי זרחון אלא עי שינוי קונפורמציה עי הדימריזציה
דומיינים שעשוי להכיל
RTK
cysteine rich domain Immunoglobulin like domain fibronectin like domain tyrosine kinase domain kinase insert region
החלבון IRS1
insulin receptor substrate 1
רצפטורי לאינסולין ו IGF1
תלויים בחלבון דוקינג מיוחד - IRS1
שנקשר עם רצפטורי טירוזין מזורחנים, ואז מזורחן בעצמו באתרים רבים ויוצר אתרי עיגון משלו
SH2 חלבונים עם דומיין
שנקשרים ל RTK
לפעמים עי PTB
נקשרים לטירוזין מזורחן
למשל PLC-gamma
שיכול להפעיל מסלול דומ, ולעורר שחרור של סידן.
Src אנזים אחר שנקשר הוא
שהוא פרוטאין טירוזין קינאז ציטופלזמטי
ואנזים נוסף הוא Pi3-kinase
שמזרחן פוספוליפידים ולא חלבונים
c-Cbl החלבון
RTK
יוביקווטינציה של הרצפטור במצב מזורחן, שמקדם אנדוציטוזה ופירוק בליזוזום.
מוטציות פוגעות ביכולת של התא לכבות סיגנל וגורמות לסרטן
אנדוציטוזה היא לא סוף הדרך לרצפטורים RTK
כן, הם יכולים להמשיך להפעיל את הסיגנל
למעשה, נוירונים מסתמכים על זה כדי להעביר את הסיגנל מקצה האקסון לגוף התא
allows nerve growth factor (NGF) to bind to its specific RTK (called TrkA) at the end of a long nerve cell axon and signal to the cell body of the same cell a long distance away
Ras superfamily
חלבוני ג'י מונומרים מכיל קבוצת קישור ללפידים שמאפשרת לו להתעגן לממברנה מתפקד כמתג מולקולרי מוטציה שכיחה היא כזו שמקנה עמידות ל Ras-GAP ומקבעת אותו במצב פעיל, ואז סרטן Ras, Rho, ARF, Ran, Rab
אבל רק
Ras & Rho
מעבירים סיגנל חוץ תאי
Ran protein
התארגנות הכישור המיטוטי
טרנספורט של מרנא וחלבונים מהגרעין
Ras הפעלה של
ליגנד נקשר לרצפטור RTK Grb2 חלבון אדפטור SH2 נקשר לדומיינים GEF מפעיל את (Sos - son of sevenless) שמשחלף את ראס ל GTP
Sos החלבון
הוא בעצם ה
Ras-GEF!
SH3 נקשר לדומיין
Grb2 על
The MAP kinase module activated by Ras מיהם הרכיבים, סדר הזרחונים, פעילות סופית
Raf -> Mek ->erk
MAPKKK -> MAPKK -> MAPK
הפעילות הסופית היא שינוי בפעילות של חלבונים, ושינוי בביטוי גנים
למשל ERK
נכנס לגרעין ומזרחן פקטורי שעתו
EGF - פעילות קצרה, 5 דקות
NGF - פעילות ממשוכת, אפילו כמה שעות טובות
בהרבה תאים מעוכב עי פידבק שלילי, מפעיל פוספטאז שמסיר את הזרחונים.
חלבוני פיגום מונעים תקלות תקשורת בין מסלולי
MAP KINASE
קרובים
cross talk מונע
החסרון הוא שלפעמים צריך דיפוזיה כדי להגביר את האות
בספר יש דוגמה של ייצור פרומונים וגליצרול כשני מנגונים שהיו יכולים להפריע אחד לשני.
Rho חלבוני
חלבוני ג'י השייכים למשפחת ראס מבקרים אקטין ומיקרוטובולי, שולטים בצורת התא, קוטביות, מוטיליות, אדהיציה, מחזור התא ועוד החברים הכי מפורסמים במשפחה: Rho, Rac, Cdc42 GDI במצב לא פעיל קשור לעיתים קרובות ל בציטוזול.
