Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Buněčné odezvy regulované reorganizací aktinového cytoskeletu Petra Činčurová Experimentální biologie 3. ročník; 2008/2009
Obsah <ul><li>Úvod – buněčný cytoskelet </li></ul><ul><li>Aktin a jeho formy </li></ul><ul><li>Proteiny vázající se na akt...
Buněčná kostra - cytoskelet <ul><li>Živočišné buňky mají stabilní vnitřní strukturu zajišťující oporu  a udržující tvar – ...
Aktin <ul><li>Strukturní protein o molekulové hmotnosti 42 kDa. </li></ul><ul><li>Spolupracuje s jiným typem bílkovin – my...
<ul><li>G-aktin obsahuje N-methylhistidinové  zbytky a uprostřed molekuly má  jedno vazebné místo pro ATP. </li></ul><ul><...
Vláknitý aktin <ul><li>Výskyt: </li></ul><ul><ul><li>ve formě svazků nazývaných  stresová vlákna </li></ul></ul><ul><ul><l...
 
Proteiny <ul><li>Vazby proteinů s G-aktinem či F-aktinem mají mnoho funkcí: </li></ul><ul><ul><li>regulace délky vláken ne...
Aktinový cytoskelet v regulaci buněčné migrace (invaze) <ul><li>Rho (GTPasy)  </li></ul><ul><ul><li>Modulace buněčných děj...
Aktinový cytoskelet v regulaci buněčné migrace (invaze)
Aktinový cytoskelet a aktivita iontového kanálku <ul><li>Epitelové buňky se vyznačují skvěle vytvořenou morfologií podle  ...
Signalizace vyvolaná navázáním ligandu na GPCR <ul><li>GPCRs  </li></ul><ul><ul><li>považovány za slibný cíl pro rozvoj lé...
Signalizace vyvolaná navázáním TNF- α <ul><li>TNF-  α  – tumor necrosis factor </li></ul><ul><ul><li>vyvolává nekrózy, apo...
Signalizace vyvolaná membránovými steroidními receptory <ul><li>Steroidní hormony – produkty žláz s vnitřní sekrecí, odvoz...
 
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Buněčné odezvy regulované reorganizací aktinového cytoskeletu

751 views

Published on

Petra Činčurová
Experimentální biologie
Ostravská univerzita v Ostravě 2008

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Buněčné odezvy regulované reorganizací aktinového cytoskeletu

  1. 1. Buněčné odezvy regulované reorganizací aktinového cytoskeletu Petra Činčurová Experimentální biologie 3. ročník; 2008/2009
  2. 2. Obsah <ul><li>Úvod – buněčný cytoskelet </li></ul><ul><li>Aktin a jeho formy </li></ul><ul><li>Proteiny vázající se na aktin </li></ul><ul><li>Regulace buněčné migrace a invaze </li></ul><ul><li>Aktinový cytoskelet a aktivita iontového kanálku </li></ul><ul><li>Signalizace vyvolaná navázáním ligandu na GPCR </li></ul><ul><li>Signalizace vyvolaná navázáním TNF- α </li></ul><ul><li>Signalizace vyvolaná membránovými steroidními receptory </li></ul><ul><li>Celkové shrnutí </li></ul>
  3. 3. Buněčná kostra - cytoskelet <ul><li>Živočišné buňky mají stabilní vnitřní strukturu zajišťující oporu a udržující tvar – cytoskelet </li></ul><ul><li>Proteinová vlákna cytoskeletu tvoří mikrotubuly a mikrofilamenta – - vnitřní kostra pro udržení vnějšího tvaru buňky - aktivita iontových kanálů - apoptóza - sekrece - rozmístění membránových organel - dynamický pohybový aparát - exo/endocytóza - pohyb chromozomů atd. Mikrofilamenta – v cytoplasmě tvoří souvislou síť. Základní bílkovinou je aktin. Mikrofilamenta jsou vždy připojena na plazmatickou membránu. </li></ul>
  4. 4. Aktin <ul><li>Strukturní protein o molekulové hmotnosti 42 kDa. </li></ul><ul><li>Spolupracuje s jiným typem bílkovin – myozinem, který funguje jako „motor“, za spotřeby energie se vlákno posouvá po druhém. </li></ul><ul><li>Významná cytoskeletární složka (5% z celkových buněčných proteinů) v eukaryotické buňce, vyskytující se ve dvou hlavních formách: </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>G-aktin (globulární, monomerní forma) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>F-aktin (vláknitá, polymerní forma) </li></ul></ul></ul></ul><ul><li>Třetí vláknitá struktura je nazývána „kontraktilní prstenec“ (cytokineze). </li></ul>
  5. 5. <ul><li>G-aktin obsahuje N-methylhistidinové zbytky a uprostřed molekuly má jedno vazebné místo pro ATP. </li></ul><ul><li>V přítomnosti Mg a KCl G-aktin spontánně polymerizuje s navázaným ATP za vzniku vlákna o průměru 7 - 9 nm tzv. mikrofilamentum (dvě šňůrky perel svinuté do pravotočivé dvoušroubovice). </li></ul>Aktin
  6. 6. Vláknitý aktin <ul><li>Výskyt: </li></ul><ul><ul><li>ve formě svazků nazývaných stresová vlákna </li></ul></ul><ul><ul><li>Jako jemná síť na spodní straně plasmatické membrány </li></ul></ul><ul><ul><li>- mikrofilamenta </li></ul></ul><ul><ul><li>Mikrofilamenta mají 2 odlišné konce, které při polymerizaci tvoří odlišné poměry: </li></ul></ul><ul><li>- „plus“ konec – rychlý růst - „minus“ konec – pomalý růst </li></ul><ul><li> Tvorba a rozklad mikrofilament je dynamický proces, který je řízen asociovanými proteiny. </li></ul>
  7. 8. Proteiny <ul><li>Vazby proteinů s G-aktinem či F-aktinem mají mnoho funkcí: </li></ul><ul><ul><li>regulace délky vláken nebo udržení jejich určité délky </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Gelsolin a cofilin – pravděpodobně se vážou na jednotky a změnou jejich konformace brání v prodlužování řetězce na +konci </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>produkce svazků aktinových vláken formujících se do křížových vazeb nebo do síťovin s buněčnou membránou </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Villin </li></ul></ul></ul><ul><li>Klíčovým regulátorem řady proteinů vázajících aktin je PI(4,5)P2 : </li></ul><ul><ul><li>obecně – regulace tvorby cytoskeletu – inhibice polymerizace aktinu (snížení pevnosti cytoskeletu) </li></ul></ul><ul><ul><li>PLC- γ hydrolyzuje PI(4,5)P2 na diacylglycerol a inositol-3 fosfát </li></ul></ul><ul><ul><li>PI3-kináza fosforyluje PI(4,5)P2 na PI(3,4,5)P3 </li></ul></ul>
  8. 9. Aktinový cytoskelet v regulaci buněčné migrace (invaze) <ul><li>Rho (GTPasy) </li></ul><ul><ul><li>Modulace buněčných dějů: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Buněčná migrace – regulace metabolismu aktinu, koordinace aktivace mnoha Rho proteinů </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sekrece a endocytosa – transport vesiklů </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Proliferace a transformace – úloha je zkoumána, invaze nádorových buněk </li></ul></ul></ul><ul><li>Poruchy nebo mutace se považují za příčinu lidských onemocnění (snížená buněčná pohyblivost a chybná polymerizace aktinu) </li></ul><ul><ul><li>Wiskott Aldrich Syndrom </li></ul></ul><ul><ul><li>porucha krevního barviva </li></ul></ul>
  9. 10. Aktinový cytoskelet v regulaci buněčné migrace (invaze)
  10. 11. Aktinový cytoskelet a aktivita iontového kanálku <ul><li>Epitelové buňky se vyznačují skvěle vytvořenou morfologií podle cytoskeletové architektury aktinu. </li></ul><ul><li>Aktinová filamenta jsou hlavními součástmi kartáčového lemu , který vystýlá první část stočených kanálků I. řádu. </li></ul><ul><li>Buňky renálních tubulů, transportující vodu a látky, jsou: </li></ul><ul><ul><li>závislé na rozsahu polymerizace aktinu </li></ul></ul><ul><ul><li>důležité pro udržení transportu iontů přes kanálky do určité membránové oblasti. </li></ul></ul>
  11. 12. Signalizace vyvolaná navázáním ligandu na GPCR <ul><li>GPCRs </li></ul><ul><ul><li>považovány za slibný cíl pro rozvoj léků již od jejich aktivace agonistickými ligandy, které regulují důležité buněčné funkce: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>abnormální procesy vyskytující se v hladkém svalstvu a při srdečních kontrakcích </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>přenos bolesti a tvorba nádorů </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>záněty a astma </li></ul></ul></ul><ul><li>Opiáty </li></ul><ul><ul><li>zmírnění buněčné proliferace </li></ul></ul><ul><ul><li>3 typy – μ , δ , κ (podtypy k1, k2 a k3) </li></ul></ul><ul><li>k1-opiát </li></ul><ul><ul><li>po stimulaci opiátovými agonisty (1-casomorphin) došlo k reorganizaci aktinu </li></ul></ul>
  12. 13. Signalizace vyvolaná navázáním TNF- α <ul><li>TNF- α – tumor necrosis factor </li></ul><ul><ul><li>vyvolává nekrózy, apoptózy nebo anti-apoptické signály a potlačení zánětům </li></ul></ul><ul><ul><li>obranná funkce epitelových a endotelových buněk </li></ul></ul><ul><li>Ztráta funkce bariéry epitelových buněk = vznik zánětlivých onemocnění: </li></ul><ul><ul><li>střevní (bariéra propustná pro živiny a ionty) </li></ul></ul><ul><ul><li>ledvinové (transport látek regulujících složení moči) </li></ul></ul><ul><li>Depolymerizace aktinových filament může způsobit bariérovou dysfunkci mechanismu uzavírání váčků při endocytóze </li></ul>
  13. 14. Signalizace vyvolaná membránovými steroidními receptory <ul><li>Steroidní hormony – produkty žláz s vnitřní sekrecí, odvozené od cholesterolu </li></ul><ul><li>Byla nalezena specifická membránová místa na intracelulární straně buněk prostatické nádorové linie: </li></ul><ul><ul><li>LNCaP (k androgenům sensitivní) </li></ul></ul><ul><ul><li>DU145 (necitlivé k androgenům) </li></ul></ul><ul><li>Protože růst rakoviny prostaty závisí v počátečních fázích na androgenech, provádí se studie s použitím buněk LNCaP i DU145, které představují androgen-dependentní model rakoviny prostaty. </li></ul><ul><li>Dlouhodobé působení konjugáty testosteronu na LNCaP a DU145 vyvolá depolymerizaci a redistribuci aktinových vláken, zatímco krátkodobá stimulace receptorů vede k aktinové polymerizaci a ke zvýšení sekrece PSA (specifický prostatický antigen), který předchází porušení aktinových vláken. </li></ul>

×