Først lige det sidste vi manglede om apoptose

Transkript

1 Først lige det sidste vi manglede om apoptose

2 Fra Vækstfaktorreceptoren over PI-3 kinasen og PKB (kaldet Akt) til hæmning af apoptose. PI-3 kinasen binder til phosphotyrosin på receptoren, den aktiveres og fosforylerer PI (4,5)P2 til PI(3,4,5)P3). Denne fungerer som docking site for en Phosphatidyl dependent kinase (PDK1) og for PKB som bliver aktiveret. Hvordan vækststimulering hæmmer apoptose PKB fosforylerer det proapoptotiske protein BAD som slipper de antiapoptotiske proteiner og derved virker antiapoptotisk og vækstfremmende

3 Naboceller konkurrerer om overlevelsesfaktorer. Dvs at ved stor celletæthed induceres apoptose Dette er vigtigt for at forhindre proliferation udover en ønsket tæthed, kaldes density-dependent inhibition of cell division.

4 Target cellerne laver survival factors. Der er for mange nerveceller og de konkurerer hinanden ud med hensyn til survival facators. De der ikke får nok går i apoptose og derved tilpasses antallet at nerveceller til antallet af modtagerceller

5 12.14 The death receptor pathway of apoptosis can engage MOMP through the cleavage of the BH3- only protein Bid cross talk mellem indre og ydre vej Caspase-8, der er aktiveret via dødsreceptoren kan aktivere Bid. Bid aktiverer Bax og Bak til at lave mitochondrieporen MOMP, derved startes den mitochondrielle vej.

6 Der er altså en vej fra den ydre apoptose vej, dødsreceptorvejen til den indre, mitochondrievejen over initiator caspase 8 til Bid Figure 12.24: Bid bridges the death receptor and mitochondrial pathways.

7 12.15, 12.16,12.17og bliver I ikke spurgt om og de indgår heller ikke i noget spørgsmål Downloaded from: StudentConsult (on 10 October :31 AM) 2005 Elsevier

8 Hvordan fjernes de apoptotiske celler? Fagocytose af makrofager el.a. Den apoptotiske celle nedregulerer nogle receptorer i overfladen der normalt signalerer spis mig ikke Den producerer lysophosphatidylcholin som gør at andre kan finde den, den dannes ved hjælp af en phospholipase. Den flipper phosphatidylserin fra den indre halvdel af membranen til den ydre halvdel

9 12.19 Fjernelsen af de apoptotiske celler. De spises af makrofager. Det vigstigste signal er at phosphatidyl serin der normalt findes i den indre halvdel af lipid dobbelt laget flipper ud til ydersiden og genkendes af makrofagerne.integriner på makrofagerne er involveret i denne genkendelse. Fospholipase A aktiveres under apoptose og laver lysophosphatidyl cholin som udskilles og tiltrækker makrofager

10 En meget brugt apoptose test er, at det phosphatidylserin bindende protein Annexin V kobles til en fluorescerende probe, så man kan se, hvis der er phosphatidyl serin på ydersiden, der kan binde den fluorescerende probe Figure 12.29: Externalization of phosphatidylserine is an eat me signal

11 12.20 Apoptosis plays a role in diseases such as viral infection and cancer Visse virus laver antiapoptotiske proteiner af Bcl-2 familien. Nogle laver Caspase-8 blokere. Virus er parasitter og er derfor ikke interesseret i at værten dør. I cancer er den apoptotiske proces blokeret. Den vigtige tumour supressor p53 er muteret i 50 % af alle cancerceller og er en vigtig inducer af apoptose. p-53 øger transkriptionen af Bax men er også i stand til at aktivere Bak og Bax i cytosolen og at hæmme Bcl-2 i cytosolen. 50% af alle cancerceller har fejl i p53. Mikkel og Christian lavede et spændende bachelorprojekt om p53 og vi tilbyder specialer i hele

12 Forelæsning 10 lipid messenger Lewin 14.16, Gomperts Kap 5 side plus 2 udleverede artikler 6.1 og 6.2.

13 14.16 Lipids and lipid-derived compounds are signaling molecules Adskillige lipid afledte second messengers produceres fra membranlipider. Phospholipase Cs danner f.eks både opløselige (IP3) og membranbundne, diacylglycerol (DAG) second messengers.

14 14.16 Lipids and lipid-derived compounds are signaling molecules Ion kanaler og transportører moduleres af forskellige lipider. PI 3-kinasen synthetiserer PIP 3 som har betydning ved cellebevægelighed og vækstregulering. Phospholipaserne PLD and PLA 2 laver også second messengers.

15 Lipid messengers Signalmolekyler der dannes fra membranens lipider (her er 5 forskellige) Phospholipase A 2 (PLA 2 ), Phospholipase C (PLC), Phopholipase D (PLD) og PI3 kinasen starter vigtige signalkaskader i cellerne. PLA 2 produkterne: Arachidonsyre og lysophospholipider PLC produkter er: Inositol 1,4,5 trisphosphat (Ins(1,4,5) 3 eller IP 3 ) og Diacylglycerol (DAG). PLD : Phosphatidsyre og DAG PI3-kinasen: Phosphatidyl inositol 3,4,5 trifosfat (PIP3) PLC produkterne og deres rolle er gennemgået tidligere. Det samme er PI3 kinase vejen Vi skal gennemgå PLD og PLA2 produkterne specielt arachidonsyre og arachidonsyremetabolitterne efter uddelte artikler.

16 Fig. 8. Activation of the protein kinases PDK1 and Akt/PKB by PI3K Eyster, K. M. Advan. Physiol. Edu. 31: ; doi: /advan Copyright 2007 American Physiological Society

17 PLC PLD PLA2 Her spalter phospholipaserne PLA2 frigør arachidonsyre

18 Arachidonsyre og arachidonsyre metabolitter. Arachidonsyre tilhører den relative lille gruppe af kemiske substanser som under udviklingen blev udvalgt som informationsmolekyle. Arachidonsyre er polyumættet fedtsyre med 20 kulstofatomer og 4 dobbeltbindinger og er almindelig i cellemembranens fosfolipider

19 PLC laver PLD laver Figure 14.17b: Structures of some lipid second messengers.

20 De dele af Artiklerne der bliver gennemgået er pensum. Det der ikke bliver gennemgået af artiklerne skal ikke opgives. Det fremgår klart af powerpoint slidene hvilke figurer det drejer sig om.

21 PLC har vi talt om tidligere husk PLC-β bliver aktiveret fra seven path receptorer af Gα q og Gβγ og PLCγ fra receptor tyrosin kinaser

22 Fig. 5. Regulation of PI(4,5)P2 by PLC and PI(4,5)P2 structures Eyster, K. M. Advan. Physiol. Edu. 31: ; doi: /advan Copyright 2007 American Physiological Society

23 cpla2. Er en gruppe af højmolekylære enzymer der findes i cytosolen. Der er klonet tre homologe af cpla2: den klassiske 85kDa, Ca-afhængige cpla2 alfa og to nyere opdagede enzymer 199kDa enzymet cpla2 beta og 65kDa enzymet cpla2 gamma. De mobiliserer arachidonsyre fra sn-2 prositionen på phospholipider ved at kløve esterbindingen. Derved dannes arachidonsyre og lyso-phopholipid som kan aktivere PLCβ. Arachidonsyre er selv en messenger eller den omsættes til eicosanoiderne der er vigtige messengers. Man har lavet knock out mus der ikke kan lave cpla2 og fundet at de hverken laver prostaglandiner, leukotriener eller tromboxaner.

24 PLA2 er en hurtigt voksende superfamilie af enzymer der kløver fedtsyren i stilling sn-2 der som regel er arachidonsyre. Der findes både intracellulære og secernerede PLA2 er. Man deler dem i fire hovedtyper hver med flere grupper. 1. Sekretoriske spla2 IA. Cobraslange gift IB. Pancreas enzym IIA Klapperslange, blodplader. III. Bier V. Human hjerte, lunge og makrofager VII Humant plasma IX Marin snegl (giftig) X Humane leukocyter 2. Ca uafhængige ipla2 VI. Findes i makrofager 3. Platelet activating factor acetyl hydrolase (PAF-AH) Pattedyr, hjerne,lever, nyre og plasma 4. Cytosoliske PLA2 IV. Finde både alpha, beta og gamma Den vigtigste er 85 kda Ca afhængige cpla2α Den er klonet og krystalstrukturen er kendt Den reguleres af Ca og af phosphoryleringer Aktiveres af Erk Den translokerer til kernen når den aktiveres

25 Reguleringen af cpla2 alfa. Reguleres især af Ca og phophoryleringer bl. a af Erk. Den spalter først og fremmest arachidonsyre fra kernemembranen Ca: Stigning i Ca får cpla2 alfa til at translokere til membranen hvor det binder via sit C2 domæne. Det er fundet at den først og fremmes translokerer til kerne membranen. Cellesvulmning: Vi har fundet at i ustimulerede Ehrlich ascites tumour celler er cpla2 alfa jævnt fordelt i cytoplasma. Ved cellesvulmning eller ved en stigning i Ca fandt vi translokation til kernen målt ved confocal mikroskopi. Vi ved at der ikke er nogen stigning i Ca efter cellesvulmning så translokationen skyldes en anden mekanisme i dette tilfælde.

26 Translokering af cpla 2alfa til indersiden af kernemembranen efter hypo osmotisk cellesvulmning i Ehrlich celler - Konfokal mikroskopi Isotonic cpla 2 alfa er jævnt fordelt i cellen Rabbit anticpla 2 alfa and FITC-conjugated secondary antibody (grønt) Hypotonic cpla2alfa er flyttet ind i kernen Tetramethylrhodamin-conjugated wheat germ agglutinin mærker celleoverflader (rødt)

27 Regulering af PLA2 alfa ved Phosphoryleringer: cpla2 alfa har consensus sites for MAP kinaser som fosforylerer på Serin-505 og serin 727, hvorved den aktiveres. Den kan godt translokere uden at aktiveres så det er to uafhængige processer. P38 MAP kinase og p42 MAP kinase (Erk) er fundet at være involveret. Der er også fundet phosphorylering med PKC og PKA. Måske går PKC virkningen via MAP kinaser. Tyrosin kinaser har også en effekt måske igen gennem MAP kinaser.

28 Arachidonsyre og arachidonsyremetabolitter i signal transduktion. Arachidonsyre selv har to velbeskrevne signal funktioner: 1) Den kan modulerer ion kanaler i cellemembranen direkte. Aktivere outward rectifier K kanaler Aktivere NMDA receptor kanaler Hæmme visse kloridkanaler 2) Den stimulerer PKC Arachidonsyre metabolitter eicosanoids (iltningsprodukter) har mange signallerings funktioner. 1) Inde i cellen 2) Udenfor cellen via receptorer

29 Eicosanoider Eico betyder 20 dvs de har alle 20 kulstofatomer i fedtsyren det er iltede c-20 fedtsyrer Eicosanoider er lokalhormoner dannet udfra arachidonsyre.. De første der blev opdaget var prostaglandinerne (Von Euler 1930) Strukturen blev fastlagt af Bergstrøm og Sjøvall i 1969erne Prostaglandinerne har 2 dobbeltbindinger mindre end den fedtsyre de kommer fra. Her fra arachidonsyre med 4 dobbeltbindinger

30 Almindelig oversigt over arachidonsyre metabolismen Cyclooxygenasen peroxidase lipoxygenasen

31 Aspirin inaktiverer cyclooxygenasen ved at acetylere en seringruppe i enzymet. Derved hæmmes dannelsen af prostaglandiner. Dette fremmmer samtidig dannelsen af leukotriener fordi de to typer stoffer konkurerer om arachidonsyren. Derfor taler man om aspirin allergikere (se senere)

32 Alle celler syntetiserer og frigør prostaglandin Prostaglandin ud af cellen gennem prostaglandin transporteren (PGT) (se artikel 6.2, Fig.1)

33 Fysiologiske effekter af prostaglandiner: Afslapper blodkar Forhindrer aggregering af blodplader Virker uterussammentrækkende og bruges til at fremkalde fødsler

34 PGI2 laves i endothelcellevæggen, den afslapper blodkarret og hæmmer agregering af blodpladerne. Virker modsat af TXA2. Blodpropper kan dannes hvis blodkarvægen er klistret til og ikke kan danne PGI2.

35 Prostaglandiner og tromboxaner virker via receptorer. Det er seven-pass G-protein koblede receptorer. Der er 9 kendte prostaglandin receptorer.

36 Fra artikel 6.2 Fig.1

37 Leukotriener: Definition samt celleoprindelse Hvad er leukotriener? Fedtstofderivater af arachidonsyre. Tilhører gruppen af eicosanoider. Inddeles i 2 grupper: 1. Leukotrien B 4 (LTB 4 ) 2. LTC 4, LTD 4 og LTE 4 (cysteinylleukotrienerne (CysLT er) ) Fungerer som lokalhormoner. Binder til specifikke receptorer. Hvor dannes de? LTB 4 : polymorfonukleare leukocytter, eosinofiler, mastceller, alveolære makrofager og epitelceller i luftvejene. CysLT erne: eosinofiler, basofiler, mastceller og alveolære makrofager.

38 5-lipoxygenase (5-LO) bindes af 5-lipoxygenase aktiverende protein (FLAP) på kernemembranen. FLAP præsenterer 5- LO for AA. AA metaboliseres til LTA4. LTA4 går to veje enten til LTB4 eller til peptidoleukotrienerne LTC4, LTD4 og LTE4 Downloaded from: StudentConsult (on 10 October :31 AM)

39 Fig 2 i artikel 6.2. Leukotrien syntese og virkning. LTA4

40 Leukotriener virker via receptorer. Det er seven-pass G-protein koblede receptorer. Der kendes BLT1 og BLT2 receptorer for LTB4, CysLT1 for LTD4 og Cys LT2 for både LTD4 og LTC4. Klonet fra museceller i vores gruppe.

41 Astma og allergiske reaktioner: CysLT1 receptoren i den glatte muskulatur i bronchierne er ansvarlig for bronchiekontraktion under asma anfald. Både 5-lipoxygenase hæmmere og CysLT1 receptor antagonister bruges til astma medicin. Også allergiske reaktioner og autoimmune betændelsesreaktioner er afhængige af leukotriener Vi arbejder i min gruppe med desensibilisering af CysLT1 receptoren ved PKC phosphorylering og med CysLT1 receptorens styring af de volumenfølsomme K kanaler