Latrasduzionedelsegnale AlesandraPontillo,LaboratorioImmunologiaPediatrica,IRCCSBurloGarofolo pontillo@burlo.trieste.it Lez.1:4/12/2006www.pediatria.univ.trieste.it/didattica/biol/ppt/genfunz_06_09.ppt
Latrasduzionedelsegnale
MEMBRANA 1.Legamerecettore ligando 2.oligomerizzazione 3.AttivazioneTYR K 4.Formazionedelcomplessoditrasduzione 5.AttivazioneSER/THRK MODIFICAZIONIMETABOLICHE MODIFICAZIONICITOSCHELETRO TRASCRIZIONE NUCLEO
recettori 1.RECETTORI LIGANDO Recettore nucleare Recettore di membrana canali 1TM N N 7TM LIGANDO
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.
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
recettori Igsuperfamily UnomoltiloopdatidapontidisolfuroomologhialleIg (IL 6R,IL 1R,MCSFR,PDGFR) TNFRECEPTORFAMILY Formanotrimeri,cysripetute TNFR 1,CD40,Fas,Cd27,CD30
RECETTORICONATTIVITA CHINASICAINTRINSECA R TK PDGFRsubfamily(PDGFRs,SCF R,CSF R)5dominiextracell.Ig like EGFRsubfamily2dominiricchiinCYS IGFRsubfamily(insulinR)eterotetrameridicateneα eβ legatidapontidisolfuro SER/THRchinasiRECEPTORFAMILY TGFβ RII recettori
recettori Cross talk:ilsegnaletramiteunrecettore puòagireattraversol attivazionediunsecondorecettore Ilrecettorelegainmodospecificounligando Incellulediversee/oinmomentidiversilarispostacellularealligandocambia CAMBIAILMECCANISMODITRASDUZIONEDELSEGNALE 1CHECKPOINTDIREGOLAZIONE Regolazionedelsegnaleviarecettore espressionesullas distaccoadoperadienzimi(shedding)
recettori
2.OLIGOMERIZZAZIONE oligomerizzazione Riguardai1TMR IcomplessiRec Lignonsonoisolatimasiraggruppano 1. 2. 3. 4. Ligandodimero/trimero(es.TNF) Ligandoconpiùsitidilegame(esEGF) Unligandoinduceilrecettorealegarneun altro IlrecettoreèassociatoaCSKeLigando/RecoligomerizzazionedelCSK(es TGFbeta) 5. Combinazionedi1 4 Questaoligomerizzazioneconsente: Avvicinareidominicitosolicideirecpertrans fosforilazione Creaunmicroambienteinaccessibileagliinibitori Superamentodellasoglia Equilibrioinibitori/attivatori regolazionedelsegnale
oligomerizzazione OLIGOMERIZZAZIONEFUNZIONALEdeiRECETTORIa1TM U U U U U U
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
TYRchinasi RTK(PDGF R) 547 549 SRC TYR KIIordine 716 739 750 Grb2 adattatore 771 GAP inibitoredelleras 857 1009 1021 PTP 1D TYRfosfatasi PLC γ fosfolipasi
4.FORMAZIONEDEL COMPLESSODITRASDUZIONE Laformazionediuncomplessoproteicoconsenteunapiùefficientemodulazionedella rispostacellulare. regolazionedelsegnale Complessitàdellatrasduzione Reclutamentodiproteineèdatodall interazionetralestesseproteine Proteineadattatrici Proteineeffettrici SH2(SrcHomology2)circa100AA,motivoFLVRriconoscelafosfoTYR SH360AAriconoscesequenzericcheinprolina PH(plecstrinHomology)riconoscel inositolofosforilato
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
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
complesso
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
TYRchinasiIIordine L attivitàchinasicadisrcèrepressanellostatoinattivo IllegamediligandiaidominiSH2/SH3,ladefosforilazionediTyr527tramitePTPsola fosforilazionedityr416attivanosrc Srcinattiva Srcattiva
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
Regolazionedell attivitàdiras Ras family
Ras family La superfamiglia delle small G-protein o delle proteine G monomeriche dei mammiferi
Ras family
AttivazionediRas Ras family
Ras family RasattivatoattivalaviaMAPKattraversolaMAPKKKRaf Rafinattivoecitosolicolegatoalleproteine14 3 3 ras GTP ras GTP Rafattivoelocalizzatosullamembrana
Ras GRF Ras GRP
5.ATTIVAZIONE DELLESER/THRCHINASI SER/THRCHINASIIORDINE:PKC SER/THRCHINASIULTIMOORDINE:MAPK
SER/THRchinasi
SER/THRchinasi Proliferazione
SER/THRchinasi
SER/THRchinasi ATP Pi Raf (MAPKKK) ras GTP PKC(MAPKKKK) ADP MEK nucleo ERK Attivazionedifattori ditrascrizione ligando dipendenti (MAPKK) (MAPK)
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
SER/THRchinasi
SER/THRchinasi
REGOLAZIONEDEL CITOSCHELETRO
REGOLAZIONEDELLA TRASCRIZIONE
Ilsegnalearrivaalnucleo! Attivazione/inibizione dellatrascrizione
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
REGOLAZIONEDELLA TRASDUZIONEDELSEGNALE REGOLAZIONERECETTORI FOSFATASI(PTP 1D,CD45) EQUILIBRIOFOSFORILAZIONI/DEFOSFORILAZIONI SUPERAMENTODELLA SOGLIA
seguonoaltrischemiesemplificativi
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