chp6 Flashcards
what is the main function of cAMP
= δεύτερο αγγελιοφόρο μήνυμα
To cAMP διαμεσολαβεί πλήθος λειτουργιών που ενεργοποιούνται μετά από δέσμευση ενός μεγάλου αριθμού ορμονών ή νευροδιαβιβαστών σε υποδοχέα τους
how is cAMP made
G πρωτεΐνες ενεργοποιούν σύνθεση του cAMP
—> παράγεται από ΑΤΡ με τη δράση του ενζύμου αδενυλική κυκλάση (adenylate cyclase, AC)
what regulates the amount of cAMP produced? How?
Μεταβολίζεται από μια φωσφοδιεστεράση (phosphodiesterase, PDE):
- it becomes 5’-μονοφωσφορική αδενοσίνη
- so with PDE Διασπάται και απενεργοποιείται
—> Το σήμα που μεταφέρεται από την cAMP τερματίζεται με την καταστροφή της cAMP από τις PDEs των κυκλικών νουκλεοτιδίων. - Μερικές PDEs ενεργοποιούνται μετά από αλληλεπίδραση ορμονών/νευροδιαβιβαστών με τους υποδοχείς τους.
Which parts of the G proteins are responsible for activating/ deactivating cAMP
- Η υπομονάδα Gαs:
- προσδένεται στην αδενυλική κυκλάση (AC)
- διεγείρει τη σύνθεση του cAMP από το ATP - Η υπομονάδα Gαi/o:
- προσδένεται στην AC
- αναστέλλει τη σύνθεση του cAMP
what does cAMP act on once activated? Describe it and its role
Πρωτεϊνική κινάση A (protein kinase Α, ΡΚΑ):
- Έχει σημαντικό ρόλο στη φυσιολογία των κυττάρων/ οργανισμών
- είναι μια εξαρτώμενη από cAMP κινάση, η οποία φωσφορυλιώνει ένα μεγάλο αριθμό κυτταρικών πρωτεϊνών —> which means συνέχιση μετάδοση σήματος
Name and describe what controls the enzyme involved in making cAMP + how is it deactivated
Αδενυλική κυκλάση (AC)
- Η ενζυμική ενεργότητα της AC διεγείρεται από την υπομονάδα αs της G πρωτεΐνης
- Αναστέλλεται από την υπομονάδα αi της G πρωτεΐνης
- Ρυθμίζεται και από Ca2+, το σύμπλοκο Ca++/ καλμοδουλίνης και την αδενοσίνη
—> Απευαισθητοποιείται με φωσφορυλίωση από την ΡΚΑ
Show the process of Ενεργοποίηση AC μέσω G πρωτεϊνών
slide 10
Describe what PKA is made of
- τετραμερής πρωτεΐνη
—> 2 ρυθμιστικές
—> 2 καταλυτικές υπομονάδες - Κάθε ρυθμιστική υπομονάδα έχει δύο θέσεις δέσμευσης cAMP
on what does PKA carry out its function
It acts as a kinase for ONLY σερίνης + θρεονίνης
Explain exactly how PKA acts as a kinase
- cAMP δεσμεύεται στις ρυθμιστικές υπομονάδες της ΡΚΑ
- αναστέλλει τη δράση φωσφατασών —> no αποφωσφορυλίωση
- Simultaneously we had φωσφορυλιωμένες πρωτεΐνες που προκύπτουν από τη δράση των καταλυτικών υπομονάδων της ΡΚΑ
- so now the step2 protects those phosphorylated proteins
—> Summary: οι καταλυτικές υπομονάδες φωσφορυλιώνουν πρωτεΐνες στόχους και οι ρυθμιστικές αναστέλλουν την αποφωσφορυλίωση με το να αναστέλλουν τις φωσφατάσες
Summarize the whole process of signal transduction using cAMP
- Η PKA σηματοδοτεί —> δλδ η G πρωτεΐνη ενεργοποιείται
- Αδενυλική κυκλάση ενεργοποιείται
- cAMP συνθέτεται
- ΡΚΑ ενεργοποιείται
- Φωσφορυλιώνει πρωτεΐνες
- Το σήμα μεταδίδεται
What effect does κατεχολεμινών have on G proteins
PKA μπορεί να ενεργοποιηθεί ή απενεργοποιηθεί μέσω κατεχολεμινών (eg norepinephrine/ epinephrine)
Explain based on which receptor the catecholamine binds on in the G protein, what will the result be?
Norepinephrine/ Epinephrine effect on subunit:
- α1 —> Gq —> PLC —> IP3/DAG
- α2—> Gai —> AC inhibited —> less cAMP
- β1/2 —> Gas —> AC stimulated —> more cAMP
Dopamine subunit effect:
- D1, D3 —> Gs —> more AC —> more cAMP
- D2, D4 —> Gi —> less AC —> less cAMP
what’s the name of the pathway that causes the Ενεργοποίηση PKC- IP3? Describe it
Μονοπάτι φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης:
- Η υπομονάδα Gαq/11 προσδένεται στην φωσφολιπάση C (PLC)
- καταλύει την πέψη της 4,5 - διφωσφορικής φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης (PIP2)
- it becomes the 2 δεύτερους αγγελιοφόρους 1,4,5 τριφωσφορική ινοσιτόλη (IP3) και διακυλογλυκερόλη (DAG)
List all the types of φωσφολιπάσες and what’s the difference between them
- PLC
- PLD
- PLA2
—> Διαφέρουν ως προς το που κόβουν τα φωσφολιπίδια
Describe the main role of Φωσφολιπάσες
Διασπούν τα φωσφολιπίδια
—> τα κύριο υποστρώματα για τις διαφορετικές φωσφολιπάσες είναι τα φωσφολιπίδια της κυτταρικής μεμβράνης.
Name the βασικά λιπίδια ινοσιτόλης στα κύτταρα των θηλαστικών
- η φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη (PI)
- 4-φωσφορική φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη (ΡΙ(4)Ρ ή PIP)
- 4,5-διφωσφορική φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη (ΡΙ(4,5)Ρ2 ή PIP2)
what is PLC + role
= ανήκει σε μια πολυγονιδιακή οικογένεια πρωτεϊνών
Role:
- προκαλεί την υδρόλυση της ΡΙ(4,5)Ρ2 και την απελευθέρωση 2 δεύτερων μηνυμάτων
—> της υδατοδιαλυτής 1,4,5-τριφωσφορικής ινοσιτόλης (inositol (1,4,5) tris- phosphate (IP3)
—> της διακυλογλυκερόλης (diacylglycerol, DAG), που βρίσκεται στην κυτταρική μεμβράνη
What do IP3 and DAG do in the cell
To ΙΡ3:
- προκαλεί την απελευθέρωση ιόντων Ca2+
- από το ενδοπλασματικό δίκτυο
To DAG:
- ενεργοποιεί το ένζυμο πρωτεϊνική κινάση C (PKC,)
- το οποίο φωσφορυλιώνει πρωτεΐνες-στόχους
—> Τόσο η παραγωγή όσο και η απομάκρυνση των ΙΡ3 και DAG είναι αυστηρά ελεγχόμενη στα κύτταρα
what is PKC + role in the body
= είναι από τις πιο βασικές κινάσες σερίνης/θρεονίνης
Συμμετέχει στη ρύθμιση πολλών κυτταρικών λειτουργιών όπως:
- η ανάπτυξη
- η μνήμη
- η διαφοροποίηση
- ο πολλαπλασιασμός
- η καρκινογένεση
- η έκκριση
- η αγωγιμότητα των ιόντων
- η τροποποίηση άλλων μηνυμάτων μεταγωγής σήματος και
- ο έλεγχος της έκφρασης γονιδίων
Describe the pathway that occurs after DAG is made
- DAG will interact with Ca2+ to then activate PKC
- What DAG will do is lower the amount of Ca2+ needed for activation
—> η διακυλογλυκερόλη (DAG) αυξάνει σημαντικά τη χημική συγγένεια της PKC για Ca2+ —> PKC να ενεργοποιείται ακόμα και σε χαμηλές συγκεντρώσεις Ca2+ - PKC is από τους κύριους στόχους των λιπιδίων της κυτταρικής μεμβράνης που δρουν ως δεύτερα μηνύματα.
- Όταν ενεργοποιείται, μετακινείται από το κυτταρόπλασμα στην κυτταρική μεμβράνη, where αλληλεπιδρά με φωσφολιπίδια.
- Η ενεργοποιημένη PKC αλληλεπιδρά με υποδοχείς για ενεργοποιημένη πρωτεϊνική κινάση C (receptors for activated C kinase, RACKs)
- RACKs helped direct the PKC towards the target proteins
- PKC φωσφορυλιώνει τα υποστρώματα
- Η σηματοδότηση συνεχίζεται ενδοκυτταρικά
List the substrates that PKC phosphorylates
- Υποδοχείς αυξητικών παραγόντων, π.χ. υποδοχείς του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα και του αυξητικού παράγοντα ινσουλίνης
- Υποδοχείς που συνδέονται με G πρωτεΐνες, π.χ. β αδρενεργικοί υποδοχείς.
- Φωσφορυλίωση των υποδοχέων αυτών από την PKC οδηγεί σε απευαισθητοποίησή τους
- Αντλίες ιόντων, π.χ. αντλία ιόντων Na+-Ca2+
- Κυτταροσκελετικές πρωτεΐνες, π.χ. μυοσίνη
- Μεταγραφικούς παράγοντες, π.χ. c-fos.
What does IP3 do
It will bind in the endoplasmic reticulum and opens Ca2+ channels to release Ca2+ into the cytoplasm which will then trigger a response
what is the role of ΦωσφολιπάσηD (PLD)
καταλύει την υδρολυτική διάσπαση του τελικού φωσφοδιεστερικού δεσμού της φωσφατιδυλοχολίνης, οδηγώντας σε σχηματισμό φωσφατιδιλικού οξέος και χολίνης
what does the φωσφατιδιλικό οξύ made by PLD do
- Δρα από μόνο του ως δεύτερο μήνυμα ή
- μεταβολίζεται περαιτέρω σε DAG (με τη δράση του ενζύμου φωσφατιδιλική φωσφοϋδρολάση), η οποία ενεργοποιεί την PKC
name a Mεταβοτροπικοί adrenergic receptor + describe it
= Mεταβοτροπικοί GABA υποδοχείς: GABAβ
- είναι συζευγμένοι με πρωτεΐνη G
- αλληλεπιδρά με ετεροτριμερείς G πρωτεΐνες που περιέχουν Gai,
- εκφράζονται τόσο προ- όσο και μετα-συναπτικά
Tι κάνουν οι GABAβ?
- Συνδέονται με συστήματα δεύτερου αγγελιοφόρου, όπως της αδενυλικής κυκλάσης (AC) ή φωσφολιπάση C (PLC)
- Ενεργοποιούν G πρωτεΐνες που είτε συζευγμένοι με διαύλους K+ ή Ca2+
what is the result of GABAβs action?
- Η αυξημένη εκροή Κ + οδηγεί σε αργή, μακράς διαρκείας ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό.
- Η μειωμένη εισροή Ca2 + μπορεί να επιτρέψει GΑΒΑβ να αναστέλλουν την προσυναπτική απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών.
Which part of G proteins determine what action it will cause and what receptor it will bind to?
Η υπομονάδα α:
- καθορίζει τον τύπο και τις λειτουργίες της ετεροτριμερούς G πρωτεΐνης
- μέσω αναγνώρισης και σύνδεσης σε ειδικούς υποδοχείς και σύζευξης των τελευταίων με ειδικά συστήματα τελεστές.
—> Υπάρχει πολύ μεγάλη εξειδίκευση στην αναγνώριση υποδοχέων και συστημάτων τελεστών.
Για παράδειγμα:
η υπομονάδα Gαs αναγνωρίζει το β αλλά όχι τον α2 αδρενεργικό υποδοχέα —> Το ένα αυξάνει το άλλο μειώνει το cAMP
where is α1υποδοχέας found and what does it do
Where? Βρίσκεται στην μετασυναπτική μεμβράνη εκτελεστικών οργάνων
What does it bind on?
Η δράση τους συνδέεται με την σύσπαση λείων μυών
Role?
- when catecholamines bind on α1, it causes to ενεργοποιεί την G πρωτεΐνη, specifically Gq
- this triggers the activation of φωσφολιπάση C
- δημιουργεί 1,4,5 τριφωσφορική ινοσιτόλη (IP3)- αυξάνεται το Ca++ ενδοκυτταρικά και ενεργοποιείται η σηματοδότηση
Describe the α2 υποδοχέας (where, role…)
Where?
- Βρίσκεται κυρίως στις προσυναπτικές νευρικές απολήξεις
- στα β κύτταρα του παγκρέατος
Function: (each one refers to the location above in order)
- ρυθμίζει την έκκριση αδρενεργικών διαβιβαστών
- ρυθμίζουν την έκκριση ινσουλίνης
Mechanism:
- Η νορεπινεφρίνη που εκκρίνεται από τον νευρώνα δρα στον α1
- Μέρος της δρα και στον α2 υποδοχέα του προσυναπτικού νευρώνα
- Διέγερση προκαλεί αναστολή έκλυσης νορεπινεφρίνης
- Ρυθμιστικός μηχανισμός για περιορισμό συμπαθητικής δραστηριότητας
Result:
—> Ο υποδοχέας α2 αναστέλλει την αδενυλική κυκλάση και ελαττώνει τα επίπεδα cAMP
What are the 2 subtypes of the β υποδοχείς + compare them
Υποδιαίρεση σε β1 και β2
neurotransmitter:
—> β1: ίδια συγγένεια με αδρεναλίνη/νοραδρεναλίνη
—> β2: αδρεναλίνη > νοραδρεναλίνη
location:
Στα όργανα κυριαρχούν συνήθως ένας τύπος υποδοχέα
—> Αγγεία και σκελετικοί μυς έχουν α1 και β2 αλλά υπεραριθμούνται οι β2
—> Η καρδιά έχει κατά κύριο λόγο β1
what do β1 και β2 do generally
πρόσδεση νευροδιαβιβαστή έχει ως αποτέλεσμα την ενεργοποίηση αδενυλικής κυκλάσης και αύξηση του cAMP
what’s the result of μεταγωγής σήματος μέσω των G πρωτεϊνών?
Οι G πρωτεΐνες έχουν ως αποτέλεσμα τη μεγέθυνση του σήματος που δημιουργείται από ενεργοποίηση των αντίστοιχων υποδοχέων.
Γιατί?
- Ένας ενεργοποιημένος υποδοχέας μπορεί να αλληλεπιδρά με 100 μόρια G
πρωτεϊνών - καθένα από τα οποία αλληλεπιδρά και ενεργοποιεί π.χ. 100 μόρια αδενυλικής κυκλάσης
