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