Các loại tín hiệu ngoại bào Các bước liên quan đến quá trình trao đổi thông tin giữu các tế bào thông qua các tín hiệu ngoại bào Các loại truyền tin giữa các tế bào (intercellular signalling): Hormones Thụ thể tiếp nhận tín hiệu : Receptor và các phần tử gắn Ligand Các phần tử truyền tin thứ 2 Giới thiệu một số con đường truyền tín hiệu.
Chương V TÍN HIỆU TẾ BÀO Nội dung • • • • • • • Các loại tín hiệu ngoại bào Các bước liên quan đến trình trao đổi thơng tin giữu tế bào thơng qua tín hiệu ngoại bào Các loại truyền tin tế bào (intercellular signalling): Hormones Thụ thể tiếp nhận tín hiệu : Receptor phần tử gắn Ligand Các phần tử truyền tin thứ Giới thiệu số đường truyền tín hiệu Các loại tín hiệu ngoại bào – Các kích thích từ mơi trường: ánh sắng, mùi vị, âm thanh, dinh dưỡng – Từ tế bào phát tín hiệu: phân chia, biệt hóa, phần tử truyền tín hiệu sản sinh tế bào : peptid, protein, hormone… Sự truyền tín hiệu ngoại bào • Các phân tử tín hiệu giải phóng tế bào phát tín hiệu • Các tín hiệu gọi chất gắn ligand • L bám vào thụ thể đặc hiệu tương ứng tế bào đích l • Sự tương tác RL tạo thay đổi cấu hình R • Kích thích sản sinh phản ứng đáp trả đặc hiệu tế bào • A cell targeted by a particular chemical signal has a receptor protein that recognizes the signal molecule Các bước q trình trao đổi thơng tin tế bào thơng qua tín hiệu ngoại bào Tổng hợp phần tử tín hiệu Giải phóng phần tử tín hiệu tế bào phát tín hiệu vận chuyển tín hiệu đến tế bào đích Tiếp nhận tín hiệu thụ thể Phản ứng trả lời tế bào thơng qua đường truyền tín hiệu Những thay đổi thay đổi đặc thù chức năng, đồng hoá hay phát triển tế bào điều hoà đáp ứng lại thường kèm theo; Bất hoạt thụ thể receptor Loại bỏ phần tử tín hiệu Các loại tín hiệu tế bào (intercellular signalling): Hormones – Nhóm ưa lipid: (lipophilic): ph ần tử ưa lipid có kích th ước nh ỏ, có kh ả khuyêch tán qua màng sinh ch ất t ương tác với thụ thể nội bào • Steroid: cortisol, progesterone, estradiol testosterone) • Thyroxine • Retinoic acid – Tác động chậm – tổng hợp theo nhu cầu, giải phóng trực tiép từ màng sinh chất – Rất bền vững bám vào protein vận chuyển màng – Nhóm tan nước với thụ thể bám b ề m ặt tế bào • Peptide hormones: insulin, yếu tố sinh trưởng glucagon • Các phần tử tích điện có kích thước nhỏ: ví dụ epinephrine histamine, catecholamines chất cấu tạo từ amino acids có chức hormones chất dẫn truyền thần kinh – Tác động nhanh: giây đến vài phút – Tích lũy giải phóng nhanh thong qua tượng xuất bào – Phân rã nhanh chóng – Nhóm ưa lipid lien kết với thụ thể bề mặt tế bào • Prostaglandins (eicosanoid super family): 16 loại prostaglandins thuộc nhóm khác nhau, gọi PGA-PGI Họ eicosonoid hormone bao gồm prostacyclins, thromboxanes leukotrienes • Brassinosteroids Cơ chế hoạt động hormone tan lipid • Hormon khuyếch tán qua lớp phospholipid kép vào tế bào • Bám vào thự thể, bật /tắt gen đặc hiệu • Phân tử mRNA hình thành điều khiển tổng hợp protein • Protein thay đổi hoạt động tế bào cAMP • Cyclic adenosine monophosphate (cAMP, cyclic AMP or 3'-5'-cyclic adenosine monophosphate) chất truyền tin thứ hai đóng vai trò quan trong nhiều q trình tế bào • Được sử dụng để truyền tín hiệu nội bào chuyển tác động hormone ( glucagon, adrenaline) vốn khơng xun qua thành tế bào • Liên quan đến hoạt hóa protein kinase điều hòa tác dụng adrenaline glucagon điều hòa qua Ca== qua kênh ion Protein Kinase A (cAMP-Dependent Protein Kinase) chuyển Pi từ ATP thành OH Ser or Thr Protein Kinase A trạng thái nghỉ phức hệ gồm : catalytic subunits (C) regulatory subunits (R) R2C2 Adenylate cyclase phân tử trả lời kích thích nhóm GPCR Một số GPCR gắn liền với cổng trao đổi ion cGMP • Cyclic guanosine monophosphate (cGMP) nucleotid mạch vòng bắt nguồn từ guanosine triphosphate (GTP) • cGMP hoạt động chất truyền tin thứ hai giống cAMP, có vai trò hoạt hóa protein kinase phản ứng trả lời bám vào bề mặt tế bào peptid hormone khơng có khả thẩm thấu qua màng Sự tổng hợp cGMP xúc tác guanylate cyclase (GC), chuyển GTP thành cGMP • • GC bám màng hoạt hóa peptide hormones ví dụ e atrial natriuretic factor, GC dnạg hào tan hoạt hóa nitric oxide NO để kích thíhc tổng hợp cGMP • cGMP đóng vai trò điều hòa kênh ion, đồng hóa đường, tự chết tế bào, co giãn cơ… DAG, IP3, Ca++ • inositol 1,4,5-trisphosphate (IP 3) and diacylglycerol (DAG) IP3 DAG s ản phẩm trình bẻ gãy phân tử phosphotidylinositol (PI), sản sinh thơng qua hoạt hóa loại thụ th ể c nhi ều hormone ( (GPCRs and RTKs) Ca++ • Nhiều tín hiệu ngoại bào cảm ứng tăng nồng độ Ca++ để điều hòa nhiều chức tế bào: phtá triển phơi, tiết, co rút cơ… • Ca++ có thẻ dùng tín hiệu chúng có nồng độ thấp tế bào chất cao dịch ngoại bào ER • Khi tín hiệu giúp mở kênh Ca++ màng sinh chất mang ER, Ca++ “đổ bộ” vào dịch bào để thực tác động chúng Giới thiệu số đường truyền tín hiệu MAP kinase pathway SAP/JNK pathway p38 pathway ERK pathway NFkB pathway Cell survival pathway Wnt signaling pathway Jak/Stat pathway Smad pathway Con đường tín hiệu MAP kinase • Hoạt hóa RTK thơng quan yếu tố sinh tr ưởng, hormone • Dẫn đến hoạt hóa apdaptor protein gọi Ras-GTPase • Ras cảm ứng bước tín hiệu kinase khởi đầu với kinase gọi rac hoạt hóa MAP kinase đạt cực đại • Một loạt kinase tham gia vào bước trung gian • Sự hoạt hóa MAPK dẫn đến thay đổi vị trí nhân phosphoryl hóa nhiều protein khác nhau, bao gồm y ếu t ố phiên mã tham gia điều hòa biểu gen MAPK kinase paths Stress, cytokines, hormones & mitogens signal through cdc42/rac cdc42/rac – then activates one of three MAPK paths: Stress Cytokines Stress Hormones Cytokines Mitogens Hormones p38MAPK: stress response & apoptosis (MAPKAP-2, HSP27) JNK: (jun) cdc42/rac stress response & proliferation Activation of ras/MEK/ERK path: proliferation & differentiation grb2 MAPK kinase transcription factors (nucleus) MEKKs MEKKs MEK 3/6 JNKK 1/2 p38MAPK MAPKAP-2 HSP27 JNK 1/2 ATF ATF elk jun elk ras raf-1 MEK 1/2 ERK 1/2 elk RSK fos sos ... OH + ATP Protein Protein O P O− + ADP O− Pi H2O Protein Phosphatase Một protein kinase chuyển gốc phosphate đầu kết thúc ANT thành nhóm hydroxyl phân tử protein Một protein phosphatase hoạt... truyền tín hiệu thứ • Protein thụ thể hoạt hóa G-protein màng G-protein hoạt hóa adenylate cyclase để chuyển hóa ATP thành tronglàtếphân bào tử chtruyền ất • cAMP Cyclic AMP tin thứ hai • Hoạt hóa... cặp protein G gồm phân tử (coupled trimeric G protein) có chức nút cơng tác cách quay vòng trạng thái hoạt động khơng hoạt động • protein phản ứng lại kích thích bao quanh màng Các protein gắn