Bài giảng sinh học tế bào chương 4 đặng minh hiếu

11/24/20 TÍN HIỆU TẾ BÀO VÀ CÁC Q TRÌNH VẬN CHUYỂN TÍN HIỆU TẾ BÀO BÀI GIẢNG SINH HỌC TẾ BÀO ĐẶNG MINH HIẾU, PHD @ HUST TÍN HIỆU TẾ BÀO LÀ GÌ? • Tín hiệu tế bào (Cell signalling) phần hệ thống liên lạc phức tạp kiểm soát hoạt động điều phối hành động tế bào • Tín hiệu tế bào tín hiệu điện tử (electrical signal) diễn nhanh cho phép thông tin chuyển trực tiếp từ tế bào đến tế bào tiếp bên cạnh Tuy nhiên hình thức tín hiệu tế bào chủ đạo tế bào tín hiệu hố học (chemical signal) 11/24/20 CÁC DẠNG TÍN HIỆU TẾ BÀO Có 4 dạng tín hiệu tế bào: • Tín hiệu trực tiếp (direct signalling): xuất có tiếp hợp tế bào, thơng qua các khe tiếp hợp (gap junction) • Tín hiệu cận tiết (paracrine signalling): xuất tế bào gần nhau, đơi trực tiếp, đơi thơng qua dịch ngoại bào • Tín hiệu nội tiết (endocrine signalling): liên quan đến tín hiệu qua khoảng cách lớn, thường phân tử tín hiệu vận chuyển thơng qua hệ tuần hồn • Tín hiệu tự tiết (autocrine signalling): là hình thức tế bào đáp ứng với tín hiệu tạo PHỐI TỬ (LIGAND) VÀ THỤ THỂ (RECEPTOR) • Phối tử (Ligand): là phân tử tín hiệu • Thụ thể (Receptor): Là phân tử protein có thể gắn với phân tử tín hiệu khởi động chế đáp ứng Có nhiều loại thụ thể, tuy nhiên nhìn chung chúng chia làm hai loại: ØThụ thể nội bào (Intracellular receptors): thường tìm thấy bên tế bào (trong nguyên sinh chất nhân) ØThụ thể bề mặt (Surface receptors): thường tìm thấy màng tế bào 11/24/20 PHỐI TỬ • Đi qua màng tế bào: thường phân tử kỵ nước dễ dàng qua màng lipid tế bào (VD: steroid hormones, khí NO ) • Gắn bên tế bào: thường phân tử ưa nước, phân cực, hoặc tích điện có kích thước lớn mà dễ dàng qua màng tế bào (VD: các peptide (protein), một số phân tử tín hiệu thần kinh …) THỤ THỂ NỘI BÀO Là thụ thể thường thấy bên nguyên sinh chất nhân Các phối tử để gắn với thụ thể nội bào phải qua màng tế bào Steroid hormone Steroid hormone khuyếch tán qua màng tế bào Hormone gắn với thụ thể tế bào chất, hình thành tổ hợp phối tử–thụ thể Tổ hợp phối tử–thụ thể vào nhân kích hoạt qua trình mã mRNA được dịch mã tạo ra protein làm thay đổi hoạt động của tế bào Nguồn: https://courses.lumenlearning.com 11/24/20 THỤ THỂ KÊNH ION CỔNG PHỐI TỬ (LIGAND-GATED ION CHANNELS) • Là kênh ion có thể mở đóng đáp ứng với phối tử Gắn với phối tử từ bên ngồi tế bào làm thay đổi hình dạng protein và mở kênh, cho phép ion (Na+, Cl-, Ca2+ ) đi qua Dòng chảy ion làm thay đổi nồng độ chúng bên tế bào Kênh đóng lại phối tử tách khỏi thụ thể THỤ THỂ KẾT HỢP G-PROTEIN (G-PROTEIN COUPLED RECEPTOR) • Thụ thể kết hợp G-protein là họ lớn thụ thể bề mặt tế bào chung cấu trúc phương pháp tín hiệu Các thành viên họ tất có 7 tiểu phần protein khác xuyên qua màng, vận chuyển tín hiệu tế bào qua một loại protein gọi protein G 11/24/20 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA THỤ THỂ KẾT HỢP G-PROTEIN Nguồn: www.nature.com THỤ THỂ LIÊN KẾT ENZYME (ENZYME-LINKED RECEPTOR) • Là thụ thể xuyên màng, cũng biết đến thụ thể xúc tác, vì việc gắn với phối tử ngoại bào tạo hoạt tính enzyme ở vùng nội bào Do vậy , loại thụ thể xem loại protein gắn màng thực hai chức xúc tác enzyme và chức thụ thể Cấu trúc thụ thể liên kết enzyme Thụ thể có chức protein kinase Nguồn: www.biology-forums.com 10 11/24/20 Hai tín hiệu ngoại bào gắn vào hai thụ thể cặp thụ thể, hoạt hoá vùng protein kinase trên thụ thể THỤ THỂ TYROSINE KINASE Là nhóm thu thể liên kết enzyme phổ biến tìm thấy người nhiều loài khác Chúng enzyme xúc tác cho việc chuyển nhóm Vùng protein kinase tự phosphoryl hố gốc tyrosine trên thụ thể phosphate đặc biệt tới axit amin tyrosine Các protein chưa hoạt hoá gắn với thụ thể, và phosphoryl hoá, dẫn tới hoạt hoá chúng Các protein đã hoạt hố kích hoạt đáp ứng tế bào xác định tương ứng 11 CÁC CON ĐƯỜNG TRUYỀN TÍN HIỆU NỘI BÀO (INTRACELLULAR SIGNAL TRANSDUCTION PATHWAYS) Tiếp nhận Truyền Đáp ứng Thụ thể Phân tử tín hiệu Màng tế bào 12 11/24/20 CƠ CHẾ BẬT/TẮT (ON/OFF MECHANISM) Con đường tắt Các bổ thể kích hoạt thụ thể Các thụ thể kích hoạt protein gắn màng Các protein gắn màng kích hoạt protein nguyên sinh chất (cảm biến – sensor) Các protein trong nguyên sinh chất kích hoạt đích cuối đường (quan tác động – effector) Các protein đích cuối cùng gây ra đáp ứng 13 Q TRÌNH PHOSPHORYL HỐ (PHOSPHORYLATION) • Phosphoryl hố cách thức phổ biến để làm thay đổi hoạt động protein (kích hoạt bất hoạt) • Được thực cách bổ sung gốc phosphate vào nhiều vị trí protein, xúc tác enzyme gọi kinase • Việc gắn gốc phosphate thường liên quan đến 1 trong 3 axit amin có nhóm hydroxyl (-OH) trong chuỗi bên tyrosine, threonine và serine Source: www.khanacademy.org 14 11/24/20 ĐƯỜNG HƯỚNG MAPK (MITOGEN-ACTIVATED PROTEIN KINASE – MAPK CASCADE) Phosphoryl hoá phân tử đích nội bào thúc đẩy phát triển phân chia của tế bào Phosphoryl hoá yếu tố dịch mã khác Dịch mã gen thúc đẩy tế bào phát triển phân chia Source: www.khanacademy.org 15 ĐƯỜNG HƯỚNG cAMP (cyclic AMP) 16 11/24/20 ĐÁP ỨNG TẾ BÀO • Các đường hướng tín hiệu hướng tới đích chung tạo dạng đáp ứng tế bào Các tế bào gửi tín hiệu giải phóng tín hiệu nhằm mục đích biến đổi tế bào nhận tín hiệu theo cách cụ thể, gọi đáp ứng tế bào • Các đáp ứng tế bào cấp độ phân tử (chẳng hạn thay đổi mức độ biểu gen hay hoạt tính enzyme, …) hay mức độ vĩ mơ (có thể nhìn thấy qua sự thay đổi hành vi, hình thái tế bào, …) 17 ĐƯỜNG HƯỚNG INSULINLIKE GROWTH FACTOR RECEPTOR-1R (IGF-1R PATHWAY) Source: Zha and Lackner, Clin Cancer Res; 16(9) May 1, 2010 18 11/24/20 TÍN HIỆU TRAO ĐỔI CHẤT CỦA TẾ BÀO (CELLULAR METABOLISM SIGNALLING) Source: www.khanacademy.org 19 10