Receptorok és jelátviteli folyamataik III.

Előadó: Prof. Hunyady László

Előző órán: Tirozin-kináz receptorok (enzimaktivitás TK→ RAS→ MAP-kináz→ proliferáció)

Tirozin-kinázok egymást foszforilálják, több helyen: több felismerő fehérje. TK→ Foszfatidilinozitol-3-kináz→ inozitol-lipid 3-as pozíciójában foszforilál, termék: PI-3-4-5-triszfoszfát, fehérjék képesek felismerni (pl. pleckstrin homológia domén PH domén; Protein-kináz B foszforilálódik és gátolja a sejthalált.)

Sejthalál kiesése/gátlása: daganat jöhet létre. Onkogének: olyan gének, amelyek mutációja daganattal jár (pl. TK-receptor, RAS-fehérje, Foszfatidilinozitol-3-kináz)

Tirozin-kináz aktiválja még: Foszfolipáz-C-gamma → IP3 + DAG (Nem minden TK-receptor)

• membránban pl. ANP-receptor (Atrialis Natriuretikus Peptid) Guanilát-cikláz aktivitás: GTP → cGMP ⇒ protein-kináz G aktiválása
• szolubilis guanilát-cikláz: cytosolban, aktiválja: NO (vazodilatációt idéz elő, endotélsejtek termelik, a simaizomban vannak a receptorok)

(Acetilkolin vazodilatátor hatása: endothel muszkarinerg receptorai megkötik, Ca²⁺ jel, NO-szintáz aktiválódik, Arg +O2 → NO citrullin)

• TGF β-receptor fibrotikus átalakulást idéz elő (Smad fehérjék foszforilációja; sejtmagban hatva a transzkripciót szabályozza)

Önmagában nem enzim, csak kapcsolt (Enzim és receptor külön molekula)

• Tirozin-kináz: Növekedési hormon, prolaktin (tejelválasztás), citokin (Ábra: zöld és kék receptor azonos, ligand aszimmetrikus; mindkét receptor eltérő részekkel köti a ligandot)
• citokin receptor → Janus-arcú kináz (két irányba is foszforilál) → STAT foszforilációja, összeszerelése és transzportja a sejtmagba

Ahhoz, hogy a receptor intracelluláris lehessen, feltétel: ligandra permeábilis a membrán, Pl. szteroidhormonok, T3/T4 hormonok (pajzsmirigyhormonok) Receptor alaphelyzetben a citoplazmában, Hsp90 (Heat Shock Protein 90) komplex, inaktív. Ligand kötésekor szétválnak, receptor megköti a ligandot, bemegy a sejtmagba, és szabályozza a transzkripciót

A jelátviteli folyamat leállítása:

7TM receptorokat kétféleképpen lehet deaktiválni:

• Ligand disszociációja (Nagyon lassú, mert nagyon nagy a ligand affinitása, T1/2≈10 perc!)
• Deszenzitizáció: R* a receptor-kinázok szubsztrátja (pl. β-Arrestin, Arrestin (csapokban))

(β-)Arrestin hatása: rákötődik a G-fehérjéhez kapcsolt receptor-kináz által foszforilált 7TM fehérjére, több G-fehérje nem fér oda

Másik hatása: receptor-mediált endocytosis, internalizáció (Membrán lefűződik clathrinburkos vesiculába, cytoplasmában enzimek defoszforilálják)

Ábra: kísérlet; zöld: β-Arresztin, piros: jelölt angiotenzin II. Megfigyelhető a lefűződés, Arresztin kimegy a membránra az angiotenzin-receptorhoz.

• A receptorhoz adapterfehérjén (jelen esetben Arrestin) keresztül clathrinhoz kapcsolódik
• A clathrinmolekulák egymáshoz kötődnek, bedomborítják a membránt
• Dynamin elcsippenti a vesicula nyakát, a vesicula a plazmában van
• Enzimek leszedik az adaptert és a clathrint, vesicula fuzionál az endosomával.

A receptor-mediált endocytosisnak nem csak a deszenzitizációban, hanem a tápanyagfelvételben is szerepe van.

Ellenkező irányban: a peptidhormonok (ábra) és neurotranszmitterek (ábra) felszabadulása is exocytosissal történik, a neurotranszmitterek exocytosisát az akciós potenciálhullám váltja ki Ca²⁺-jel útján.

Inzulin hatása a GLUT4 kihelyeződésére (ábra): GLUT4 normál esetben az endosomák membránjában van; inzulinreceptor (TK) jelére az endosomából kis exocytotikus vesiculákkal kimegy a GLUT4 a plazmamembránra.

• Vezikuláris H⁺-pumpa és H⁺/NT-antiporter transzmittert visz be a vezikulába
• A vezikula az aktív zónához vándorol, és
• ott kihorgonyzódik a membránra.
• A Ca²⁺ jel hatására a vezikula membránja és a plazmamembrán egyesülnek, a transzmitter kiürül.
• A vezikula clathrin és dynamin segítségével leválik a plazmamembránról, a folyamat újrakezdődik az 1. lépéstől.