1

Cellsignaleringoch

Signaltransduktion

Lodish kap 15 s. 623-635

FH

Celler är beroende av olika signaler(A-G) som kommer utifrån

Extracellulär signalering

I frånvaro av signalerkan celler dö

2

Cellsignalering

a) Extracellulär signalering (cellkommunikation)

b) Intracellulär signalering (signaltransduktion)

a)b)

Signaltransduktion

Leder till:

• ”Short term cellular responses”ex. metabolism, cellrörelser, delning

• Reglering av gen expression

nucleus

3

Extracellulära signaler

• Utsöndrade lösliga molekyler• Bundna molekyler (t ex cellytan)

4

Extracellulär signalering

• Endokrin signalering• Parakrin signalering• Autokrinsignalering

Utsöndrade lösliga signaler

5

Utsöndrade extracellulärasignaler-endocrina& parakrina

Stor variation, exempel:

• Små molekyler: (o/a transmittorsubstanser)

• Lipofila hormoner• Peptider (neuropeptider)• Proteiner (utsöndrade proteinhormoner, tillväxtfaktorer, mm)• Polysackarider

Bundna extracellulära signaler

Bundna till celler• Membran proteiner• GlykoproteinerBundna till extracellulärt matrix (ECM)• Proteiner• Glycoproteiner• Proteoglykaner

6

Extracellulära signalerna kallasligander och binder till receptorerNågra begrepp:

• Ligandspecificitet: Receptorer är protein som binderspecifika ligander

• Aktiverad receptor : Receptor som bundit ligand– Jämvikt mellan inaktiva och aktiva receptorer beror av [ligand]

• Receptor - Ligand interaktion

– Affinitet (Kd, bindningskonstant)

– Bindningsställen (antal receptorer/cell)

Receptorer

Är ligandspecifika (utåt).

• aktiverar specifika svar i cellen (inåt).– Aktiverar intracellulär signalering sk.

Signaltransduktion

7

Affinitet ochDissociationskonstant

R + L RLκoff

κon

Ligand-receptor binding - enkel reversibel reaktion/jämvikt

κd = [R][L][RL]

8

Analys av receptorer!

9

Aktiverade receptorer orsakar ettcellulärt svar:

• Effekter i cytoplasman eller på membranet– Aktivering eller hämmning av enzymaktivitet.– Förändrad aktivitet av cytoskelett / cellrörelser(motilitet).

– Effekter på cellcykeln (celldelning).• Effekter på genuttryck (i kärnan)

– Aktivering eller inhibering av gener.– Påverkan av transkriptionsfaktorer.

Olika signal/receptor system - effektpå genreglering

10

Cellulärt svar

1) Direkt ligand-aktivering av transkriptions faktorer(nukleära/cytosolreceptorer)

2) Aktivering av”second messengers”3) Öppning av jonkanaler4) Aktivering av proteinkinaser5) Proteolytisk aktivering

1) Ligand-aktivering av nukleärareceptorer

• Steroidhormoner, tyroxin, retinoider

11

2) Aktivering av ”second messengers”

Höga konc. av ”2d messengers” sätter igång det cellulära svaret

• Olika typer av ligander

• cykliskt AMP (cAMP)

• cykliskt GMP (cGMP)

• DAG (diacylglycerol)

• IPs Inositol phopholipider (IP3)

• Ca2+

• Kväve oxid (NO)

”Second messengers”

12

De vanligaste sekundära budbärarnas struktur

NOKväveoxid: påverkar bla glatt muskulatur

Animering

Lodish 2d messengers

13

3) Öppning av jonkanaler

• Transmittorsubstanser

(Ca2+, Cl-, Na+, K+)

4) Aktivering av proteinkinas

• Proteinhormon, tillväxtfaktorer

14

Kaskadeffekt

Animering

• Lodish - Adrenalinsignalering

15

Sammanfattning

• Celler kommunicerar med varandra med hjälpav olika extracellulära signaler sk. ligander.

• Receptorer binder specifika ligander ochförmedlar vanligtvis signalerna övercellmembranet.

• Ligandaktiverade receptorer startarintracellulära signalvägar sk.signaltransduktion.

• Olika receptorer använder sig av olika elleröverlappande intracellulära signalvägar.