F27 + F28 Flashcards
Receptorer og signaltransduktion
hvad er signal transduction?
- En evne som findes hos alle livsformer
- Dette tillader en organisme at føle dets omkringliggende miljø/forhold og derved lave de rigtige biokemiske responser/svar på det.
- Dvs. en organismes evne til at reagerer på dets miljø ved at processere stimuli.
- Signal transduction finder, forstærker og integerer forskellige externe signaler, hvorved der genereres et respons. Dette respons kan være enzym aktivitet, gene expression eller ion kanal aktivitet.
hvad er singalerins netværk?
Signalering netværk er nervesystemet for cellen
Signalering netværk er en mange sensorer, som holder øje med
- Fysiologiske funktioner sås om
- Blodtryk
- Temp.
- Oxygen koncentration
- Signalerer små ændringer i metabolismen
- Vejrtræknings hastighed
- Holder os så tæt på homoeaste so muligt.
Signal netværk nøgle koncepter
- Singalering netværk er afhængig af information fra det ekstracellulære miljø til det intracellulære
- Det grundlæggende for signalering netværk er signal tranduction pathway. Signal tranduction transporterer specifikke signaler i en retning fra kilde (receptor) til effector
- De fleste transduction pathways indeholder mange forskellige molekyler, som aktiverer hinanden i en kontrollet rækkefølge af bindings interaktioner.
hvad er signaler/ligander?
Er molekyler så som
- Proteiner
- Aminosyre
- Lipider
- Sukre
- Nukleotider
- hormoner
- Andre celler
Disse signaler er altid ude i det ekstracellulære rum
De binder til receptor på cellens ydreside, de skal binde effektivt.
De kommer ikke ind i det intracellulære rum
Dem der kan passere plasmamembranen er bundet til receptor i cytosol.
De kan deles op i 3 kategorier
Membran impermeable signaler
- De kan ikke komme igennem plasmamembranen (Liganderne (siganlerne) er polære)
- De binder til receptor ude i ekstracellulære rum
- Er proteiner, (neurotransmittere) peptider, aminosyre og proteoglycaner
Membran permeable signaler
- Kan komme igennem plasmamembranen
- Binder til intracellulære receptor
- Er små molekyler så som lipider, gasser upolære små molekyler (hormoner)
- Disse ligander kan komme ind i alle celler
- Dog er de ikke effektive i alle celler
- De skal binde til receptor for at være effektive
Fysiske signaler
- Fysiske signaler konverteres til kemiske signaler
- Fysiske signaler kan være, tryk, stress, temp. og lys
- Cellen har specifikke receptorer som ændrer form når disse fysiske signaler ændrer sig.
- De starter signal pathway ligesom de andre, dog bruges der fysiske signaler som signal/ligand.
hvilke typer af signaler findes der?
De kan deles op i 3 kategorier
Membran impermeable signaler
- De kan ikke komme igennem plasmamembranen (Liganderne (siganlerne) er polære)
- De binder til receptor ude i ekstracellulære rum
- Er proteiner, (neurotransmittere) peptider, aminosyre og proteoglycaner
Membran permeable signaler
- Kan komme igennem plasmamembranen
- Binder til intracellulære receptor
- Er små molekyler så som lipider, gasser upolære små molekyler (hormoner)
- Disse ligander kan komme ind i alle celler
- Dog er de ikke effektive i alle celler
- De skal binde til receptor for at være effektive
Fysiske signaler
- Fysiske signaler konverteres til kemiske signaler
- Fysiske signaler kan være, tryk, stress, temp. og lys
- Cellen har specifikke receptorer som ændrer form når disse fysiske signaler ændrer sig.
- De starter signal pathway ligesom de andre,
hvad er en receptor?
Proteiner eller proteoglycaner, som er membranbunden
Receptorer (opdeles i 6 kategorier)
- G protein koblede receptor
- Protein kinase receptor
- Ligand-gated kanaler
- Transmembrane scaffold
- Guanylyl cyclase
Funktion:
- De binder til deres ligander (signaler)
- Receptor transmitterer information til target celle
- Nogle gange kan receptoren selv gøre det
- Men oftest videregives informationen downstream runners (signalerings proteiner)
hvad gør receptor tyrosin kinase?
- Består af 2 subunits
- Har derved kvartnær struktur
- Binder kun de to subunits sammen, når den rigtige ligand binder
- De 2 subunits har hver sin tyrosin kinase (enzym som phosphorylerer tyrosin), som phosphorylerer hinandens subunits – dette kaldes autophosphorylering
hvad gør receptor serin/threonin kinase?
- Består af 4 subunits (kvartnær struktur)
- Har mere heterogeneuos struktur end receptor tyrosin kinase (laver ikke autophosphorylering)
- Binder kun alle subunits sammen, når den rigtige ligand binder
- Den phoshporylerer et separat signaleringsprotein
hvad gør phosphorprotein phosphatease?
- Enzym, der afvikler aktivering af signal pathways
- Dvs. den fjerner phosphor grupper og derved inaktiverer signal proteiner og sekundære messenger
Kinaser er mere specifikke end phosphataser
Ved at hæmme en kinase, hæmmer man bedre det ønskede target end ved hæmning af phosphataser, hvorved man kan hæmme flere end det ønskede target og dermed stoppe flere pathways.
hvad er nuclear receptor?
Er receptor i intracellulære rum
Bruges af membranpermeable signaler
Disse signal transduction pathways er ofte korte, da de allerede er inde i cytoplasma. Når ligand-receptor komplekset er dannet og aktiveret flytter de oftes ind i nucleus.
Pga. det dannede kompleks kan komplekset passere gennem nucleus pore og binde til specifikt DNA sekvens kaldet steroid respons elemtn (SREs) – dvs. man går ind og kontrollere gene expressionen.
Dermed er nuclear receptor og klassificeret som en transkription faktor, da den hjælper med at kontrollere gene expression.
hvad er signalerings proteiner?
Er er en form for downstream runner, hvor de videregiver information
Egenskaber
- Transmitterer hurtigt og forstærker signal information
- Når information passere gennem cellen via signal transduction pathway ændrer de ofte fysiske form
- De er opdelt i grupper
- Sekundær messenger er ikkeproteiner molekyler, som er kæde sammen med signalering proteiner i en signal transduction pathway.
Der findes 7 kategorier af signalering proteiner
- Heterotrimeric G proteiner
- Protein kinase
- Lipid kinase
- Calcium binding protein
- Adenylyl cyclase
- Adaptor protein
- Monomeric G protein
hvilke typer af signalering proteiner findes der?
Der findes 7 kategorier af signalering proteiner
- Heterotrimeric G proteiner
- Protein kinase
- Lipid kinase
- Calcium binding protein
- Adenylyl cyclase
- Adaptor protein
- Monomeric G protein
hvad er en sekundær messenger?
De er ikke proteiner men også en form for runners
De kaldes dette, sekundær messenger molekyler, da de aldrig starter en signalerings kaskade og aldrig slutter dem
De er så og sige intermediater.
- Ioner
- Lipider
- Hydrocarbon
- Nucleotider
- Ca^2+
- cAMP
- cGMP
- små hydrofobiske molekyler
- nogle gasser
egenskaber
- de kan diffunderer i cytosol eller over membran
- de forstærker signaler, da proteinet, som starter deres frigivelse, vil frigive mange af dem ved én aktiveringscyklus.
hvad er specielt ved sekundær messenger?
de er ikke proteiner
de starter aldrig en kaskade
de forstærker signal (amplifikation)
hvad er en adaptor?
Er ikke receptor eller enzym
Struktur:
- består udelukkende af binding domæner og motifer.
- Indeholder et domæne, som genkender phosphorylerede tyrosiner eller andre signatur strukture på signalerings proteiner
Funktion
- er bindinger mellem signal receptorer og andre signal proteiner.
- Genkender aktiverede receptorer, sekundær messenger og effector. (i de forskellige domæner)
- De domæner genkender specifikke strukture og derved er bindeled som hold elementer fra signalerings netværk sammen.
hvad er specielt ved en adaptor?
binder til signal receptor og signal protein
den genkender specifikke strukture og er bindeled
hvad er en effektor?
Kan være
- i nucleus, så som transkription faktor (kontrollerer gene expression)
hvad er et signal pathway?
Der findes linær/parallel, konvergent, divergent og multi branched
Linær/ parallel
- der er en retning og rækkefølge som går direkte fra receptor, til signalerings proteiner og sekundær messenger og direkte til effektor
- receptor –> signalerings proteiner og sekundær messenger –> effector
konvergent
- der er flere receptorer til færre sekundære messenger og signalerings molekyler og de samles til en effector
- 3 receptor –> 2 sekundær messenger og signaleringsprotein –> 1 effector
Divergent
- Starter med én receptor til flere signal proteiner og sekundære messenger til mange flere effector
- Dvs. det modsatte i forhold til konvergent
- 1 receptor –> 2 sekundær messenger og signaleringsprotein –> 2 effector
Multi branched
- Der er ingen lige rækkefølge fra signal til effector. Der går ad mange veje og krydser over hinanden fra receptor til effector
hvilke typer af signal pathway findes der?
Linær/ parallel
Konvergent
Divergent
Multi branched
hvordan er linær signal pathway
- der er en retning og rækkefølge som går direkte fra receptor, til signalerings proteiner og sekundær messenger og direkte til effektor
- receptor –> signalerings proteiner og sekundær messenger –> effector
hvordan er en konvergent signal pathway?
konvergent
- der er flere receptorer til færre sekundære messenger og signalerings molekyler og de samles til en effector
- 3 receptor –> 2 sekundær messenger og signaleringsprotein –> 1 effector
hvordan er en divergent signal pathway?
Divergent
- Starter med én receptor til flere signal proteiner og sekundære messenger til mange flere effector
- Dvs. det modsatte i forhold til konvergent
- 1 receptor –> 2 sekundær messenger og signaleringsprotein –> 2 effector
hvordan er en multi branched signal pathway?
Multi branched
- Der er ingen lige rækkefølge fra signal til effector. Der går ad mange veje og krydser over hinanden fra receptor til effector
hvad er GPCRs?
G protein koblede receptorer
GPCRs
Receptorerne har signal protein G protein, da de binder til nukleotiden GTP for at regulerer deres form og aktivitet
7TM er en GPCRs.
hvad afhænger signal transduction af ?
Signal transduction afhænger af molekylær kredsløb.
Molecular circuits: molekylær kredløb.
- frigivelse af primær budbringer/messenger
en stimulans så som et sår eller fordøjet mad trigger frigivelsen af signal molekyle også kaldet primær budbringer. - modtagelse af primær messenger
- de fleste signal molekyler er for store til at komme igennem membran via transport proteiner eller lignende
- membran bundende receptor, som har både intracellulær og ekstracellulær domæner binder til ligander via binding site (signal molekyle) og derved ændrer konformation både intracellulær og ekstracellulær
- disse membranbundende receptorer kan overføre information fra miljø ind i cellen, dog skal der ske noget mere - afhængig af information fra sekundær messenger/budbringer
- strukturelle ændringer i receptorerne leder til ændringer i koncentration af små molekyler, kaldet sekundær messenger, som bruges til at sender information fra receptor-ligand komplekset.
- Dette kan være cAMP og cGMP, calcium ioner, inositol IP3 etc.
- Sekundære messenger kan frit diffundere over i andre regioner af cellen så som nucleus, hvor de kan stimulere gene expression og andre processer.
- Signaler kan forstærkes ved sekundær messenger, for hvert aktiveret receptor-ligand kompleks dannes mange sekundære messenger inde i cellen.
- Dvs. ved lav koncentration af primær signal molekyler i ekstracellulære rum, kan et enkelt molekyle danne et stort intracellulært signal og respons. - aktivering af effektor, som er direkte ændrer fysiologisk respons
- den ultimative eefekt fra signal pathway er at aktivere (eller inhibit) pumper, enzymer og gene transkription faktorer, som direkte kontrollere metabolisk pathway, gene aktivering og processer så som nerve transmission. - termination af signal
- efter at signaleringsprocessen er startet og informtionen er blevet transduceret for at have effekt på andre cellulære processer, så vil signal processen blive termineret.
- Uden terminering (stoppe) signal processen vil celler miste deres evne til at lave respons på nye signaler
- Signalprocesser, som ikke bliver termineret ordentligt, kan lede til ukontrolleret cellevækst og kræft.