Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Monomerní G proteiny Alice Skoumalová. Opakování: 1.Chemický přenos signálu (obecná charakteristika, typy dle vzdálenosti místa ovlivnění, typy receptorů)

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Monomerní G proteiny Alice Skoumalová. Opakování: 1.Chemický přenos signálu (obecná charakteristika, typy dle vzdálenosti místa ovlivnění, typy receptorů)"— Transkript prezentace:

1 Monomerní G proteiny Alice Skoumalová

2 Opakování: 1.Chemický přenos signálu (obecná charakteristika, typy dle vzdálenosti místa ovlivnění, typy receptorů) 2.Příklady signálních látek 3.Iontový kanál 4.Receptor s kinázovou aktivitou 5.Receptor spřažený s G-proteiny

3 Přenos signálu

4 Typy membránových receptorů: 1. Iontový kanál

5 Typy membránových receptorů: 2. Receptor s kinázovou aktivitou

6 Typy membránových receptorů: 3. Receptory spřažené s G-proteiny

7 G proteiny = proteiny vázající GTP  v aktivním stavu váží GTP  regulují mnoho signálních drah a buněčných procesů Heterotrimerní G proteiny = spřažené s receptory  3 podjednotky (α, β, γ)  α-pojednotka váže GTP,disociace a interakce s efektorem Monomerní G proteiny = malé G proteiny nebo malé GTPázy  aktivita závisí na vázání GTP (aktivní GTP konformace, interakce s efektorem, buněčná odpověď)  katalyzují hydrolýzu terminální fosfátové skupiny (inaktivní GDP-proteiny) GTP

8 Malé GTPázy  GDP/GTP-regulované molekulární „přepínače“ (stav „vypnuto“ a „zapnuto“)  dva konformační stavy, zásadní pro jejich biologickou funkci: GTP-protein „zapnuto“ GDP-protein „vypnuto“ Regulační proteiny: GEFs (guanine nucleotide exchange factors):  urychlují výměnu nukleotidů GAPs (GTPase-activating proteins):  urychlují GTP hydrolýzu GDIs (guanine nucleotide dissociation inhibitors):  inhibují výměnu nukleotidů

9 Klasifikace malých GTPáz  Známo přes 150 proteinů  Ras nadrodina příbuzných proteinů, rodiny malých GTPáz:  Ras, Rab, Rho, Arf, Rad, Ran, Rheb, Rit

10

11 Lipidová posttranslační modifikace malých GTPáz (prenylace) 1.Farnesyltransferasa (Ras): kovalentní navázání C-15 farnesyl isoprenoidu (F) na cystein motivu CAAX 2.Geranylgeranyltransferasa I (Rho): kovalentní navázání C-20 geranylgeranyl isoprenoidu na cystein motivu CAAX 3.Geranylgeranyltransferasa II (Rab): kovalentní navázání C-20 geranylgeranyl isoprenoidu na cystein motivů CC, CXC, CCX, CCXXX

12 Guanine nucleotide exchange factors (GEFs)  Regulují aktivaci malých GTPáz a návaznou buněčnou odpověď  Usnadňují výměnu volného GTP za vázaný GDP

13 Různé extracelulární signály aktivují Ras pomocí aktivace odlišných Ras GEFs  Všechny Ras GEFs mají CDC25 homologickou doménu, která katalyzuje výměnu nukleotidů  Různé Ras GEFs jsou aktivovány odlišně

14 GTPase activating proteins (GAPs)  Urychlují hydrolýzu malých GTPáz  Obsahují katalytickou doménu a přídavné domény důležité pro regulaci  Mutované Ras proteiny u lidských karcinomů (substituce glycinu 12 nebo glutaminu 61) - nereagují na GAPs stimulaci - přetrvává konformace „zapnuto“ - deregulace buněčných dějů

15 1.G doména: 4 sekvence, odpovědná za vázání GTP a GTPázovou aktivitu 2.Motiv CAAX: Ras a Rho 3.Efektorová doména: vazba s efektorem 4.Switch I a II: odpovědné za změnu konformace mezi GDP a GTP- proteinem 5.RHO sekvence Struktura malých GTPáz Funkční domény H-Ras

16 Různé funkce malých GTPáz Rozdílné spektrum buněčných funkcí 1. Různé GEFs a GAPs, které jsou aktivovány primárním signálem 2. Různé efektory, které vyústí v mnoho odlišných buněčných odpovědí Přehled funkcí některých malých GTPáz Ras: buněčná proliferace a diferenciace Rab, Arf, Sar: membránový transport (sekrece, endocytosa) Ran: regulátor nukleocytoplasmatického transportu Rho: cytoskelet (regulace metabolismu aktinu), buněčná morfologie, buněčný pohyb

17 Ras GTPázy Funkce: buněčná proliferace a diferenciace  Časté mutace Ras proteinů u nádorů (nejvíce studovány)  Mutace, které blokují GAPs a hydrolysu GTP, udržují Ras proteiny v poloze „zapnuto“ (nalezeny u různých tumorů)

18 Efektory Ras proteinů Ras funguje jako signální uzel 1. Konvergují v něm různé signály: Růstové faktory (epidermální růstový faktor, destičkový růstový faktor) Hormony (insulin) Cytokiny (interleukin-1) Proteiny extracelulární matrix (přes integriny) 2. Aktivuje rozdílné efektory a buněčné děje: Raf serin/threonin kináza (aktivuje Raf/Mek/Erk kinázovou kaskádu – regulace buněčného růstu) Fosfatidylinositol 3 kináza (tvorba PIP 3 – regulace různých drah) Fosfolipáza Cε (tvorba druhých poslů DAG a Ca 2+ ) GEFs jiných GTPáz (kaskády malých GTPáz – Ral, Rac, Rab)

19 Rab GTPázy (Ras homologue from brain) Funkce: membránový transport  Největší rodina malých GTPáz (minimálně 60 proteinů)  Lokalizovány v organelách zapojených do sekreční a endocytické kaskády

20 Buněčná lokalizace Rab GTPas

21 Rab proteiny a nemoci Mutace Rab genů-poruchy membránového transportu-onemocnění Griscelli syndrom (AR)  Pigmentové defekty (albinismus), porucha imunity, neurologická dysfunkce  Mutace genu Rab27a (reguluje transport melonosomů do periferie melanocytů a sekreci lytických granul v T-lymfocytech) způsobí ztrátu pigmentace a nekontrolovanou aktivaci T-lymfocytů Choroideremie (X vázaná)  Degenerace pigmentového epitelu oka  Defekt REP-1 genu (geranylgeranyl transferasa zodpovědná za prenylaci Rab27a v retinálním pigmentovém epitelu) vede k deficitu melanosomového transportu v pigmentovém epitelu a ztráta ochrany před světlem

22 Rho GTPázy  Rodina proteinů regulující metabolismus aktinu Funkce: Regulace aktinového cytoskeletu (buněčný tvar a pohyb) Modulace nejrůznějších buněčných dějů: 1. Buněčná migrace: regulace metabolismu aktinu, koordinace aktivace mnoha Rho proteinů 2. Sekrece a endocytosa: transport vesikulů 3. Proliferace a transformace: úloha je zkoumána, invaze nádorových buněk

23 Rho GTPázyEfektoryFunkce v buněčné biologii RhoA, B, CROCK I, IIAktin-myosinová kontraktilita, buněčnámigrace Rac1, 2, 3IRSp53Polymerizace aktinu, tvorba lamelipodií, hybná síla buněčné migrace Cdc42WASP/N-WASPPolymerizace aktinu, tvorba filopodií, sensorická úloha v buněčné migraci

24 Model Rho GTPasové aktivace efektoru Cdc42 navozená WASP aktivace a tvorba filopodií

25 Otázky 1.Princip funkce malých GTPáz, jejich cyklus, regulace, aktivace 2.Nejznámější rodiny malých GTPáz (funkce) 3.Princip lipidové posttranslační modifikace 4.Struktura malých GTPáz 5.Důsledek mutací Ras proteinů u lidských karcinomů 6.Funkce Rab a Rho proteinů


Stáhnout ppt "Monomerní G proteiny Alice Skoumalová. Opakování: 1.Chemický přenos signálu (obecná charakteristika, typy dle vzdálenosti místa ovlivnění, typy receptorů)"

Podobné prezentace


Reklamy Google