We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Aš studijuoju baltymus GSK3 ir AMPK ir bandau nustatyti signalizacijos kelius, kuriems priklauso abu šie baltymai. Skaitydamas žurnalų straipsnius sužinojau, kad abu šie baltymai priklauso mTOR signalizacijos keliui. Žinau, kad KEGG puslapyje, kuriame rodomas signalizacijos kelias (pvz., mTOR kelias), paieškos juostoje įvesite signalų perdavimo kelyje dalyvaujančio geno (pvz., GSK3B) pavadinimą, galite rasti daugiau informacijos apie tą geną. Tačiau man buvo įdomu, ar internete yra kokių nors išteklių, kuriuose galite įvesti kelių genų pavadinimus ir sužinoti signalizacijos kelius, kuriuose yra visi genai?
Bet kokios įžvalgos yra vertinamos.
aš pabandyčiau „gsk3“ IR „AMPK“ svetainėje WikiPathways.
Štai keletas būdų, kuriuose dalyvauja ir GSK3, ir AMPK, pavyzdžiui:
Ir
Kokie yra kai kurie biologinių kelių tipai?
Yra daugybė biologinių kelių tipų. Vieni iš labiausiai žinomų yra metabolizmo, genų reguliavimo ir signalų perdavimo būdai.
Metabolizmo keliai įgalina chemines reakcijas, kurios vyksta mūsų kūne. Metabolizmo kelio pavyzdys yra procesas, kurio metu ląstelės skaido maistą į energijos molekules, kurios gali būti saugomos vėlesniam naudojimui. Kiti metabolizmo keliai iš tikrųjų padeda kurti molekules.
Genų reguliavimo keliai įjungia ir išjungia genus. Toks veiksmas yra gyvybiškai svarbus, nes genai suteikia receptą, pagal kurį ląstelės gamina baltymus, kurie yra pagrindiniai komponentai, reikalingi beveik visoms mūsų kūno užduotims atlikti. Baltymai sudaro mūsų raumenis ir organus, padeda mūsų kūnams judėti ir apsaugoti mus nuo mikrobų.
Signalo perdavimo keliai perkelia signalą iš ląstelės išorės į jos vidų. Skirtingos ląstelės gali priimti specifinius signalus per savo paviršiaus struktūras, vadinamas receptoriais. Po sąveikos su šiais receptoriais signalas keliauja į ląstelę, kur jo žinią perduoda specializuoti baltymai, kurie sukelia specifinę reakciją ląstelėje. Pavyzdžiui, cheminis signalas iš išorės gali nukreipti ląstelę gaminti tam tikrą baltymą ląstelės viduje. Savo ruožtu šis baltymas gali būti signalas, skatinantis ląstelę judėti.
Yra daugybė biologinių kelių tipų. Vieni iš labiausiai žinomų yra metabolizmo, genų reguliavimo ir signalų perdavimo būdai.
Metabolizmo keliai įgalina chemines reakcijas, kurios vyksta mūsų kūne. Metabolizmo kelio pavyzdys yra procesas, kurio metu ląstelės skaido maistą į energijos molekules, kurios gali būti saugomos vėlesniam naudojimui. Kiti metabolizmo keliai iš tikrųjų padeda kurti molekules.
Genų reguliavimo keliai įjungia ir išjungia genus. Toks veiksmas yra gyvybiškai svarbus, nes genai suteikia receptą, pagal kurį ląstelės gamina baltymus, kurie yra pagrindiniai komponentai, reikalingi beveik visoms mūsų kūno užduotims atlikti. Baltymai sudaro mūsų raumenis ir organus, padeda mūsų kūnams judėti ir apsaugoti mus nuo mikrobų.
Signalo perdavimo keliai perkelia signalą iš ląstelės išorės į jos vidų. Skirtingos ląstelės gali priimti specifinius signalus per savo paviršiaus struktūras, vadinamas receptoriais. Po sąveikos su šiais receptoriais signalas keliauja į ląstelę, kur jo žinią perduoda specializuoti baltymai, kurie sukelia specifinę reakciją ląstelėje. Pavyzdžiui, cheminis signalas iš išorės gali nukreipti ląstelę gaminti tam tikrą baltymą ląstelės viduje. Savo ruožtu šis baltymas gali būti signalas, skatinantis ląstelę judėti.
Atsisiųskite ir atsispausdinkite šį straipsnį asmeniniam moksliniam, mokslinių tyrimų ir švietimo reikmėms.
Pirkite vieną numerį Mokslas tik už 15 USD.
Mokslo signalizacija
4 tomas, 173 leidimas
2011 m. gegužės 17 d
Straipsnio įrankiai
Prisijunkite, kad pridėtumėte įspėjimą apie šį straipsnį.
Autoriai Illés J. Farkas , Tamás Korcsmáros , István A. Kovács , Ágoston Mihalik , Robin Palotai , Gábor I. Simkó , Kristóf Z. Szalay , Máté Szalay-Bekő , Tibor Vellai , Shijun Wang , Peter Csermely
Mokslo signalizacija 2011 m. gegužės 17 d.: pt3
Tinklo topologijos ir dinamikos analizė žada nustatyti naujus galimų narkotikų taikinių rinkinius.
III. MAP kinazės taikiniai ir taikymo specifiškumas
Po stimuliacijos atitinkamu neląsteliniu agentu, MAP kinazės atsakas gali būti laikinas arba ilgalaikis (Marshall, 1995). Nors MAP kinazės paprastai klasifikuojamos kaip serino/treonino baltymų kinazės, jos taip pat rodo tam tikrą tirozino kinazės aktyvumą ir gali autofosforilinti tiek treoniną, tiek tiroziną (Wu ir kt., 1991). Tirozino autofosforilinimas taip pat gali padidinti MEK afinitetą MAP kinazei (Haystead ir kt., 1992). Aktyvuotų MAP kinazių fosforilinimo taikiniai apima tiek branduolinius, tiek citozolinius baltymus, įskaitant MAP kinazės kaskados elementus. Tikslinis specifiškumas bent iš dalies nustatomas per substrato baltymo domenus (Sharrocks ir kt., 2000). Citozoliniai taikiniai yra fosfolipazė A2 (Lin ir kt., 1993), citoskeleto baltymai (Sturgill & Ray, 1986 Shiina ir kt., 1992), ir ribosomų baltymo S6 kinazės (Sturgill ir kt., 1988). Prieš srovę taikiniai apima EGF receptorius, Son of sevenless (Sos), Raf ir MEK (Denhardt, 1996). Aktyvuota MAP kinazė taip pat gali būti perkelta į branduolį (Chen ir kt., 1992). Branduoliniai MAP kinazės taikiniai apima transkripcijos faktorius, tokius kaip Jun (Pulverer ir kt., 1991), Myc (Seth ir kt., 1992), Elk1 (Gille ir kt., 1992) ir ATF2 (Abdel-Hafiz ir kt., 1992). Yra žinoma, kad kai kurios MAP kinazės, pavyzdžiui, ERK3, yra konstituciškai branduolyje (Cheng ir kt., 1996). Tarpląstelinio taikymo kontrolė gali būti atliekama įvairiais tyrimais Ksenopus ląstelės parodė, kad MEK išlieka citozolyje, nes jame yra branduolio eksporto seka link N-galo. Kadangi MEK jungiasi su MAP kinaze per N terminalo prijungimo domeną, MAP kinazė taip pat išlieka citozolyje. MAP kinazės aktyvinimas fosforilinant MEK skatina disociaciją nuo MEK, po to seka MAP kinazės dimerizacija ir aktyvus branduolio importas. Žinduolių ERK2 po MEK fosforilinimo patiria konformacinius pokyčius, kad aktyvavimo kilpa, turinti TEY, gali sąveikauti su kitos ERK2 molekulės C-galiniu domenu, vadinamu L16, skatindama dimerizaciją. Manoma, kad MAP kinazės heterodimerai nesusidaro, nes sąveikos geometrija yra labai specifinė. Tikslūs mechanizmai, lemiantys aktyvų importą, nėra suprantami, gali būti, kad dimerizuota MAP kinazė sąveikauja su kitais baltymais, turinčiais branduolio lokalizacijos sekas. Konformaciniai pokyčiai, lemiantys MAP kinazės dimerizaciją, atskleidžia domeną, vadinamą MAP kinazės įterpimu, kuris gali veikti kaip dvišalė branduolio lokalizacijos seka. Be to, dimerizacija taip pat gali slėpti numanomą branduolinio eksporto seką (Cobb & Goldsmith, 2000). MAP kinazė gali patekti į branduolį pasyvios difuzijos būdu, kuriai nereikia dimerizacijos ( Fukuda ir kt., 1997 Adachi ir kt., 1999). MAP kinazė gali būti sulaikoma branduolyje per MAP kinazės sukeltus branduolio inkaravimo baltymus (Lenormand ir kt., 1998 ).
Svarbus MAP kinazės takų bruožas yra signalo specifiškumas su daugybe MAP kinazės kelio komponentų, kaip duotas signalas nukreipiamas į teisingą tarpląstelinį taikinį? Vienas iš būdų, kuriuo užtikrinamas specifiškumas, net kai MAP kinazės keliai turi bendrų elementų, yra fermentų kompleksai, vadinami „signalosomomis“ (Chang ir Karin, 2001 Whitmarsh ir Davis, 1998). Šie kompleksai gali susidaryti tarp skirtingų tam tikro kelio elementų (pavyzdžiui, Hog1 kelyje, 2 pav.) arba karkaso baltymai gali laikyti signalines molekules kartu (pavyzdžiui, Sevenless kelyje, 3 pav.). Tokiu būdu išvengiama nepageidaujamo „kryžiavimo“ tarp skirtingų kelių ir signalų perdavimas vyksta greičiau.
Žinduolių ir mielių MAP kinazes deaktyvuoja serino/treonino baltymų fosfatazės ir tirozino baltymų fosfatazės arba dvigubos funkcijos fosfatazės, kurios pačios gali būti reguliuojamos MAP kinazės (Cobb & Goldsmith, 1995 Keyse, 1998). Šios fosfatazės gali būti labai specifinės, turinčios didelį substrato afinitetą MAP kinazėms. Pavyzdžiui, MKP-3 selektyviai aktyvuoja ERK2, kuris nepriklausomai nuo kinazės jungiasi su fosfataze ir konkrečiai deaktyvuos ERK šeimos MAP kinazes, bet ne kitas MAP kinazes, tokias kaip JNK (Camps). ir kt., 1998). Kitus MAP kinazės takų komponentus taip pat deaktyvuoja fosfatazės, pavyzdžiui, Raf deaktyvuoja su membrana susijusios baltymų fosfatazės (Dent ir kt., 1995). Apibendrinta schema, iliustruojanti skirtingus MAP kinazės signalizacijos elementus, parodyta 1 pav.
Generalizuota mitogeno aktyvuoto baltymo (MAP) kinazės signalo perdavimo kaskada. Receptorių suvokiami signalai per signalinius tarpinius produktus perduodami į pirmąją šerdies kinazę, MAP/ERK kinazę. Aktyvuota MEK kinazė fosforilina ir tokiu būdu aktyvuoja MEK ant konservuotų serino (S) ir treonino (T) liekanų. Aktyvus MEK fosforilina ir aktyvina MAP kinazę ant konservuotų T ir tirozino (Y) liekanų. MEK kinazę, MEK ir MAP kinazę signalosomų komplekse gali išlaikyti pastolių baltymai. Suaktyvintas kinazes deaktyvuoja specifinės fosfatazės. Aktyvi MAP kinazė išsiskiria iš signalosomos, dimerizuojasi ir aktyvuojasi fosforilinant tikslinius baltymus citoplazmoje arba branduolyje. P, fosforilinta aminorūgštis.
Galimas naujas podagros gydymo tikslas
Vašingtono valstijos universiteto sveikatos mokslų Spokane ir kitur mokslininkai nustatė naują terapinį tikslą gydant podagrą – įprastą artrito tipą, sukeliantį skausmingų ir sustingusių sąnarių epizodus.
Paskelbta žurnale Ląstelinė ir molekulinė imunologija, jų tyrimas rodo, kad signalinės molekulės, žinomos kaip TAK1, blokavimas gali slopinti podagros sukeltą uždegimą. Tyrimas padeda kurti galimas naujas gydymo strategijas, kurios galėtų žymiai pagerinti milijonų žmonių visame pasaulyje, kurie kenčia nuo šios būklės, gyvenimo kokybę. Vien Jungtinėse Valstijose podagra serga maždaug 8,3 milijono žmonių arba apie 4 procentus gyventojų.
Podagra atsiranda dėl didelio šlapimo rūgšties kiekio kraujyje – natūralaus maisto, kuriame yra purinų, virškinimo produkto, pavyzdžiui, raudonos mėsos, jūros gėrybių, džiovintų pupelių ir alaus, kiekio. Padidėjęs šlapimo rūgšties kiekis gali sukelti mononatrio šlapimo rūgšties (MSU) kristalų susidarymą, kurie kaupiasi sąnariuose. Imuninė sistema suvoks šiuos kristalus kaip grėsmę ir pradės prieš juos imuninį atsaką, kuris padidina interleukino-1-beta (IL-1-beta), citokino baltymo, sukeliančio uždegimą ir sukeliantį stiprų skausmą bei patinimą, gamybą. podagros priepuolių metu.
„Tai savotiškas užburtas ratas, kuris prasideda nuo šių kristalų, kurie sukelia IL-1-beta gamybą, sukelia uždegimą ir aktyvuoja daug kitų baltymų, kad sukeltų daugiau uždegimo“, – sakė farmacijos mokslų profesorius Salah-Uddin Ahmed. WSU Farmacijos ir farmacijos mokslų kolegijoje ir vyresnysis tyrimo autorius.
Vienas iš tų baltymų, kuriuos aktyvuoja IL-1-beta – TAK1 – sulaukė Ahmedo tyrimų grupės susidomėjimo, kai jų ankstesnis tyrimas parodė, kad jo pagrindinis vaidmuo reguliuojant IL-1-beta uždegimą sergant reumatoidiniu artritu. Jie sukūrė tyrimą, siekdami nustatyti molekulinį mechanizmą, kuriuo MSU kristalai sukelia IL-1-beta uždegimą, ir TAK1 vaidmenį šiame procese. Naudodami dvi skirtingas žmogaus makrofagų ląstelių linijas – imunines ląsteles, kurios vaidina pagrindinį vaidmenį uždegime – jie nustatė, kad MSU kristalai gali tiesiogiai suaktyvinti TAK1 ir kitus baltymus, kurie anksčiau buvo manoma, kad aktyvacija priklauso nuo IL-1-beta signalizacijos.
"Mes jau žinojome, kad MSU kristalai aktyvuoja vadinamąjį uždegiminį kelią, kuris gamina IL-1-beta", - sakė Ahmedas. "Tačiau mūsų tyrimas parodė, kad MSU kristalai taip pat naudoja alternatyvų kelią, kuris sukelia uždegimą per TAK1, o tai yra nauja išvada, susijusi su podagros vystymusi."
Tada jie parodė, kad naudojant cheminę medžiagą, kuri slopina arba blokuoja TAK1, galima visiškai nuslopinti bet kokį uždegimą, kurį sukelia MSU kristalai, tiek sveikų žmogaus makrofagų ląstelėse, tiek graužikų podagros modelyje.
Ahmedas sakė, kad jų atradimas atvėrė duris naujų podagros gydymo strategijų kūrimui.
Vienas iš dabartinių gydymo būdų, kurį, pasak jo, eksperimentavo mokslininkai, yra Anakinra, vaistas, blokuojantis IL-1-beta prisijungimą prie receptorių. Nors ir pasirodė daug žadantis, Ahmedas teigė, kad vaistas kliniškai nenaudojamas podagrai gydyti, nes jis yra skiriamas infuzijos būdu – dėl to reikia hospitalizuoti, jo veiksmingumas yra ribotas, o ilgai vartojant gali kilti infekcijų rizika. Sukūrus TAK1 inhibitorius, kuriuos būtų galima vartoti per burną, pacientai, sergantys podagra, galėtų valdyti ligos paūmėjimą namuose.
Kitas komandos tikslas yra patvirtinti savo išvadas ląstelėse, paimtose iš pacientų, sergančių podagra. Šiuo metu jie siekia federalinio finansavimo šiam projektui, kurį planuoja vykdyti bendradarbiaudami su Alabamos Birmingamo universiteto ir Mičigano Ann Arbor universiteto klinikiniais mokslininkais. Jei jų išvados pasitvirtins, galiausiai gali būti atliekami klinikiniai tyrimai, skirti pacientams tirti TAK1 inhibitorius.
Ahmedas teigė, kad jų atradimas galiausiai gali būti išbandytas ir sergant kitomis ligomis, kurios yra susijusios su IL-1 beta sukeltu uždegimu, pavyzdžiui, išsėtine skleroze, uždegimine žarnyno liga ir 1 tipo diabetu.
Ar yra kokių nors internetinių išteklių, leidžiančių rasti signalizacijos kelius, kuriems priklauso abu baltymai? – Biologija
C2006/F2402 '11 14 PASKAITOS METODAS
(c) 2011 m. dr. Deborah Mowshowitz, Kolumbijos universitetas, Niujorkas, NY. Paskutinis atnaujinimas 2011-03-07 18:38. 3/9 ryto atlikti keli nedideli formatavimo pakeitimai.
Dalomoji medžiaga: 14A – Signalizacijos apžvalga – Biologinio Didžiojo sprogimo teorija
14B – G baltymų struktūra ir GPCR cAMP kelias
14C – Organelių palyginimas – lizosomos, peroksisomos ir mitochondrijos
Keletas įdomių/naudingų nuorodų
G baltymų atradimas. 1994 m. Nobelio premija buvo skirta Gilmanui ir Rodbellui už G baltymų ir signalo perdavimo procesų atradimą. "Pranešime spaudai" aprašomos jų mokslinės išvados, yra tvarkingų iliustracijų ir biografinių pastabų.
Keletas signalizacijos animacijų yra Raven vadovėlio McGraw Hill svetainėje.
Daugiau nuorodų į animaciją ir kitus internetinius išteklius žr. žiniatinklio nuorodų puslapyje
I. Peroksisomos – sandaros, funkcijos ir sintezės santrauka. Daugiau informacijos rasite Becker p. 356-360 (354-358). Kaip baltymai pasiekia organeles, kurios nėra endomembraninės sistemos dalis?
A. Struktūra – peroksisomų ir lizosomų palyginimas
Lizosomos kaupia ploviklį.
Ploviklis = fosfolipido imitacija = amfipatinė molekulė su hidrofobiniais ir hidrofiliniais galais.
Organelių tankis yra proporcingas baltymų ir lipidų santykiui. Augimas naudojant ploviklį keičia santykį lizosomose.
Lizosomos su tritonu (atitinka papildomų lipidų kiekį) yra neįprastai lengvos (mažo tankio, nes didelis lipidų / ploviklio kiekis).
Peroksisomų tankis nesikeičia dėl ploviklio augimo.
Žymėjimo fermentai = fermentai, būdingi tam tikrai organelei ir jai būdingi.
Tipiški peroksiksomų žymenų fermentai yra urato oksidazė arba katalazė
Tipiškas lizosomų žymeklis yra rūgštinė fosfatazė
B. Pagrindinė funkcija = detoksikacija (gyvūnų ląstelėse). Apie kitus vaidmenis žr. Becker. kituose organizmuose.
Oksidacija detoksikuoja RH2 mažinant toksiškumą ir (arba) didinant tirpumą
R paprastai yra labiau tirpus ir mažiau hidrofobiškas nei RH2.
Tirpi medžiaga lengviau pernešama per kraują** ir išsiskiria per inkstus, todėl hidrofobinės medžiagos labiau kaupiasi organizme (ir pasiekia toksišką lygį).
Atkreipkite dėmesį, kad šios reakcijos yra tikros oksidacijos (įskaitant faktinį deguonies pridėjimą), o ne dehidrogenavimą (= H ir elektronų pašalinimą), kaip daugumoje energijos apykaitos.
Šios reakcijos sukuria peroksidą, kuris yra labai reaktyvus.
** Ląstelės, kurios atlieka oksidaciją, paprastai turi transporterių, leidžiančių tirpioms medžiagoms išeiti iš ląstelės ir patekti į kraują.
R'H2 gali būti antroji peroksido molekulė. Tokiu atveju R' yra deguonis, o bendra reakcija yra:
Katalazė atsikrato peroksido, ir
Katalazė generuoja deguonį kitam oksidacijos etapui (jei R'H2 yra peroksidas) arba detoksikuoja R'H2 (oksiduodamas)
C. Kaip baltymai (ir fosfolipidai) patenka į peroksisomas? Čia yra detalių santrauka:
Peroksisomos nėra laikomos endomembraninės sistemos dalimi – visi matricos baltymai gaminami laisvosiose citoplazminėse ribosomose.
Visi peroksisominės matricos baltymai patenka į organelius po transliacijos. Matriciniai baltymai iš laisvųjų ribosomų patenka tiesiai į peroksisomas.
Geriausiai žinomų peroksisominės matricos fermentų lokalizacijos signalai yra baltymo COOH gale. (Kai kurie peroksiniai baltymai turi signalą kitur, ne visi signalai yra vienodi. Žr. 3-19 uždavinį, ypač C dalį.)
Importo mechanizmas nėra gerai suprantamas – kai kurie matricos baltymai patenka į vidų neatsiskleidę. Norint patekti, reikia ATP.
Kai kurie peroksisominės membranos fosfolipidai gaminami ER. Peroksisomą perneša transportuojant/keičiant baltymus ir/arba pūsleles.
Kai kurie lipidai susidaro organelėse.
Membranos baltymai ir matricos baltymai į organelę patenka atskirais keliais.
Kai kurie membraniniai baltymai gali būti pagaminti ER, tačiau tai nėra nustatyta.
Peroksisomos neturi DNR, jos dauginasi augimo ir dalijimosi metu.
Tam tikromis aplinkybėmis pūslelės iš ER gali sukelti naujas (tuščias) peroksisomas de novo. Jei taip atsitiks, visi matricos baltymai turi būti importuoti.
Apibendrinant: Visas peroksas. matrica baltymai gaminami ant laisvųjų ribosomų, o dauguma eksperimentų palankiai vertina augimo ir dalijimosi modelį kaip pagrindinį naujų peroksisomų šaltinį.
Norėdami peržiūrėti, kaip baltymai patenka į peroksisomas, išbandykite 3–7 uždavinius.
II. Mitochondrijos ir chloroplastai Iš kur atsiranda jų baltymai?
A. Kai kurie baltymai gaminami organelių viduje
Kai kurie baltymai (nedaug) gaminami mitochondrijose naudojant organelių DNR ir organelių transkripcijos ir transliacijos mašinas.
Mito gamina savo rRNR ir kai kurias arba visas tRNR, tačiau likusi transkripcijos ir vertimo mašinų dalis ateina iš išorės.
Chloroplastai (augalų ląstelėse, be mitochondrijų) turi daugiau DNR nei mitochondrijos, o viduje sudaro daugiau komponentų nei mito., tačiau dauguma chloroplastų baltymų taip pat importuojami iš išorės.
B. Dauguma organelių baltymų turi būti importuojami.
Trumpa seka, vadinama tranzitiniu peptidu (TP), esanti amino gale, yra įprastas lokalizacijos signalas, nukreiptas į baltymą, kuris prisijungia prie mito. perkelkite ir įveskite matricą.
TP pašalinamas, kai baltymas patenka į mitochondrijos matricą. (Norint nukreipti baltymą į membraną arba tarpmembraninę erdvę, reikalingi papildomi signalai. Žr. 7 toliau.)
Panašios sekos naudojamos nukreipti chloroplastų baltymus į translokazes ant organelių ir į tinkamą organelių poskyrį.
7. Kaip baltymai pasiekia kitas organelių dalis, išskyrus matricą?
a. Reikalingi papildomi lokalizavimo signalai ir (arba) sustabdymo/perkėlimo sekos - be tranzito peptido. Skirtingi baltymai tikriausiai naudoja skirtingus lokalizacijos signalus ir (arba) kelius.
b. Vienas požiūris – iš išorės: Baltymai, skirti membranoms arba tarpmembraninei erdvei, gali patekti į išorinę membraną, prasiskverbti tik iš dalies ir niekada nepasiekti matricos – baltymai gali įsitvirtinti atitinkamoje membranoje (jei jie turi „stop“ perdavimo arba hidrofobinę inkaro seką). arba likti tarpmembraninėje erdvėje.
c. Alternatyvus metodas – iš matricos: Baltymai, skirti kitoms vietoms nei matrica, pirmiausia gali patekti į matricą, o tada naudoti hidrofobinę „pradžios“ seką, kad iš matricos išeitų atgal į membranas arba tarpmembraninę erdvę. (Žr. 3-6 uždavinius.)
8. Suvestinės diagramos. Žiūrėkite dalomąją medžiagą 14C:
a. Į viršų – Mitochondrijų ir lizosomų ir peroksisomų palyginimas
b. Apačia – peroksisomų savybių palyginimas su mitochondrijų ir lizosomų savybėmis
Norite būti tikri, kad tai padarėte? Sukurkite tuščią diagramą, pvz., 14C (viršuje ir (arba) apačioje), nurodydami tik antraštes ir kategorijas, tada užpildykite ją nežiūrėdami į pastabas ar tekstus. Suraskite viską, ko neprisimenate, ir bandykite dar kartą po kelių dienų.
III. Signalizacijos įvadas
A. Didelės problemos
1. Ką reiškia signalizacija? Kaip pranešimai siunčiami iš vienos ląstelės į kitą? Kaip jie priimami – kaip signalai sukelia atsaką tikslinėje ląstelėje?
2. Kam vargti su signalizavimu? Tai reikalinga, kad daugialąsčio organizmo įvykiai galėtų būti koordinuojami. Neužtenka reguliuoti, ką daro viena ląstelė!
B. Įprastas metodas - viena ląstelė išskiria signalines molekules, kurios jungiasi prie receptorių, esančių tikslinėje ląstelėje (arba viduje), amplifikacija ir didelis poveikis tikslinėje ląstelėje.
C. Pagrindiniai signalų molekulių tipai – klasifikuojami pagal juos sudarančios ląstelės tipą ir (arba) tikslinę vietą. Iš kur ateina signalai ir kur jie eina? Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. 7B dalomąją medžiagą ir 7 paskaitą.
Geras būdas tai studijuoti: Sudarykite lentelę, kurioje apibendrinta informacija apie 7B dalomąją medžiagą. Įtraukite signalizacijos tipo pavadinimą, signalo šaltinį, tikslinės ląstelės tipą arba vietą, visas kitas svarbias funkcijas ir kiekvienos iš jų pavyzdį.
D. Kaip išskiriamos signalinės molekulės veikia molekuliniu lygiu? Apžvalga. Žr. dalomąją medžiagą 1 4A, apačioje.
1. Signalų molekulės
a. Signalai yra evoliuciškai išsaugoti. Tos pačios signalinės molekulės, kurias skirtingais tikslais naudoja skirtingi organizmai arba ląstelių tipai.
b. Dvi pagrindinės signalų molekulių rūšys
(1). vandenyje tirpus
(2). tirpus lipiduose.
Klausimas: Kokio tipo signalus dažniausiai išskiria egzocitozė?
2. Receptoriai.
a. Pirmasis signalizacijos žingsnis yra signalo prijungimas (nekovalentinis) prie receptoriaus, sukelia konformacinius receptorių pokyčius.
b. Receptorių vietos – tarpląstelėje ir ląstelės paviršiuje. Žr. Sadavo pav. 7,5 (15,4).
(1). Intraląstelinis – lipiduose tirpiems signalams. Visi panašūs, visi TF – išsami informacija žemiau
(2). Ant ląstelių paviršiaus – vandenyje tirpiems signalams. Žr. Becker pav. 14-2.
a) Struktūra: visi ląstelės paviršiaus receptoriai yra transmembraniniai baltymai, turintys tarpląstelinį signalo surišimo domeną.
(b). Terminologija: Ląstelių paviršiaus receptoriai kartais vadinami "ląstelinių ląstelių receptoriais", tačiau tik ligandą surišantis domenas yra ekstraląstelinis, o ne visas baltymas.
(c). Ligandas jungiasi prie tarpląstelinio domeno lauke efektas („didysis sprogimas“). viduje ląstelė.
Signalo tipas Pavyzdys Receptoriaus tipas Efektas Lipidai Tirpus Tiroksinas, steroidai Tarpląstelinis** Genų veikla Tirpus vandenyje Peptidiniai hormonai, GF Ląstelės paviršius Baltymų aktyvumas (dažniausiai) **Pastaba: kai kurie lipiduose tirpūs signalai turi ląstelės paviršiaus receptorius papildomaiį jų viduląstelinius receptorius. Vienas tokių atvejų yra problemų knygoje. Ląstelių paviršiaus receptoriai lipiduose tirpiems signalams buvo atrasti palyginti neseniai, ir šiame kurse į juos dažniausiai bus neatsižvelgiama.
3. Stiprinimas arba biologinis didysis sprogimas. Visi signalai → stiprinimas = didelis efektas iš mažos signalo koncentracijos. Pavyzdys: 1 epinefrino molekulė gali sukelti 108 molekulių gliukozės išsiskyrimą iš kepenų ląstelės! (Skaičiavimą žr. Becker 14-3.)
4. Kaip pasiekiamas stiprinimas? Kaip pasiekiamas „Didysis sprogimas“? Trys būdai (žr. 14A dalomąją medžiagą):
a. Atidarant (ligandų uždarytus) kanalus
(1). Bendra idėja:
ligandas jungiasi | → | atidarykite keletą ligandų valdomų kanalų | → | nedidelis jonų srautas | → | pasiekė slenkstinę įtampą | → | atidaryti daug (įtampa valdomų) kanalų | → | didelis jonų koncentracijos pokytis | → | didelis efektas |
(2). Konkretus pavyzdys: Acetilcholino (AcCh) poveikis raumenims. AcCh signalas yra svarbus tiek raumenų, tiek nervų atsakams. AcCh receptorius yra Na + kanalas plazmos membranoje, atidarytas AcCh.
AcCh jungiasi | → | atidarykite keletą ligandų surištų Na + kanalų | → | įteka šiek tiek Na + | → | elementas tampa mažesnis - viduje pasiekia slenkstinę įtampą | → | atidaryti daug (įtampa valdomų) Na + kanalų | → | didelis Na + koncentracijos pokytis | → | Raumenų susitraukimai |
Pastaba: konkretūs pavyzdžiai čia pirmiausia skirti nuorodai. Daugiau informacijos apie kiekvieną konkretų pavyzdį bus aptarta toliau arba vėlesnėse paskaitose.
b. Modifikacijos kaskadomis → daug (anksčiau egzistuojančių) baltymų yra modifikuota → didelis poveikis.
(1). Bendra idėja:
ligandas (1-asis pasiuntinys) jungiasi | → | aktyvuoti receptorius membranoje | → | suaktyvinti baltymą ląstelės viduje (dažniausiai aktyvacijų grandinė = kaskada*) | → | aktyvuoti daug tikslinių baltymų (fermentų, TF ir kt.) | → | daug gaminio |
(2). Konkretūs pavyzdžiai: TSH ir epinefrinas (2 hormonai). TSH skatina skydliaukės hormono išsiskyrimą iš skydliaukės. Epinefrinas skatina glikogeno skaidymą. Daugelis vandenyje tirpių hormonų veikia tokiu būdu. Išsami informacija apie receptorius, kaskadas ir tt vėliau.
* Pirmasis tokio tipo modifikacijų kaskados pavyzdys buvo glikogeno skilimas, kurį skatina hormonas epinefrinas (adrenalinas). Norėdami sužinoti daugiau apie stiprinimo mastą, žr. Becker pav. 14-3 arba Sadava pav. 7.20 (15.18).
c. Turėdami įtakos transkripcijai / vertimui → daug naujų baltymų padarė → didelį poveikį
ligandas jungiasi | → | aktyvuoti TF | → | transkribuoti geną | → | padaryti daug mRNR molekulių/genų | → | mRNR išversta | → | daug naujų baltymų molekulių/mRNR |
Pavyzdys: skydliaukės hormonas (taip pat vadinamas tirotropinu arba TH) ir steroidiniai hormonai. Dauguma lipiduose tirpių hormonų veikia taip. Pats receptorius yra TF.
Klausimas: Kaip lyginamas signalų perdavimo greitis naudojant tris stiprinimo tipus?
Išbandykite 6–12 ir 6–13 problemas.
E. Svarbių signalizacijos klausimų, kuriuos reikia apsvarstyti (iki šiol), santrauka – Žr. dalomąją medžiagą 14A.
1. Receptoriai -- ląstelės paviršius ir vidinis (Sadava, 7.5 pav. (15.4))
2. Signalai - Tirpus lipiduose ir vandenyje tirpus
3. Stiprinimas -- 3 pagrindiniai metodai
IV. Kaip daryti Tarpląstelinis Receptoriai veikia? Žr. Sadavo pav. 7,9 (15,8)
A. Kokie ligandai naudoja tarpląstelinius receptorius? Kokios yra ligandų savybės?
1. Visi lipidai tirpūs ligandai naudoja tarpląstelinius receptorius - Steroidai, tiroksinas (TH), retinoidai (vitaminas A) ir vitaminas D.
2. Lipiduose tirpių ligandų saugoti negalima -- jei reikia, turi būti pagaminti iš tirpių pirmtakų.
3. Hormonus surišantys baltymai yra reikalingi kraujyje -- Visi lipiduose tirpūs ligandai keliauja kraujyje, prisijungę prie baltymų.
B. Visi tarpląsteliniai receptoriai yra transkripcijos faktoriai
1. Poveikis transkripcijai. Kai kurie suaktyvina, o kai kurie slopina transkripciją.
2. HRE – hormonų atsako elementai
- Visi tarpląsteliniai receptoriai jungiasi prie cis veikiančių reguliavimo elementų prieš transkripcijos pradžią.
- Receptoriaus / TF surišimo vieta paprastai vadinama hormono atsako elementu arba HRE.
- HRE paprastai yra arti pagrindinio / bazinio promotoriaus – gali būti laikomi (pagrindinio) promotoriaus dalimi arba kaip atskiros proksimalinės prieš srovę esančios vietos.
C . Visi šie receptoriai yra panašūs -- Visi tos pačios genų/baltymų šeimos nariai. (Pastaba: ne visi TF yra tos pačios šeimos nariai, bet visi hormonų receptorių TF yra susiję.)
D. Šie receptoriai turi (mažiausiai) tris sritis
1. Transkripciją aktyvuojantis (arba slopinantis) domenas -- dar vadinamas transaktyvuojančiu domenu (aktyvatorius). Prisijungia prie kitų baltymų ir aktyvina arba slopina transkripciją.
2 DNR surišimo domenas -- jungiasi su HRE (kiekvienam skirtingam hormonui skirtingas HRE)
3. Ligando surišimo domenas - jungiasi su tam tikru steroidu (arba tiroksinu ir kt.)
4. Kiti domenai -- Receptoriams taip pat reikia NLS ir regiono, kuris leidžia dimerizuoti – jie gali būti atskiri arba įtraukti į aukščiau išvardytus domenus.
E. Kas (paprastai*) nutinka, kai TF receptoriai suriša lipiduose tirpius ligandus – kaip receptoriai aktyvuojami ir veikia transkripciją
1. Įrišimas - Receptorius suriša savo ligandą
2. Atsiribojimas -- Receptoriai atsiskiria nuo slopinančių baltymų.
3. Dimerizacija -- Receptoriai dimerizuojasi -- sudaro poras.
4. Vieta - Jei receptorius yra citoplazmoje, pereina į branduolį.
5. DNR surišimas - Aktyvuotas receptorius (dimerizuotas ir prijungtas prie ligando) jungiasi prie DNR esančios HRE.
6. Poveikis transkripcijai -- Suaktyvintas receptorius jungiasi prie kitų su DNR susijusių baltymų (kitų TF ir (arba) koaktyvatorių) ir stimuliuoja arba slopina transkripciją.
* Išsami informacija šiek tiek skiriasi priklausomai nuo skirtingų hormonų (ir atitinkamų receptorių)
F. Pavyzdys – estrogenas (steroidas)
1. Pagrindinis mechanizmas . E → jungiasi prie estrogenų receptorių → kompleksinis kompleksas jungiasi su estrogeno atsako elementais (ERE) (kelių) tikslinių genų reguliavimo regionuose. Surišimas padidino kai kurių genų transkripciją (genai aktyvuoti), sumažino kitų transkripciją (genai buvo slopinami).
2. Kai kurių baltymų, kontroliuojamų E - kontroliuoja kitų hormonų receptorių gamybą. Pavyzdžiui, nėštumo metu kontroliuoja oksitocino (gimdoje) ir prolaktino (krūties) receptorių gamybą. Oksitocinas kontroliuoja gimdymo susitraukimus prolaktinas kontroliuoja pieno gamybą.
a. Gimdoje: estrogenų surišimas → suaktyvina oksitocino receptorių geno transkripcija → naujų oksitocino receptorių gamyba = aukštesnis reguliavimas oksitocino receptorių. Receptoriai, reikalingi, kad būtų galima reaguoti į susitraukimo signalą (oksitociną) ir #8594 susitraukimus ir #8594 gimimą.
b. Krūtinėje: estrogenų surišimas → slopina prolaktino receptorių geno transkripcija → reguliavimas prolaktino receptorių gimimo metu krenta estrogenų lygis ir slopinimas sustabdo prolaktino receptorių geno transkripciją, prolaktino receptorių sintezę ir atsaką į laktacijos signalą (prolaktiną).
- Visos ląstelės (išskyrus imuninę sistemą) turi tas pačias cis veikiančias reguliavimo vietas – tas pačias HRE, stiprintuvus ir kt.
- Skiriasi trans veikiantys veiksniai, tokie kaip hormonų receptoriai, o ne cis veikiančios reguliavimo vietos.
- Visos ląstelės turi tą patį genai trans veikiantiems faktoriams, receptoriams ir tt, tačiau reguliuojantiems baltymams skirtingose ląstelėse gaminti naudojami skirtingi genai.
Kiti pavyzdžiai, kaip hormonai gali duoti skirtingus rezultatus skirtinguose audiniuose, bus aptarti vėliau. Apskritai, tai, ką daro bet kuris hormonas, priklauso nuo baltymų (fermentų, TF ir kt.) derinio, jau esančio tikslinėje ląstelėje.
Išbandykite 6-19 problemą. Iki šiol turėtumėte sugebėti atlikti 6–12–6–15.
V. Ląstelių paviršiaus (transmembraninių) receptorių tipai (žr. 14A apačioje)
A. Kanalai. Kai kurie receptoriai patys yra kanalai (jų dalys). (Žr. AcCh receptorių aukščiau ir Sadava pav. 7.6 (15.5) Kiti receptoriai nėra kanalai, bet veikia atidarydami arba uždarydami atskirus kanalus. Kanalus vėliau aptars dr. Firesteinas.
B. Ląstelių paviršiaus receptorių, kurie nėra kanalai, tipai
1. 1 tipas: susietas su G baltymais.
a. Terminija: Vadinami su G baltymu susijusiais receptoriais, arba G Proteinas Cpapildyta Rreceptoriai (GPCR). Apibendrintą atvejį žr. Sadava pav. 7,8 (15,7).
b. Struktūra: Visi yra 7 transmembraniniai baltymai, turintys tą pačią bazinę struktūrą, visi priklauso tai pačiai baltymų / genų šeimai. (Žr. Becker 14-4 arba dalomosios medžiagos 14B viršuje.)
c. Kam jie receptoriai? Daugelis hormonų, tokių kaip TSH ir epinefrinas, naudoja GPCR.
d. Kaip jie veikia? Suaktyvinkite G baltymą, kuris veikia kaip jungiklis, suaktyvinantis amplifikaciją (išsami informacija pateikiama žemiau). G baltymai paprastai:
(1). Suaktyvinkite fermentus, kurie generuoja antruosius pasiuntinius (žr. Sadava 7.8 pav. (15.7)) arba
(2). Atidaryti/uždaryti jonų kanalus.
2. 2 tipas: nesusijęs su G baltymais. Išsamiau aptarsime vėliau, kai pereisime prie ląstelių ciklo ir vėžio. Nuoroda:
a. Daugelis jų yra baltymų kinazės. Be tarpląstelinio, ligandą surišančio domeno, turi ir intracelulinį kinazės domeną arba sąveikauja su tarpląsteline kinaze (jei ji aktyvuota).
b. Labiausiai žinomas tipas: Receptorių tirozino kinazės (RTK) – dar vadinamos su TK susijusiais receptoriais.
c. Struktūra: Paprastai tai yra vieno praėjimo baltymai, kurie aktyvuodami agreguojasi į dimerus.
d. Kam jie receptoriai? Daugelis augimo faktorių naudoja su TK susijusius receptorius arba susijusius receptorius. (Jei jums įdomu, žr. Becker lentelę 14-3).
e. Kaip jie veikia? These usually generate cascades of modifications, but do not always use 2nd messengers. If you want to see an example, see Sadava figs. 7.6 & 7.12 (15.6 & 15.10). We won't get to details of how these work for a while.
VI. How do GPCRs & G Proteins Act in Signaling?
A. Typical Pathway (see also handout 14B, middle panel)
ligand (1st messenger) binds outside cell | → | activate receptor in membrane | → | activate G protein in the membrane | → | activate target enzyme in membrane | → | generate small molecule (2nd messenger) inside cell |
Note that the ligand (1st messenger) binds to the extracellular domain of its receptor. The remaining events are inside the cell.
B. Second messengers -- See handout 14B or Sadava fig. 7.8 (15.7)
1. What are they? Small molecules or ions that move through the cell and bind to their target proteins.
2 . The usual second messengers -- see handout 14B for structure of cAMP and mode of action
2nd Messenger | Where does it come from? | How is it made? |
CAMP | ATP | by action of adenyl cyclase |
DAG & IP3 | membrane lipid | by action of phospholipase C |
Ca 2+ | stored Ca 2+ in ER (or extracellular) | by opening channels (in ER/plasma memb.) |
3. What do 2nd messengers do? Bind to and thereby activate (or inactivate) target proteins.
4. How they are made : Active G protein (subunit) → binds to & activates enzyme in (or associated with) membrane → generates second messenger in cytoplasm. See Becker fig. 14-7 or Sadava figs. 7.8 & 7.14 (15.7 & 15.12) for cAMP pathway. We will get to IP3 pathway later. If you are curious, see Becker fig. 14-10 or Sadava fig. 7.15 (15.13).
5. A Specific Example: Thyroid stimulating hormone (TSH) -- promotes release of thyroid hormone (TH).
a. Generation of 2nd messenger (cAMP)
TSH (1st messenger) binds | → | activate GPCR in membrane | → | activate G protein in the membrane | → | activate enzyme in membrane (adenyl cyclase) | → | generate small molecule (2nd messenger) inside cell = cAMP |
b. Action of 2nd messenger
CAMP | → | activate protein kinase (PKA) in cytoplasm | → | phosphorylate target enzymes | → | stimulate multiple steps in synthesis and release of TH |
6. Why bother with all these steps?
a. Amplification. Many steps involve amplifications. For example, one molecule of active Adenyl cyclase can generate many molecules of cAMP and one molecule of PKA can phosphorylate many molecules of its target enzymes. For an example of the possibilities of a cascade of amplification, see Becker fig. 14-3 or Sadava fig. 7.20 (15.18). (They don't agree on the exact numbers.)
b. Pavyzdžiai. The usual example for this type of modification cascade is the breakdown of glycogen, stimulated by the hormone epinephrine (adrenaline), which is the example in Becker fig. 14-3. If you are interested in more details of the pathway, see Sadava fig. 7.20 (15.18) or Becker fig. 14-25 (14-24). This example was the first to be discovered, but is more complex than the TSH case.
VII. How do G proteins Work?
A. What are the important properties of G proteins? (See Becker fig. 14-5 & Handout 14B)
1. Have active and inactive forms
a. Active form is bound to GTP
b. Inactive form is bound to GDP.
2. G-proteins act as switches in many processes (not just signaling)
a. Activation: G protein is activated by dumping GDP and picking up GTP in response to some signal.
b. Inactivation: G protein inactivates itself by catalyzing hydrolysis of GTP to GDP.
c. Why is it a switch? The G protein does not stay active for long. "Turns itself off."
B. Activation & Inactivation of G Proteins
1 . GTP exchange: Mechanism of activation & inactivation
a. Activation Reaction (GTP/GDP exchange, NOT phosphorylation of GDP GTP replaces GDP):
Protein-GDP (inactive) + GTP → Protein-GTP (active) + GDP
b. Inactivation Reaction (hydrolysis of bound GTP to GDP):
Protein-GTP (active) → Protein-GDP (inactive) + phosphate.
c. Apskritai: GTP displaces GDP, activating the G protein GTP is then hydrolyzed (usually rapidly), returning the G protein to its inactive state.
(1). Net effect on GTP -- GTP hydrolysis: GTP ( + water) → GDP + phosphate
(2). GrynasisEffect on G protein -- none: Protein is temporarily activated, but then inactivated. However protein cycles from inactive to active and back to inactive -- acts as switch.
d. Terminija. Since the overall result is that GTP is hydrolyzed to GDP, G proteins are sometimes called "GTPases."
2. What triggers activation?
a. General Case: Binding of a protein called a GEF (guanine-nucleotide exchange factor) causes GDP to fall off, and GTP binds.
b. In signaling: Activated GPCR = GEF. Binding of activated receptor to G protein triggers activation of G protein (causes loss of GDP).
3. What triggers inactivation?
a. G protein itself has enzymatic activity -- catalyzes inactivation (hydrolysis).
b. No trigger required -- hydrolysis of GTP to GDP happens automatically.
c. Other proteins may increase speed of hydrolysis. They are called RGS proteins (Regulators of G protein Signaling) or GAP proteins (GTPase Activating Proteins).
C. Types of G proteins
1. Subunits -- Ordinary G proteins are trimeric = they have 3 subunits.
a. Inactive G prot = heterotrimer of alpha, beta, gamma
b. Separation occurs on activation: On activation, alpha subunit (with the GTP) separates from other 2 subunits.
c. Either part may be the effector that actually acts on target -- alpha, or beta + gamma, can act as activator or inhibitor of target protein.
d. Hydrolysis causes reassociation. Hydrolysis of GTP to GDP causes alpha to reassociate with other subunits → inactive heterotrimer
2. Small G proteins -- to be discussed further when we get to cell cycle & cancer. For reference:
a. Struktūra: Small G proteins have no subunits.
b. Pavyzdys: the protein called ras -- important in growth control many cancer cells have over-active ras.
c. Role of GTP/GDP exchange: Are activated by GTP/GDP exchange, and inactivated by hydrolysis of GTP to GDP, as above.
d. Are not activated by GPCRs directly (other 'middle man' adapter proteins are involved)
3 . How many G proteins?
a. There are many different G proteins. G proteins are involved in a very large number of cellular processes, not just signaling. (We have ignored their importance until now. See Becker for details & many examples. )
b. Active G proteins can be inhibitory or stimulatory.
c. Method of action: Activated G proteins work by binding to and activating (or inhibiting) other target enzymes/proteins.
d. Terminology: The different trimeric G proteins are usually known as Gp, Gq Gi, Gs etc. (Books differ on details of naming.)
D. For reference: Comparison of Protein Kinases, Receptor Protein Kinases, & Trimeric G proteins
Baltymas Catalyzes What's added to Target Protein? Who gets the P or GTP? How Inactivated? Protein Kinase Protein + ATP → ADP + protein-P Fosfatas Usually a dif. baltymas Separate Phosphatase removes P Receptor Protein Kinase ** Protein + ATP → ADP + protein-P Fosfatas Usually separate subunit of self Separate Phosphatase removes P Trimeric
G ProteinExchange & Hydrolysis as described above. GTP Pats Hydrolyzes GTP to GDP (by itself)
**Receptor protein kinases have an extracellular ligand binding domain and an intracellular kinase (or kinase binding) domain. Ordinary kinases usually add phosphates to other proteins. Receptor kinases usually add phosphates to themselves. (For an example, see Sadava fig. 7.7 (15.6)
Try problems 6-1 & 6-2.
VIII. An example of a second messenger -- cAMP & its target (PKA) See handout 14B or Becker fig. 14-7.
A. How is cAMP level regulated? Ką tai daro?
1. How is cAMP made?
a. G protein activates adenyl cyclase (also called adenylyl cyclase or AC)
b. cAMP made from ATP by adenyl cyclase for structure of cAMP see handout and Becker fig. 14-6 or Sadava fig. 7.14 (15.12).
2. What does cAMP do? See Becker table 14-1 (14-5).
a. cAMP binds to and activates protein kinase A = PKA . (Also called cyclic AMP dependent proteinas kinase = cAPK) See Becker fig. 14-8.
b. PKA adds phosphates to other proteins
(1). Phosphorylation by PKA can activate or inhibit target protein (target = substrate of PKA)
(2). PKA action can modify other kinases/phosphatases and start a cascade
(3). End result varies. Depends on which kinases and phosphatases in that tissue are targets (substrates) of PKA and/or the other kinases/phosphatases (at end of cascade). See example below.
3. How does signal system turn off when hormone leaves?
a. G protein doesn't stay activated for long: Activated G protein hydrolyzes its own GTP → GDP ( → inactive G protein).
b. cAMP is short lived -- it's hydrolyzed by phosphodiesterase (PDE)
c. In absence of cAMP, action of kinases are stopped and/or reversed
(1) PKA becomes inactivated
(2) Phosphatases become active -- remove phosphates added by kinases
B. How do hormones work through cAMP?
1. TSH -- see above. PKA phosphorylates (and activates) enzymes needed to make thyroid hormone.
2 . Glycogen metabolism: This case is very complex and will be discussed later. If you want to read ahead, see Sadava fig. 7.20 (15.18) or Becker figs. 14-25 (14-24) & 6-17 (6-18 ).
Next Time (after break): Wrap up of chemical signaling how signaling is used to maintain homeostasis.
Turinys
- Chapter 1: Cell Tour, Life&rsquos Properties and Evolution, Studying Cells
- Chapter 2: Basic Chemistry, Organic Chemistry and Biochemistry
- Chapter 3: Details of Protein Structure
- Chapter 4: Bioenergetics
- Chapter 5: Enzyme Catalysis and Kinetics
- Chapter 6: Glycolysis, the Krebs Cycle and the Atkins Diet
- Chapter 7: Electron Transport, Oxidative Phosphorylation and Photosynthesis
- Chapter 8: DNA Structure, Chromosomes and Chromatin
- Chapter 9: Details of DNA Replication & DNA Repair
- Chapter 10: Transcription and RNA Processing
- Chapter 11: The Genetic Code and Translation
- Chapter 12: Regulation of Transcription and Epigenetic Inheritance
- Chapter 13: Post-Transcriptional Regulation of Gene Expression
- Chapter 14: Repetitive DNA, A Eukaryotic Genomic Phenomenon
- Chapter 15: DNA Technologies
- Chapter 16: Membrane Structure
- Chapter 17: Membrane Function
- Chapter 18: The Cytoskeleton and Cell Motility
- Chapter 19: Cell Division and the Cell Cycle
- Chapter 20: The Origins of Life
Manuel Leonetti
Dr. Manuel Leonetti is a group leader at the Chan Zuckerberg Biohub. Leonetti completed his bachelor’s degree in Chemistry and his master’s degree in Interdisciplinary Life Sciences at the Ecole Normale Superieure in Paris. He continued his graduate studies in Molecular Neurobiology at The Rockefeller University under the supervision of Dr. Rod MacKinnon. In 2013,… Continue Reading
More Talks in Techniques
Susiję ištekliai
This is a list of the papers we discuss in this lecture, plus a few related references. This is by no means intended to be a comprehensive bibliography, apologies to all the rich studies that we could not cover in this short presentation. This list is rather intended as a starting point for further exploration.
I. Approaches to map protein localization
Antibody-based methods
- The Human Protein Atlas/Cell Atlas project: Link
- Thul, PJ, et al. (2017) A subcellular map of the human proteome. Mokslas. 356(6340)
- Gut, G, et al. (2018) Multiplexed protein maps link subcellular organization to cellular states. Mokslas. 361(6401)
Fluorescent protein collections
- Huh, WK, et al. (2003) Global analysis of protein localization in budding yeast. Gamta. 425(6959):686-91
- See also: Yeast GFP Fusion Localization Database
- The Cell Vision: Link
- Yeast RGB: Link
- The localization and quantitation atlas of the yeast proteome: Link
- See also: Allen Cell Explorer
- See also: Mitotic cell atlas
Mass-spectrometry spatial proteomics
II. Approaches to map protein/protein interactions:
Immuno-precipitation/mass spectrometry
Proximity labeling
- (Review) Branon, T, et al. (2017) Beyond Immunoprecipitation: Exploring New Interaction Spaces with Proximity Biotinylation. Biochemija. 56(26):3297-3298
- Go, CD, et al. (2019) A proximity biotinylation map of a human cell. bioRxiv doi: https://doi.org/10.1101/796391
- See also: Human Cell Map
III. Pathway mapping and genetic interactions
Genetic interactions in yeast:
- (Review) Costanzo, M, et al. (2019) Global Genetic Networks and the Genotype-to-Phenotype Relationship. Ląstelė. 177(1):85-100
- Costanzo, M, et al. (2016) A global genetic interaction network maps a wiring diagram of cellular function. Mokslas. 353(6306)
- See also: The Cell Map
CRISPRi/a methods in human cells
- Gilbert, LA, et al. (2014) Genome-Scale CRISPR-Mediated Control of Gene Repression and Activation. Ląstelė. 159(3):647-61
- (Review) Kampmann, M. (2018) CRISPRi and CRISPRa Screens in Mammalian Cells for Precision Biology and Medicine. ACS Chem Biol. 13(2):406-416
- Horlbeck, MA, et al. (2018) Mapping the Genetic Landscape of Human Cells. Ląstelė. 174(4):953-967.e22.
High-dimensionality phenotypes – single-cell RNASeq
The Cancer Cell Map
The Cancer Cell Map contains selected cancer related signaling pathways which you can browse or search. Biologists can browse and search the Cancer Cell Map pathways. View gene expression data on any pathway. Computational biologists can download all pathways in BioPAX format for global analysis. Software developers can build software on top of the Cancer Cell Map using the web service API. Download and install the cPath software to create a local mirror.
This work is done in collaboration with the Sander group of the Computational Biology Center at Memorial Sloan-Kettering Cancer Center in New York City.
- Huh, WK, et al. (2003) Global analysis of protein localization in budding yeast. Gamta. 425(6959):686-91