Biologia komórki 22.04

wtórnymi przekaznikami sa cykliczny AMP oraz Ca2+

GPCR nie jest kanalem jonowym, ale jest zwiazany z kanalem jonowym poprzez GTP

GPCR dzialajacy przez uklad fosfolipazy C : czasteczka sygnalowa, receptor wspolpracujacy z bialkiem G, uaktywniona fosfolipaza, fosfatydyinozytol, uwalniany jest diacyloglicerol, ktopry jest zwiazany z blona, dalej uaktywnia sie kinaza bialkowa

Kalmodulina białko wiązace Ca2+

Wolne oddzialywania GPCR, w momnencie kiedy kinaza C bedzie fosforylowala to dalsze fosforylacje powodyuja ze uruchamiamy czynniki transkrypcyjne, ktopre dopowiedzialne sa za trakcnrypcj niektorych genow

wiolna sciezka prowadzi do uruchomienia syntezy nowych bialek

Nowy wykład

Proteoliza , ubikwitynizacja i proteosomy

1. proteazy : serynowe, apsaraginowe, cynkowe, cysteinowe

2. aktywacja i hamowanie

3 . Lizosom

4. ubikwityna i proteosom

Klasy enzymow proteolitycznych:

- proteazy serynowe np enzymy trawienne ( trypsyna, chymotrypsyna i elastaza), rozne proteazy serynowe wykazuja rozną specyficznosc substratową

chymotrypsyna preferuje podstawniki aromatyczne, ktorych wegiel karbonylowy stanoi czesc wiazania peptydowego ulegajacego hydrolizie

trypsyna preferuje dodatnio naladowane reszty Lys lub Arg w wiazaniu, ktore ma ulec hydrolizie

W trakcie katalizy nastepuje atak nukleofilowy tlenu grupy hydroksylowej reszty seryny centrum aktywnego proteazy na wegiel karbonylowy wiazania peptydowego, ktopre ma zostac rozbite. Przejsciowo powstaje kompeks intermediat acyl- enzym. W wyniku hydrolizy produktu przejsciowego uwolniony zostaje drugi peptyd ( i enzym).

Centrum katalityczne wszystkich proteaz serynowych zawiera serynę, histydynę i asparagineW trakcie ataku tlenu hydroksylu jego proton jest przenoszony z setyny na pierscien imidazolowy histydyny a sasiadujacy karboksyl arparaginy jest laczony wiazaniem wodorowym do histydyny.

Proteazy asparaginowe:

- enzym trawienny (pepsyna)

- niektore proteazy lizosomalne

- enzym nerki - renina

- HIV - niektóre proteazy

dwie reszty asparaginowe w centrum aktywnym uczestniczą w katalizie kwasowo/ zasadowej. w reakcji jedna asparagina jest akceptorem protonu z aktywnej H2O i atakuje wegiel karbonylowy wiazania peptydowego. Rownoczesnie druga asparagina jest donorem protonu dla tlenu tej grupy karbonylowej wiazania peptydowego

Proteazy cynkowe (metaloproteazy):

- enzymny trawienne (karboksypeptydazy)

- uwalnaine przez komorki matriks metaloproteazy ( MMPs)

- niektore lizosomalne proteazy

Niekoitre MMPs np kolagenaza sa zaangazowane w degradację matriks zewnatrzkomorkowej w trrakcie reaaraznacji komorek. Niekotre MMPs maja rolę w sygnalingu komorkowym, wynikajaca z ich zdolnosci uwalniania cytokin lub czynnikow wzrostowych z powierzchni komorek poprzez ich odszczepienie od zwiazanych z błoną pre(pro) bialek.

Domena wiazaca cynk w centrum aktywnym metaloproteaz zawiera dwie His, ktorych pierscienie imidazolowe wiaza Zn. w trakcie katalizy Zn wspiera w centrum aktywnym nukleofilowy atak atomu tlenu z czasteczki wody na wegiel karbonylowy. Aktywna reszta ( Glu i karboksypeptydazie) ulatwia te reakcję prezez akceptowanie protonu z atakujacej wody.

proteazy cysteinowe wykazuja aktwynosc katalityczną dzieki udzialowi grup sulfhydrylowych cystein. deprotonacja cysteinowych- SH przez sasiadujace His prowadzi do nukleofilowegoi ataku S na wegiel karbonylowy wiazania peptydowego. tioester wiaze nowy koniec karboksylowy peptydu do grupy tiolowej cysteiny stanowiac intermediat reakcji ( porownywalny do intermediatu acyl-enzym proteaz serynowych).

Proteazy cysteinowe:

- papaina (proteaza cysteinowa roślin)

- katepsyny- duza rodzina lizosomalnych proteaz cysteinowych o roznej specyficznosci substratowej

- kaspazy - prpoteazy cysteinowe zaangazowane w proces apopotzy

- kalpainy - bedace ca- aktywowanymi proteazami cysteinowymi tnacymi ewenatrzkomorkowe bialka zaangazowane z ruch i aghezję komorek. regulują one procesy takie jak migracja komorek czy gojenie się ran.

Aktywacja proteaz: wiekszosc proteaz jest syntetyzowana jako duze pro (pro)bialka w trakcie aktywacji sa one ciete w celu uwolnienia frgamentu hamujacego. Aktywacja nastepuje gdy czasteczka proteazy dostanie sie do docelowego kompartymentu komorki lub do przestrzeni zewnatrzkomorkowej

hamowanie proteaz:

wiele inhibitorow proteaz posiada domeny wchodzace w konatkt i blokujace centrum katalityczne co zapobea przylaczeniu substratu

serpiny wykorzystuja samobojczy mechanizm dla hamowania proteaz serynowych i cysteinowych.

Zmiany konformacyjne wywolane cieciem serpin zapobiegaja zakonczeniu reakcji pozoistawiajac serpiny kowalencyjne zwiazane jako iner mediat acyl-enzym. Serpiny spelniaja rozne role wewnatrz i zewnatrz komorkowo jak hamowanie apoptozy cvzy rozkladu fibryny.

IAPs sa bialkowymi inhibitorami kaspaz i reguluja apoptozę

TIMPs sa inhibitorami metaloproteaz uwalnainymi przez komorki , domena inhibitorowa tych bialek wchodzi w interkację z katalkicztycznym Zn

Cystostatyny sa inhibitorami lizosomalnych katepsyn,m niektoree zwane takze stefinami wystepouja w cytozolu inne w przestrzeni miedzykomorkowej

cystatyny zabezpieczaja komorke przez katepsynami ktore wydostaly sie z lizosomow

Lizosomy zawieraja duzą ilosc enzymow hydrolitycznych ktore degradują bbialka i inne substancje pobrane na drodze endocytozy. Lizosomy posiadaja niskie pH dzieki dzialaniu wakuolarnej ATPazy. Wszystkie hydrolazy lizosomalne wykazuja kwasne optimum pH. W lizosomach wystepuje wiele katepsyn oraz proteazy asparaginowe i cynkowe. Aktywacja moze byc katalizowana przez inne enzymy lizosomalne lub na zasadzie autokatalizy.