a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP

(1)

az Európai Unió új társadalmi kihívásainak

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

(2)

EXTRACELLULÁRIS RECEPTOROK

G-FEHÉRJE KAPCSOLT RECEPTOROK

az Európai Unió új társadalmi kihívásainak

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Berki Tímea és Boldizsár Ferenc

Jelátvitel

(3)

7-transzmembrán receptorok szerkezete (7-TM)

Ligand-kötés

Ga C-terminális farok egyéb Ga felszínek Hélix 8 (Gbg-kötés)

Ga-kötés

Interakciós felület

IL1 IL2 IL3

EL1 EL2 EL3

Extracelluláris hurkok (EL1-3)

Intracelluláris hurkok (IL1-3)

N

C

GRK foszforiláció (Deszenzitizáció) PKC foszforiláció (Deszenzitizáció)

PKC foszforiláció (Deszenzitizáció) Palmitiláció

(Lipid raft lokalizáció) N-Glikoziláció

(Receptor ”folding, trafficking”)

E/DRY motívum (Receptor aktivitás és protein-protein interakció)

Plazma membrán

TM 1

TM 2

TM 3

TM 4

TM 5

TM 6

TM 7

Transzmembrán hélix (TM1-7)

TM

4

(4)

7-transzmembrán receptorok (7-TM) I.

• A osztály: Rodopszin-szerű

• B osztály: Szekretin család

• C osztály: Glutamát és GABA (metabotróp)

• Frizzled

• Adhéziós család

(5)

7-transzmembrán receptorok (7-TM) II.

G-fehérje kapcsolt receptor szupercsalád

(791 gén)

Endogén/Orfan (271)

Szagló/Feromon (391)

A osztály (662)

B osztály (15)

C osztály (22)

Egyéb

(92)

(6)

7-TM ligandok

A osztály Bosztály Cosztály Frizzled Adhéziós

Prosztaglandinok Glukagon Glutamát Wnt Kondroitin-szulfát

Tromboxán GnRH GABA Hedgehog

Szerotonin PTH Édes Íz Keserű íz

Dopamin CRH Szekretin

Hisztamin Katekolaminok Acetilkolin (M) Rodopszin Melatonin Kemokinek Bradikinin

Szomatosztatin Opioid

Vazopresszin

(7)

Inaktív 7-TM receptor

Oldalnézet

Intracelluláris nézet

TM 1

TM 2

TM

3 TM

4 TM

5 TM

6 TM

7

IL1

IL3

EL1 EL2

EL3 N

C

Ga-kötő felület

TM 1

TM 4

TM 5 TM

6 TM

7

IL 1

IL2

IL3 EL1

EL2 EL 3

N

C ^TM₂

TM 3

Intracelluláris hurkok

Extracelluláris hurkok

Nem-kovalens kötés

IL2

(8)

TM 1

TM

2 TM

4 IL1

IL2

IL3

EL1

EL2 N EL3

C

TM 7

TM 6

TM 3

TM 5 Ga

TM 1

TM 5 TM TM 6

7

N

C

TM 4 TM

2 Gα

TM 3

A Ga Ga C-terminális farka

Agonista

Aktív 7-TM receptor

Oldalnézet

Intracelluláris nézet

(9)

7-TM receptorok (G-fehérje kapcsolt receptorok, GPCR)

GDP b g a

b g GTP

a GTP

b g a

GDP b g a

Plazma membrán

Citoplazma

GDP GTP G-fehérje kapcsolt receptor

(GPCR)

Jel molekula

Inaktív G-fehérje

Aktivált G-fehérje alegységek

GTP b g a

(10)

cAMP-PKA útvonalak

Sejtes válasz

cAMP GDP

g b

Gsa

GDP b g

Gia Adenilát

cikláz (+) (-)

GTP

Gsa

GTP

Gia

ATP

Protein kináz A Inaktív

Protein kináz A Aktív

Fehérje Fehérje

OH P

5’-AMP

Foszfodiészteráz Stimuláló

hormon

Gátló hormon

Rs Ri

(11)

G-fehérjék

GDP β g a

β g

GTP Gia

G-fehérje kapcsolt receptor (GPCR)

Foszfolipázok Ion csatornák

Rho-t aktivál

Ion csatorna PI3K Foszfolipázok Adenilát ciklázok Receptor kinázok GTP

Gsa

GTP Gqa

GTP G_12/13a GTP

a

Ca²⁺

PLC

PIP₂ DAG

IP₃ cAMP

Adenilát cikláz ATP

cAMP Adenilát

cikláz ATP

Plazma membrán

Citoplazma

(12)

G-fehérjék

• GTP-kötő fehérjék

• GTPáz aktivitás: GTP-t GDP-re hidrolizál

• Inaktív forma: GDP-kötött

• Aktív forma: GTP-kötött

• Heterotrimer: a, b, g alegységek

• Monomer: a ras proto-onkogének termékei

• A g alegység C-terminális izoprenil láncot tartalmaz

- plazma membránhoz horgonyoz

(13)

G-fehérje jelátvitel

1.Ga jelátvitel

• Gs: serkenti az adenilát-ciklázt → cAMP ↑

• Gi: gátolja az adenilát-cikláz → tcAMP ↓

• Gq: stimulálja a PLC-t

• G12: Rho-GEF 2.Gb, g jelátvitel:

• K ⁺ és Ca ²⁺ csatornák, PI3K izoformák

(14)

GPCR szabályozás

• PKA feedback foszforiláció

• G-fehérje receptor kináz (GRK1-7): 7TM aktivációját szabályozza a receptor C-terminálisának foszforilációja révén

• Transzlokáció: az aktív receptor internalizálódik a környező membránnal – savas vezikulákban defoszforilálódik és

visszajut a felszínre

• Arresztin kötődés: az arresztin molekula kötődése gátolja a Gs fehérje kötődését a receptorhoz (pl. rodopszin a

retinában); + alternatív jelátviteli utakat aktivál: MAPK, PI3-

K, PKBAkt, Src

(15)

Monomer G-fehérjék (Ras család)

• Elsőként transzformáló onkogénként fedezték fel: Harvey (H-Ras) és Kirsten (K-Ras) szarkóma vírusok; Rat sarcoma

• N-Ras humán neuroblasztómában található

• 189 aminosav

• Lipid láncok horgonyozzák a membránhoz

• Ras család valamelyik tagjának mutációja a humán tumorok 20-

30% -ában kimutatható

(16)

Ras szabályozás

• Guanine-nucleotide exchange factor (GEFek): a Ras GDP- GTP kicserélődését katalizálja → Aktiváció

• GTPase activating protein (GAP): a Ras intrinszik GTPáz

aktivitása gyenge, a GAP fokozza → Inaktiváció

(17)