La trasduzione del segnale

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1 Latrasduzionedelsegnale AlesandraPontillo,LaboratorioImmunologiaPediatrica,IRCCSBurloGarofolo Lez.1:4/12/2006www.pediatria.univ.trieste.it/didattica/biol/ppt/genfunz_06_09.ppt

2 Latrasduzionedelsegnale

3 MEMBRANA 1.Legamerecettore ligando 2.oligomerizzazione 3.AttivazioneTYR K 4.Formazionedelcomplessoditrasduzione 5.AttivazioneSER/THRK MODIFICAZIONIMETABOLICHE MODIFICAZIONICITOSCHELETRO TRASCRIZIONE NUCLEO

4 recettori 1.RECETTORI LIGANDO Recettore nucleare Recettore di membrana canali 1TM N N 7TM LIGANDO

5 recettori Recettore dimembrana N Acetilcolina(nicotinici) ATP/UTP(P2X) Glutammico/Aspartico (NMDAR,Kainato,AMPAR) Glicina Serotonina(5HT3) canali 1TM CITOCHINE FATTORIdiCRESCITA Insulina,GH,PRL,EPO Attivina,AMH 7TM CHEMIOCHINE PROSTAGLANDINE LEUCOTRIENI,TROMBOSSANI ORMONIPEPTIDICI (ACTH,ADH,Angiotensina, Bradichinina,adrenalina,calcitonina, glucagone,ossitocina,paratormone, TSH.

6 RECETTORI1TM CYTOKINERECEPTORFAMILY ClassI(4cysconsecutiveemotivoTRP SER X TRP SERinprossimitàdellamembrana GHreceptorsubfamily(GH,EpoR,G CSFR)omodimeri IL 3receptorsubfamily(IL 3R,IL 5R,GM CSF)complessiconsubunitàbetacomune IL 6receptorsubfamily(IL 6R,IL 11R,LIFR)complessiconsubunitàcomunegp130 IL 2receptorsubfamily(IL 2Ralfaebeta,IL 4R,IL 7R)complessiconIL 2Rgamma ClassII(4cysconsecutive) IFNsR,IL 10R IL 6REC IFNREC recettori

7 recettori Igsuperfamily UnomoltiloopdatidapontidisolfuroomologhialleIg (IL 6R,IL 1R,MCSFR,PDGFR) TNFRECEPTORFAMILY Formanotrimeri,cysripetute TNFR 1,CD40,Fas,Cd27,CD30

8 RECETTORICONATTIVITA CHINASICAINTRINSECA R TK PDGFRsubfamily(PDGFRs,SCF R,CSF R)5dominiextracell.Ig like EGFRsubfamily2dominiricchiinCYS IGFRsubfamily(insulinR)eterotetrameridicateneα eβ legatidapontidisolfuro SER/THRchinasiRECEPTORFAMILY TGFβ RII recettori

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13 recettori Cross talk:ilsegnaletramiteunrecettore puòagireattraversol attivazionediunsecondorecettore Ilrecettorelegainmodospecificounligando Incellulediversee/oinmomentidiversilarispostacellularealligandocambia CAMBIAILMECCANISMODITRASDUZIONEDELSEGNALE 1CHECKPOINTDIREGOLAZIONE Regolazionedelsegnaleviarecettore espressionesullas distaccoadoperadienzimi(shedding)

14 recettori

15 2.OLIGOMERIZZAZIONE oligomerizzazione Riguardai1TMR IcomplessiRec Lignonsonoisolatimasiraggruppano Ligandodimero/trimero(es.TNF) Ligandoconpiùsitidilegame(esEGF) Unligandoinduceilrecettorealegarneun altro IlrecettoreèassociatoaCSKeLigando/RecoligomerizzazionedelCSK(es TGFbeta) 5. Combinazionedi1 4 Questaoligomerizzazioneconsente: Avvicinareidominicitosolicideirecpertrans fosforilazione Creaunmicroambienteinaccessibileagliinibitori Superamentodellasoglia Equilibrioinibitori/attivatori regolazionedelsegnale

16 oligomerizzazione OLIGOMERIZZAZIONEFUNZIONALEdeiRECETTORIa1TM U U U U U U

17 3.ATTIVAZIONEDELLAVIACITOSOLICA 3.ATTIVAZIONEDELLAVIACITOSOLICA TYR CHINASI A. TYR KfannopartedeldominiocitosolicodelRec B. TYR Kdevonoesserereclutatedalcitosol(famigliadelleJAK,FAK125) 2dominicaratterizzanti unoconcuileganoildominiocitosolicodlrec(modificatodopol interazionecol ligando) unopertrans fosforilazionedisubstrati Esistono4tipidiJAKchesiassocianoinvariecombinazioniairecdandorisposte diverse FosforilazionediTYRinproteinebersagliochevengonoreclutateaformareun complesso Amplificailsegnaleiniziale Complessitàdellatrasduzione Puòesseremodulato regolazionedelsegnale AlleTYR PsileganoinmodospecificoidominiSH2(SrcHomology)contenutiin alcuneproteinechesiassemblanoaformareuncomplesso

18 TYRchinasi RTK(PDGF R) SRC TYR KIIordine Grb2 adattatore 771 GAP inibitoredelleras PTP 1D TYRfosfatasi PLC γ fosfolipasi

19 4.FORMAZIONEDEL COMPLESSODITRASDUZIONE Laformazionediuncomplessoproteicoconsenteunapiùefficientemodulazionedella rispostacellulare. regolazionedelsegnale Complessitàdellatrasduzione Reclutamentodiproteineèdatodall interazionetralestesseproteine Proteineadattatrici Proteineeffettrici SH2(SrcHomology2)circa100AA,motivoFLVRriconoscelafosfoTYR SH360AAriconoscesequenzericcheinprolina PH(plecstrinHomology)riconoscel inositolofosforilato

20 complesso Lafunzione docking :unsistemaperreclutareeffettoriintracellulari U U U U p85 Proteine della Trasduzione PLCγ U U SH2 PLC γ p85/pi3k SHC/Grb2 STATs fosforilazione cambioconformazionale Traslocazioneinmembrana fosforilazioneetraslocazionenelnucleo DOCKING

21 complesso STAT proteins Grb2 GAP SH2 PLC γ PH SH3 dynamin SH3 LRR SH3 SH2 SH3 SH3 SH2 PH SH2 SH3 PH GTPasi SH2 dominiocatalitico fosfolipasi PROrich

22 complesso

23 TYRchinasiIIordine RTK INTEGRINE FAK125 JAK CKR 7TMD G PROTEIN SRC family TYR KIIordine(SrcK) Vicineallamembrana,attivatesiinseriscononellam.plconcodemiristilate InattiveperoperadellachinasiCsk,attivatedafosfatasi(PTP,CD45) Formanoilcomplesso Moltimembrilacuicombinazionedàeffettifinalidiversi Complessitàdellatrasduzione Favorisconoilsuperamentodellasoglia regolazionedelsegnale Agisconosusubstraticomuniospecifici PromuovonoilciclocellulareagendosuMycoattivandoRas HannoazionispcificheecomuniconJAKeRTK SiattivanoefosforilanoPLCgamma PotenzianolafunzionedelleTYR KIordine AttivanoleSER/THR K

24 TYRchinasiIIordine L attivitàchinasicadisrcèrepressanellostatoinattivo IllegamediligandiaidominiSH2/SH3,ladefosforilazionediTyr527tramitePTPsola fosforilazionedityr416attivanosrc Srcinattiva Srcattiva

25 PUNTICOMUNINELLATRASDUZIONEDELSEGNALE RASfam CKR FcR 7TMD RTK PI5K PLD LPA SRC PIP(4) RTK RAS GTP PI3K PLC IP3(1,4,5) PIP2(4,5) PIP3(3,4,5) PLA2 DAG AA Ca PKC SER/THRCHINASI(IORDINE) CSK PROSTANOIDI RASfamily Cachannels

26 Regolazionedell attivitàdiras Ras family

27 Ras family La superfamiglia delle small G-protein o delle proteine G monomeriche dei mammiferi

28 Ras family

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30 AttivazionediRas Ras family

31 Ras family RasattivatoattivalaviaMAPKattraversolaMAPKKKRaf Rafinattivoecitosolicolegatoalleproteine ras GTP ras GTP Rafattivoelocalizzatosullamembrana

32 Ras GRF Ras GRP

33 5.ATTIVAZIONE DELLESER/THRCHINASI SER/THRCHINASIIORDINE:PKC SER/THRCHINASIULTIMOORDINE:MAPK

34 SER/THRchinasi

35 SER/THRchinasi Proliferazione

36 SER/THRchinasi

37 SER/THRchinasi ATP Pi Raf (MAPKKK) ras GTP PKC(MAPKKKK) ADP MEK nucleo ERK Attivazionedifattori ditrascrizione ligando dipendenti (MAPKK) (MAPK)

38 SER/THRchinasi a sequenza generica: Le diverse vie MAPK: MAPKKKK ERK MAPKKK MAPKK MAPK Altre MAPKs attivate anch esse dai mitogeni, rispondonomeglioai segnalidistresscellulare e sono perciò chiamate SAPKs (Stress ActivatedPKinases) Fattoriditrascrizione JNK/ SAPK p38 ERK5/ BMK

39 SER/THRchinasi

40 SER/THRchinasi

41 REGOLAZIONEDEL CITOSCHELETRO

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43 REGOLAZIONEDELLA TRASCRIZIONE

44 Ilsegnalearrivaalnucleo! Attivazione/inibizione dellatrascrizione

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47 CONCLUSIONI IRecettoridimembrana 7TM Trasduttori: LeproteineGeterotrimeriche canali 1TM Trasduttori: ilrecettorestesso EFFETTORIIntracellulari Adenilato ciclasi e Guanilato ciclasi fosfolipasi Serina/treonina chinasi e tirosina chinasi citosoliche MAP chinasi JAKs/STATs PI3K Canali ionici

48 REGOLAZIONEDELLA TRASDUZIONEDELSEGNALE REGOLAZIONERECETTORI FOSFATASI(PTP 1D,CD45) EQUILIBRIOFOSFORILAZIONI/DEFOSFORILAZIONI SUPERAMENTODELLA SOGLIA

49 seguonoaltrischemiesemplificativi

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54 Citochine,ROS,Tat,Tax,LPS MEMBRANAPLASMATICA TAK,PKC,PKR,Cot CITOPLASMA Akt,NIK,MAPKKK IKK α γ β P NF kb IkBα p65 p50 IkBα p65 p50 UB Β-catenina, cicline, Vpu SCF β-trcp PROTEOSOMA antigeni, p53 cicline IkBα p65 p50 p65 p50 p65 UB molecolediadesione Bcl xl,c IAP citochine Cox 2,iNOS ciclinad1 IkBα p50 UB IkBα NUCLEO

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