BIO2 Povzetki seminarjev

Đorđe Dimitrijević: PLC regulacija: nastajajoči modeli molekularnih mehanizmov

Fosfoinozitol specifične fosfolipaze C so pogoste signalne komponente povezane z aktivacijo večina celičnih receptorjev.

Družine PLC so kompleksni, večdomenski proteini in skupaj pokrivajo širok spekter regulatornih interakcij, zajemajoč direktno vezavo na podenote G proteinov, majhne GTPaze iz Rho in Ras družin, receptorne in ne-receptorne tirozin- kinaze in lipidne komponente celičnih membran.

Nedavne strukturne določitve PLC komponent in njihovih kompleksov z regulatornimi proteini in direktne mehanistične študije, s prejšnjimi deli, so zagotovile temelje za predloge molekularnih mehanizmov, ki strogo regulirajo PLC aktivnost.

PLC encimi najdeni v evkariontih sestavljajo sorodno skupino proteinov, ki cepijo polarno skupino glavo fosfatidilinozitola 4,5 bisfostata ( PtdIns( 4,5)P2 )[1,2].

Najbolje dokumentirana posledica te reakcije in prvenstven celični signalni odziv je nastanek dveh sekundarnih obveščevalcev :

Inozitol 1,4,5-trifosfat ( Ins(1,4,5)P3), univerzalen kalcij-mobiliziran sekundaren obveščevalec, in diacilglicerol( DAG), aktivator več tipov efektorskih proteinov vključno z izooblikami protein- kinaz C.

Ti sekundarni obveščevalci zagotovijo skupen člen, od visoko specifičnih receptorjev za hormone, nevrotransmiterje, antigene, komponent zunajceličnega matriksa in rastnih faktorjev,do navzdol intracelularnih(znotrajceličnih) tarč.

S tem načinom prispevajo k regulaciji raznovrstnih bioloških funkcij kot so celično gibanje, fertilizacija in senzorna transdukcija.

Ena izmed pomembnih vlog različnih fosfoinozitidnih vrst je v usmerjanju proteina k posebnim sub-celičnim razdelkom za pomemben nadzor membranskega razvrščanja in celičnega gibanja.[3-5]

Povezava do originalnega članka

Aleksander Krajnc: Oligomerske oblike z G proteinom sklopljenih receptorjev (GPCR)

Oligomerizacija je poglavitna lastnost receptorjev na celični membrani, ki velja tudi za z G proteinom sklopljene receptorje (GPCR-je). GPCR-je so dolgo smatrali za monomerne enote. Kljub intenzivnim preučevanjem, razumevanje molekularnih funkcij in struktur še vedno ni čisto raziskano. Kot se je dokaz za združevanje receptorjev razvil iz eksperimentalnih celičnih linij v pomembne in vivo študije izoliranih kompleksov dimernega receptorja ter le-tega sklopljenega skupaj z G proteinom, je pričakovati, da bodo tudi strukturne osnove in funkcije oligomerizacije pri membranskem sporočanju kmalu pojasnjene. Kooperativna interakcija takšnih skupkov GPCR-jev pomembno vpliva na razširjanje signala skozi celično membrano in naprej do G proteinov. Obstoj oligomerizacije celičnih membranskih receptorjev je v celoti podkrepljena s termodinamskimi izračuni in izračuni za trajanje signala, da doseže različne kompartmente celice.

Model GPCR-ja obarvan po entropiji

Predvidevana oligomerizacija mesta GPCR-jev razreda B

Vito Frančič: Proteini WD40: središča v omrežju celičnih biokemijskih interakcij

Domene WD40 so beta propelerji, ki so večinoma sestavljeni iz sedmih WD ponovitev. Te ponovitve so kratki strukturni motivi sestavljeni iz približno 40 aminokislin in se pogosto končajo z dipeptidom triptofan-asparaginska kislina (W-D). Proteini, ki vsebujejo domene WD40, so velika družina in jih najdemo v vseh evkariontih. Njihove pomembne lastnosti so, da nimajo sposobnosti katalize, da večinoma opravljajo vlogo platform, na katerih se sestavljajo proteinski kompleksi, in da so močno zastopani v dosedaj raziskanih evkariontskih proteomih. Sodelujejo v mnogih pomembnih procesih, ki so nujni za preživetje celice, recimo signalna transdukcija, delitev celice, spremembe citoskeleta, kemotaksa, procesiranje RNA, … Domene WD40 so sposobne interagirati z mnogo različnimi tipi molekul in so zelo prilagodljive. Vse te lastnosti domen WD40 so najbolje razvidne iz primerov proteinov, ki vsebujejo te domene. Kompleks PRC2 (njegovi najbolj raziskani podenoti sta EED in RbAp46/48) igra pomembno vlogo pri utišanju gena Polycomb; proteini Seh1, Nup85, Sec13 in Nup145 igrajo pomembno vlogo pri sestavljanju plašča jedrnih por; na protein DDB1 deluje V-protein virusa SV5 ter s tem prepreči imunski odziv; kompleks DDB1-DDB2 sobeluje v prepoznavanju in odpravljanju napak na DNA, ki so jo poškodovali UV žarki.

Žan Caf-Feldin: Glikoliza: Zgolj bioenergetska vloga ali pot preživetja

V glavnih možganskih celicah nevronih in astrocitih poteka mnogo reakcij metabolizma. Raziskava se osredotoča na njihov odziv, ko v njih z NO zaustavimo mitohondrijsko dihanje, ki je eden od ključnih segmentov celičnega dihanja. Nevroni hitro po inhibiciji umrejo, medtem ko astrociti povečajo stopnjo glikolize in tako ohranijo mitohondrijski membranski potencial ter se izognejo apoptozi. Glavno vlogo pri povečanju glikolize igra encim 6-fosfofrukto-2-kinaze/fruktoze-2,6-bisfosfataze, izooblika 3 (PFKFB3), ki ga v nevronih primanjkuje saj se konstanto razgrajuje s pomočjo E3 ubikvintinske ligaze spodbujevalnega kompleksa anafaze/ciklosoma, (APC/C)– CDH1. PFKFB3 je odgovoren za produkcijo fruktoze-2,6-bisfosfata (F2,GP2), ki aktivira 6-fosfofrukto-1-kinazo (PFK1) in je neposredni glavni regulator glikolize. Za razliko od astrocitov, nevroni glukozo večinoma uporabljajo v fosfoglukonatni poti, ki regenerira reducirani glutation vendar ne proizvede zadostnega števila ATP, da bi lahko nadomestila količine dosežene brez inhibicije mitohondrijskega dihanja. Opazovanja so pokazala tudi, da bi lahko proteosomalni protein (APC/C)– CDH1 povezoval aktivacijo glikolize in celično razmnoževanje in reguliral proteine v ciklusu delitve celice.

Protein PFKFB3

Protein (APC/C)

Brigita Razboršek: Adhezijski GPCR-ji - Odkrivanje pomena novih receptorjev

GPCR, receptorji, povezani z G proteini,znani tudi kot 7TM, sestavljajo največjo družino površinskih celičnih receptorjev, ki jih najdemo v mnogoceličarskih proteomih. Receptorji zaznajo specifičen ligand, prenesejo signal v celico in v njej sprožijo ustrezen znotrajceličen odziv. GPCR-je lahko glede na sekvenčno homologijo razdelimo v šest razredov. Adhezijski GPCR-ji predstavljajo drugi največji razred, v človeškem telesu jih najdemo kar 30.

Adhezijske GPCR definira:

- dolg N-terminalni konec z več funkcionalnimi domenami (najdemo ga na zunajcelični strani),

- zelo zapletena genomska struktura z več introni in izrezovalnimi mesti,

- 7TM regija, ki nima jasnih podobnosti s 7TM regijami drugih GPCR-jev,

- GPCR proteolitično mesto, ki povezuje velike zunajcelične regije s 7TM.

Adhezijskim GPCR-jem njihova raznolika struktura omogoča opravljanje več nalog, ki so odvisne od tkiva in vrste celic, kjer se nahajajo. Pomembno vlogo imajo v imunskem odzivu, pri tumorogenezi in v razvojni biologiji, znanstveniki pa odkrivajo vedno več funkcij, ki jih opravljajo ti edinstveni receptorji.

Viri: 1. Yona, S., Lin, H., Siu, W. O., Gordon, S., Stacey M.: Adhesion-GPCRs: emerging roles for novel receptors. Cell press, 2008,Vol.33, No. 10, 491-500

2. Bjarnadóttir, T. K., Fredrikson, R., Schiçth, H. B.: The Adhesion GPCRs: A unique family of G protein-coupled receptors with important roles in both central and peripheral tissues. Cellular and Molecular Life Sciences , 2007, Vol. 64, 2104-2119