Grundlagen der Signalwegen2012
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Liebe Studentinnen und Studenten Herzlich Willkommen im II. Semester. Die Ergebnisse der Prüfung: Klausurnoten waren durchschnittlich: 2,26 und 2,09 Prüfung: Punktzahl durchschnittlich: 58,96 Noten durchschnittlich: Noten durchschnittlich mit Bonuspunkten: 2,59 Das Ziel: ? 2,76 Aktuelle Informationen über der Vortrgagsreihe und Praktiken im II. Semester finden Sie an unserer Webseite unter dem Link http://www.szote.u-szeged.hu/mdbio/indexger.html Signalwege Signalwege Signalwege 1. Grundlagen der Zellkommunikation u. Signaltransduktion (Signalkaskaden) Einführung Arten der Zellkommunikation Hauptschritten der Signaltransdution Signal Processing Signal Koordination Andere Aspekte Kommunikation zwischen Zellen I. innerhalb in einem Organismus 1. kurze Übertragungsstrecken 2. langen Übertragungsstrecken II. zwischen Individuum 1 Autokrin Kommunikation 2 Juxtakrin Kommunikation (Kontakt-Abhängig) Membran-gebunden Signalmolekül 3 4 Signalübertragung durch Gap Junction Gap Junction Parakrin Kommunikation 5 Endokrin Kommunikation Hormon sekretierende Zelle Zielzelle Hormon Zielzelle 6 Synaptische Kommunikation (Neurokrin) 7 Pheromon 8 Botenstoffe Signalmoleküle Hormone Wachstumsfaktoren Extrazelluläre matrix Komponente Cytokine Chemokine Neurotransmitter Neurotrophin 9 Fremde Signale 10 11 Die Rezeptoren Intracelluläre Rezeptoren Oberflächen Rezeptoren Ionen-Kanäle -gekoppelte Rezeptoren G-Protein-gekoppelte Rezeptoren Enzym-gekoppelte Rezeptoren Intracelluläre Rezeptoren Zellmembran Hydrophobische Signalmolekül Zytoplasma Rezeptor Transkriptionsfaktor Carrierprotein DNA Kern 12 Oberflächen Rezeptoren Zellmembran Zytoplasma Rezeptor Hydrophylische Signalmolekül Kern 13 Ein einfacher intrazelluläre Signalwege 14 Signalmoleküle (Ligand; primär Messenger (Bote)) Rezeptor Protein AC Transducer sekundär Effektor sekundär Messenger (Bote) Molekül weitere Effektoren Signalproteine Target Responses (Reaktion) metabolische Enzyme Geänderte Stoffwechsel Responses (Reaktion) Cytoskelett Proteine Ionenkanal Transkriptionsfaktor Geänderte Ion Milieu Geänderte Genexpression Geänderte Gestalt und und Beweglichkeit Signaltransduktion Signalmolekül Rezeptor Protein 15 Signalweitergabe 16 (Extrazellulär) Signalmolekül Rezeptor Protein Intrazellulär Signalmolekül Signalverstärkung Rezeptor Protein Signalmolekü 17 G-Protein Adenylatcyclasen AC cAMP PKA Proteinkinase Proteinkinase Signalverstärkung Signaldivergenz 18 Signalmolekül Rezeptor Protein Signalverstärkung Divergenz durch mehreren Zielmolekülen Signalmodulation Rezeptor Protein Modulationssignal 19 Signalmolekül 20 Schnelle und langsame Signalwege Langsam Schnell Veränderte Proteinfunktion Veränderte intracelluläre Mechanismen Veränderte Zellverhalten Veränderte Genexpression Interaktionen 21 zwischen den Komponente der Signalwege FEEDBACK (Rückmeldung) positive negative CROSSTALK (Übersprechen) positive negative Interaktion zwischen: downstream und upstream Kompnente von Signalwege unterschiedliche Signalwege Integration von Signalen 22 Effector protein Veränderte Zustand und Funktion der Zelle Integration von Signalen 23 Effector protein Veränderte Zustand und Funktion der Zelle 24 Integration und Interaktion Ein Ligand agiert vielfachen Rezeptroren 25 Die Zahl der Rezeptoren sind höher als die Zahl der Ligands Acetylcholin glatte Muskulatur Herzmuskel Speicheldrüse Relaxation (aber kontraktion im Skelettmuskel!) Sekretion Pankreas Nervenzelle Signal Das Schicksal einer Zelle häng von Signalkombinationen ab A überleben B C A D spalten B C A E F differenzieren B C G sterben H 1 Der Stickstoffmonoxid (NO) bewirkt ohne Rezeptor Blutgefäß Acetylcholin 27 Fibroblastzelle glatte Muskelzelle Endothelzelle Lumen Hemmt cGMP abbau NO NO-Synthase Arginin NO NO NO glatte Gefäßmuskulatur Guanylate cyclase NO NO NO GTP cGMP NO - Diffusion Endothelzelle Relaxation der glatten Gefäßmuskulatur Intracellulären Rezeptoren (nukleären Rezeptoren) Transkription Estrogenrezeptor Cortisolrezeptor Progesteronrezeptor Vitamin D-Rezeptor Schilddrüsenhormon-Rezeptor (Thyroidhormonrezeptor) Retinsäurerezeptor 28 Steroidhormon Aktivierung Inhibitor (hsp90) Steroid Glucocorticoid-Rezeptor Kern DNA GRE cytoplasm GRE: glucocorticoid response element GRE: Glucocorticoid Responsive Element (deut. Glucocorticoidempfindlicher Bereich) 29 Zelloberflächerezeptoren 30 Ionenkanal-gekoppelte Rezeptoren Ionen + + + + + + + + Signalmoleküle Ionotroper Rezeptor (Ligandgesteuert Ionenkanal) + + Geschlossen Geöffnet + + Zelloberflächerezeptoren 31 G-Protein-gekoppelter Rezeptor 1994 G Protein G-Protein-gekoppelter Rezeptor Signalmoleküle Alfred G. Gilman Martin Rodbell „For their discovery of G-proteins and the role of these proteins in signal transduction in cells" aktivierte aktivierte -Untereinheit Komplex Zelloberflächerezeptoren G-Protein-gekoppelter Rezeptor 32 inaktive Enzym aktivierte -Untereinheit aktivierte Enzyme Antwort (response) Re-assembled (zusammenstellte) G-Protein inaktivierte -Untereinheit Regulierung von Ca2 + Niveau Ca2+ Na+ Na+/Ca2+ austauscher Ca2+ Pumpe 33 Ca2+ Kanal (spannungsgesteuert) Zellmembran Cytoplasma Ca2+ Pumpe Ca2+-bindendes endoplasmatisches Retikulum Molekül Ca2+ Importeur Mitochondrium Aktivierung der CaM-kinase-II Ca2+-unabhängig Inactiv CaM-kinase-II Ca2+ Calmodulin Ca2+/Calmodulin Ca2+ vollständig aktiv aktiviert 34 Zelloberflächliche Rezeptoren Enzym-gekoppelte Rezeptoren Der Rezeptor selbst ist das Enzym dimeres Signalmolekül inaktiver Rezeptor aktivierter Rezeptor funktioniert als ein Enzym 35 Zelloberflächliche Rezeptoren 36 Enzym-gekoppelte Rezeptoren Das Enzym bindet zu dem Rezeptor Signalmolekül aktivierter Rezeptor aktiviertes Enzym inaktives Enzym Desensitisation der Zielzelle Rezeptor Sequestration Endosome 37 Desensitisation der Zielzelle Rezeptor down-Regulation Lysosome 38 Desensitisation der Zielzelle Produktion von Inhibitorprotein Rezeptor Inaktivation Inaktivation von Signalinprotein Inhibitorprotein 39 Zusammenfassung • • • • • • • • Die Arten der Kommunikation der Zellen Die SIGNALMOLEKÜLE (Liganden) Die REZEPTOREN Das Schema eines simplen Signalweges Weitere allgemeine Merkmale der Signalprozesse Interaktion zwischen den Komponenten der Signalwege Ein Ligand wirkt auf mehrere Rezeptoren Die Desensibilisierung einer Zielzelle Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
