Ladda ner presentationen
Presentation laddar. Vänta.
1
Cell signaling and communication
CHAPTER 15 Cell signaling and communication
2
Cellsignalering signal binds till (eller detekteras av) en receptor
Signaltransduktion inne i cellen Cellulär respons Signalen kan vara kemisk (en molekyl eller en jon, t.ex. ett hormon, en nutrient, koldioxid) fysikalisk (t.ex. ljud, ljus, tryck) Receptorn kan finnas - i plasmamembranen - inne i cellen Olika celler har olika uppsättningar av receptorer och kan därför ta emot olika signaler.
3
figure jpg 15.5 Figure 15.5
4
Signaler är centrala i allt levande. Med hjälp av signaler regleras t
Signaler är centrala i allt levande. Med hjälp av signaler regleras t.ex. genexpression proteinaktivitet metabolism upprätthållande av cellens normala livsfunktioner differentiering celldelning migration programmerad celldöd ...
5
Intercellulär signalering
Indirekt m.hj.a. kemiska budbärare autokrin signalering parakrin signalering endokrin signalering Direkt djurceller: gap junctions växtceller: plasmodesmata
6
figure 15-01a.jpg 15.1 – Part 1 Figure 15.1 – Part 1
7
Endokrin signalering Figure 15.1 – Part 2 15.1 – Part 2
figure 15-01b.jpg 15.1 – Part 2 Figure 15.1 – Part 2
8
figure jpg 15.18 Figure 15.18
9
figure jpg 15.19 Figure 15.19
10
Signaltransduktion Då en ligand binder till en receptor på cellens utsida, överförs signalen till insidan av cellen genom konformationsförändringar i receptorn. Direkt signaltransduktion sker i cellmembranen. Receptormedierad aktivering av effektorn är tillräckligt för att framkalla en effekt. Indirekt transduktion är mycket vanligare. Effektorn bildar sekundära budbärare, som för signalen vidare.
11
figure 15-10a.jpg 15.10 – Part 1 Figure – Part 1
12
figure 15-10b.jpg 15.10 – Part 2 Figure – Part 2
13
Bindning av ligand till receptor
Liganden binder reversibelt till receptorn signalen upphör då ligandkoncentrationen minskar Receptorns affinitet för liganden är specifik för varje receptor-ligand-par detta påverkar hur stor koncentration av liganden som är effektiv
14
Inhibitorer Kompetitiva inhibitorer binder till samma ställe som liganden. Icke-kompetitiva (allosteriska) inhibitorer binder till ett annat ställe, men ändrar på receptorns konformation så att liganden inte kan binda. Inhibitorer kan utnyttjas som verktyg i receptorforskning. Många mediciner är inhibitorer.
15
Olika typer av receptorer
Cytoplasmiska receptorer har opolära ligander. t.ex. steroidreceptorer Transmembranreceptorer har polära ligander. jonkanaler kinasreceptorer G-proteinkopplade receptorer
16
figure jpg 15.6 Figure 15.6
17
figure jpg 15.7 Figure 15.7
18
figure 15-08a.jpg 15.8 – Part 1 Figure 15.8 – Part 1
19
figure 15-08b.jpg 15.8 – Part 2 Figure 15.8 – Part 2
20
figure 15-08c.jpg 15.8 – Part 3 Figure 15.8 – Part 3
21
Sekundära budbärare -fungerar som kofaktorer eller allosteriska regulatorer
Sekundär budbärare Produktion Exempel på effekter cykliskt AMP (cAMP) Aktivering av adenylatcyklas Aktiverar proteinkinas A Inositoltrifosfater (IP) och diacylglycerol (DAG) Aktivering av fosfolipas C (PLC) IP3 öppnar kalciumkanaler på ER; DAG aktiverar PKC Kalciumjoner Kalciumkanaler öppnas Aktiverar proteinkinas C (PKC) Kväveoxid (NO) Aktivering av NO- syntas Stimulerar bildandet av cGMP
22
cAMP-signalering En ligand binder till en G-proteinkopplad receptor
G-proteiner kan antingen aktivera eller inhibera adenylatcyklas Adenylatcyklas katalyserar reaktionen ATP cAMP cAMP reglerar proteinkinasers och jonkanalers funktion genom att binda till dem och ändra deras konformation cAMP reglerar gentranskription
23
figure jpg 15.12 Figure 15.12
24
Inositoltrifosfat (IP3) och diacylglycerol (DAG)
Aktiverade G-proteinkopplade receptorer aktiverar fosfolipas C (PLC). PLC hydrolyserar fosfolipiden fosfatidylinositoldifosfat (PIP2), som finns i cellmembranen. Det bildas IP3 och DAG. IP3 frigör kalciumjoner från intracellulära förråd genom att öppna kalciumkanaler i endoplasmatiska nätverket. DAG och Ca2+ tillsammans aktiverar proteinkinas C.
25
figure jpg 15.13 Figure 15.13
26
Kalciumsignalering (1)
Kalciumjoner påverkar ett flertal processer i cellerna. Ca2+ koncentrationen i cytoplasman är normalt ca 0,1 mikromol/l. Koncentrationen utanför cellen är ca 1 mmol/l. stor koncentrationsgradient
27
Kalciumsignalering (2)
Cellen måste aktivt pumpa ut Ca2+ för att hålla kalciumkoncentrationen i cytoplasman låg. Detta kräver mycket energi. Cellen lagrar också Ca2+ i intracellulära förråd (ER, mitokondrier). Olika signaler kan öppna kalciumkanaler i ER och cellmembranen stora mängder Ca2+ flödar in. Ca2+ kan binda till kalciumkanaler och öppna dem – positiv feedback.
28
Kalciumsignalering (3)
Kalciumjonerna påverkar aktiviteten hos flera olika proteiner, t.ex. Proteinkinas C kalmodulin En ökning i intracellulärt kalcium aktiverar kalciumpumpar i cellmembranen, och en normal cellulär kalciumnivå återupprättas. Då är cellen igen mottaglig för en ny signal.
29
Kväveoxid (NO) NO är en gas, och en mycket instabil molekyl i cellen.
Relativt nyupptäckt sekundär budbärare. En ökning i intracellulärt Ca2+ aktiverar kväveoxidsyntas (NOS), som producerar NO. NO stimulerar syntes av cGMP. Känd effekt: relaxering av glatt muskulatur i blodkärlsväggar. Förklaring till varför nitroglycerin kan användas som medicin vid hjärtfel (blodflödet till hjärtat ökar).
30
figure jpg 15.15 Figure 15.15
32
Kinaskaskader En proteinkinaskaskad är en direkt signaltransduktion där ett stort antal kinaser aktiverar varandra sekventiellt. Information från cellmembranen till kärnan Fördelar: amplifiering Flera steg flera regleringsmöjligheter. Olika celler kan reagera olika på samma signal beroende på vilka komponenter de har och i vilka proportioner
33
figure jpg 15.11 Figure 15.11
34
Viktiga egenskaper hos signalkaskader
Snabb respons som amplifieras Snabb återhämtning, så att cellen är mottaglig för en ny signal G-proteiner deaktiveras av GTPaser Ca2+ pumpas ut NO bryts ner cAMP hydrolyseras IP3 och DAG metaboliseras Fosforylerade proteiner defosforyleras av specifika enzym Strikt kontroll !!!!
35
Effekter Gentranskriptionen förändras Membrankanaler öppnas
Enzymaktiviteter förändras upprätthållande av cellens normala livsfunktioner differentiering celldelning cellrörelser syntes av cellprodukter, t.ex. hormoner programmerad celldöd .....
36
figure 15-16a.jpg 15.16 – Part 1 Figure – Part 1
37
figure 15-16b.jpg 15.16 – Part 2 Figure – Part 2
38
figure 15-16c.jpg 15.16 – Part 3 Figure – Part 3
39
figure jpg 15.17 Figure 15.17
Liknande presentationer
