Ενότητα: Κυτταρική Σηματοδότηση. Σ. Ταραβήρας Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

Ενότητα: Κυτταρική Σηματοδότηση Σ. Ταραβήρας Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

Κυτταρική σηματοδότηση

Στόχοι Αρχές φυσιολογικής ρύθμισης Μορφές επικοινωνίας και σηματοδότησης Μοριακή βάση κυτταρικής σηματοδότησης Μορφές κυτταρικής σηματοδότησης Περιγραφή χημικών σηματοδοτικών μορίων και μονοπατιών που επηρεάζουν την κυτταρική ομοιοστασία Βιβλιογραφία Το κύτταρο-μια Μοριακή Προσέγγιση, Cooper & Hausman, Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2011 Φυσιολογία, Berne & Levy Physiology, 6 th Edition Boron & Boulpaep, Ιατρική Φυσιολογία, Εκδ. Πασχαλίδης

Διατήρηση ομοιόστασης σε πολυκύτταρους οργανισμούς Επικοινωνία-Συντονισμός-Μεταγωγή σήματος

Μηχανισμοί διαμεσολάβησης Ενδοκρινής Παρακρινής Αυτοκρινής διακυτταρικής επικοινωνίας Συναπτικός, Νευροκρινής, Νευροχημικός Εξαρτώμενος από επαφή (άμεση διακυτταρική σηματοδότηση)

Ενδοκρινής

Παρακρινής

Αυτοκρινής

Νευροχημικός

Εξαρτώμενος από επαφή (άμεση διακυτταρική σηματοδότηση)

Εξαρτώμενος από επαφή (άμεση διακυτταρική σηματοδότηση) Χασματοσυνδέσεις

Χασματοσυνδέσεις (Gap junctions) Ανοικτοί δίαυλοι που ενώνουν γειτονικά κύτταρα Επιτρέπουν τη δίοδο σε μικρά μόρια <1000Da Δημιουργούνται από τη σύνδεση 6 μορίων κοννεξίνης Στοιχίζονται με την αντίστοιχη δομή του γειτονικού κυττάρου Μετάδοση ηλεκτρικής δραστηριότητας

Αλληλεπίδραση υποδοχέα με εξωκυττάρια ουσία

Κατηγορίες σηματοδοτικών μορίων Πεπτίδια, πρωτείνες Λιπόφιλες ενώσεις Στεροειδής ορμόνες Ιωδοθυρονίνες

Κατηγορίες σηματοδοτικών μορίων Εικοσανοειδή Μικρά μόρια Αμινοξέα Νουκλεοτίδια Ιόντα Αέρια

Video 1

Παράδειγμα τρόπου ενδοκυτταρικής σηματοδότησης

Εξωκυττάριοι και ενδοκυτταρικοί υποδοχείς

Κατηγορίες υποδοχέων κυτταρικής μεμβράνης

Εξαρτώμενος από επαφή (άμεση διακυτταρική σηματοδότηση)

Το παράδειγμα του υποδοχέα Notch

Το παράδειγμα του υποδοχέα Eph/ephrins

Αλληλεπίδραση υποδοχέα με εξωκυττάρια ουσία

Πυρηνικοί υποδοχείς

Οικογένειες γονιδίων ανά φαρμακευτική ουσία Overington et al. Nature Reviews Drug Discovery 5, 993 996 (December 2006) doi:10.1038/nrd2199 28

Οικογένειες γονιδίων και νέα φάρμακα Overington et al. Nature Reviews Drug Discovery 5, 993 996 (December 2006) doi:10.1038/nrd2199

Μονοπάτια μεταγωγής σήματος Αναγνώριση Μεταγωγή-Μετάδοση Ενεργοποίηση τελεστών Απάντηση-κυτταρικό αποτέλεσμα Λήξη Αδρανοποίηση σηματοδότησης

Καταράκτης ενζυμικών αντιδράσεων Video 5

Μεμβρανικοί υποδοχείς συνδεδεμένοι με G πρωτείνες

Δομή ενός υποδοχέα συνδεδεμένου με πρωτεΐνες G

Κύκλος ενεργοποίησης και απενεργοποίησης των ετεροτριμερών G πρωτεινών 21 διαφορετικές υπομονάδες α, 6 β και 12 υπομονάδες γ

Κύκλος ενεργοποίησης και απενεργοποίησης των ετεροτριμερών G πρωτεινών

G πρωτείνες που δρουν μέσω αδενυλικής κυκλάσης

GPCRs που σηματοδοτούν μέσω c AMP

Ρύθμιση της διάσπασης του γλυκογόνου στο μυ

G πρωτείνες που δρουν μέσω φωσφοδιεστεράσης

G πρωτείνες που δρουν μέσω φωσφολιπάσης

GPCRs που σηματοδοτούν μέσω PLCβ

Κατατάξη των G πρωτεινών και των διαμεσολαβητικών μορίων

Παραδείγματα κυτταρικής σηματοδότησης από την Φυσιολογία

Το παράδειγμα του υποδοχέα της ακετυλοχολίνης Νικοτινικοί Μουσκαρινικοί νευρικά και σκελετικά μυικά κύτταρα καρδιακά μυικά κύτταρα

Διαφορές στις κυτταρικές απαντήσεις Μ2 Μ3 G i μείωση camp, αναστολή τασεοεξαρτόμενοι δίαυλοι Ca 2+, αύξηση της έκκρισης K +

Δράση των μουσκαρινικών υποδοχέων στην κυτταροπλασματική μεμβράνη καρδιακών μυικών κυττάρων Υπερπόλωση Μείωση της συχνότητας των συσπάσεων επιβραδύνουν τη μυική συστολή της καρδίας

Διαφορές στις κυτταρικές απαντήσεις Μ2 Μ3 G q αυξάνουν τη phospholipase C, την inositol trisphosphate και το ασβέστιο

Διαφορές στις κυτταρικές απαντήσεις Μ2 Μ3 επιτρέπουν τη δίοδο ιόντων Ca++/Na+, είσοδο Ca++ στο σαρκομερίδιο και επάγουν τη μυική σύσπαση

Ενεργοποίηση οσφρητικών υποδοχέων

Υποδοχείς όσφρησης >10000 οσμές >1000 υποδοχείς

Nobel Prize in Physiology or Medicine 2004 Richard Axel and Linda B. Buck "for their discoveries of odorant receptors and the organization of the olfactory system"

Οσφρητικοί υποδοχείς

Διακρίνουμε περισσότερες από 10.000 διαφορετικές οσμές

Ενεργοποίηση ροδοψίνης

Απεικόνιση ραβδίων από ανθρώπινο οφθαλμό

Ροδοψίνη (οψίνη+ 11-cis-retinal)

Λειτουργία της ροδοψίνης στο κλείσιμο των διαύλου κατιόντων στα ραβδία υπερπόλωση εκπόλωση

Ρόλος της φωσφορυλίωσης της οψίνης στην προσαρμογή των ραβδίων σε αλλαγές στα επίπεδα φωτισμού

Ποια είναι η ποσοτική έκφραση του σηματοδοτικού μονοπατιού της ροδοψίνης

Υποδοχείς κυταροκινών και πρωτεινικές κινάσες της τυροσίνης που δεν είναι υποδοχείς

Σηματοδότηση από υποδοχείς κυτταροκινών

Παραδείγματα από σηματοδότηση υποδοχείς κυτταροκινών

ΕΙΚΟΣΑΝΟΕΙΔΗ ΛΕΥΚΟΤΡΙΕΝΙΑ ΠΡΟΣΤΑΓΛΑΝΔΙΝΕΣ ΠΡΟΣΤΑΚΥΚΛΙΝΕΣ ΘΡΟΜΒΟΞΑΝΕΣ

Σύνθεση και δομή εικοσανοειδών

Aραχιδονικό οξύ COOH PGH συνθάση (COX I and II) Λιποοξυγενάση Εποξυγενάση (P450) Προσταγλανδίνες Προστακυκλίνες Θρομβοξάνες Λευκοτριένια Εποξυ, υδρόξυ παράγωγα

FGFβ, IFNα, IFNγ, serotonin receptors Dopamine D2 adenosine, α2 adrenergic εποξυ εικοσατριενικό οξύ

Εικοσανοειδή Φωσφολιπίδια της κυτταρικής μεμβράνης Αγγειοδιαστολή, αναστολή συγκόλλησης αιμοπεταλίων Αγγειοσύσπαση, προάγει συγκόλληση αιμοπεταλίων Αγγειοδιαστολή, οίδημα

Εικοσανοειδή Φωσφολιπίδια της κυτταρικής μεμβράνης χημειοταξία Φλεγμονώδη απάντηση (βασεόφιλα, ιστιοκύτταρα, ηοσινόφιλα, μακροφάγα) Αγγειοσύσπαση Βρογχόσπασμος Αυξημένη διαπερατότητα Συμμετοχή Ασθμα, αναφυλακτικό σοκ Αγγειοδιαστολή Αναστολή χημειοταξίας ουδετερόφιλων διέγερση μονοκυττάρων

Αέρια

Σύνθεση του οξειδίου του αζώτου

Σηματοδότηση ΝΟ

Το παράδειγμα της σιλντεναφίλης και της νιτρογλυκερίνης Corbin J D, Francis S H J. Biol. Chem. 1999;274:13729-13732

Τελος