Prof. Dr. Hamdi ÖĞÜŞ Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, LeJoşa, KKTC

(1)

Prof. Dr. Hamdi ÖĞÜŞ

hamdiogus@gmail.com

Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, LeJoşa, KKTC

(2)

Reseptör Enzimler

•  Bu reseptörler plazma zarının dış yüzünde ligand-bağlayan bir bölge içerirler. Sitozolik tara?a ise bir enzim ak@f merkezi bulunur.

Bu iki bölge zarı geçen tek bir transheliks segment ile bağlıdır.

•  Reseptör enzimlerin çoğu reseptör Rrozin

kinazdır (RTK).

(3)

RESEPTÖR TİROZİN KİNAZLAR

(4)

Çeşitli Reseptör Tirozin Kinazlar (RTK)

Bütün reseptör @rozin kinazlar evrim sürecinde bir başka

reseptörden kaynak almışFr. Bu nedenle benzer bölgeler içerirler.

(5)

(6)

(7)

İnsülin reseptörü Rrozine-özgü bir protein kinazdır

(8)

RTK ile akRve edilen başlıca sinyal ileRm yolları

•   MAPK (Mitojenle ak@ve olan protein kinaz) zinciri

•   PI-3K (Fosfoinositol 3-kinaz, bir lipid kinaz) → PKB (Protein kinase B) yolağı

•   PLC → PKC yolağı

•   Src (Reseptör-dışı @rozin kinaz)

(9)

Fosfo@rozin etkileşme bölgeleri olan sitoplazmik proteinler reseptördeki fosfo@rozin gruplarına bağlanırlar, ak@ve olurlar ve bir sinyal başlaFrlar.

RTK ile akRve edilen başlıca sinyal ileRm yolları

(10)

Üç protein kinaz, herbiri bir sonrakini fosforile ederek ak@ve eden bir zincir

(cascade) oluşturur.

Raf-1 : Bir MAPKKK @pi

MEK : Map-Erk Kinase

(Bir MAPKK @pi)

ERK : Extracellular regulated

kinase (Bir MAPK @pi) IRS-1

İnsulin Reseptör Substratı-1 -  İnsülinin hedef proteinidir.

- İnsülin reseptöründen diğer hedeﬂere haber taşır.

Gen Ekspresyonunun

İnsülinle Düzenlenmesi

(11)

İnsülin reseptörü insülini

bağlar ve karboksil ucundaki

@rozinleri otofosforilasyon yoluyla fosforile eder.

İnsülin reseptörü IRS-1’i Tyr yan gruplarından fosforile eder.

Grb2’nin SH2 bölgesi

IRS-1’in fosfo@rozin kısmına bağlanır. Sos, önce Grb’ye, daha sonra da zara bağlı olan Ras proteinine bağlanır: GDP ayrılır ve GTP Ras’a bağlanır.

Ak@ve olan Ras Raf-1’e bağlanır ve ak@ve eder.

Gen Ekspresyonunun

İnsülinle Düzenlenmesi

(12)

Raf-1, MEK’i , üzerindeki iki Ser yan grubunda fosforile eder. MEK de ERK’ i

üzerindeki Tyr ve Thr yan gruplarından fosforile ederek ak@ve eder.

ERK nükleusa göçer ve Elk1 gibi nükleer transkripsiyon faktörlerini fosforile ederek ak@ve eder.

Forforillenmiş Elk SRF’ye bağlanarak hücre bölünmesi için gerekli genlerin

transkripsiyon ve translas- yonunu uyarır.

Gen Ekspresyonunun

İnsülinle Düzenlenmesi

(13)

Hücre döngüsünde MAPK zinciri

(14)

Mitojen sinyalleri, hücreye hücre dışından bölünmeyle ilgili sinyallerdir.

MAPKKK (MAPKK kinase, Raf-1)

MAPKK üzerindeki Ser ve Thr yan gruplarını fosforile eder.

MAPKK (MAPK kinase , MEK)

MAPK üzerindeki hem Ser ve Thr hem de Tyr yan gruplarını fosforile eder.

MAPK (ERK):

Transkripsiyon faktörleri vb.

üzerindeki Ser ve Thr yan gruplarını fosforile eder.

Raf- 1 MEK ERK

MAPK zinciri (Mitojenle uyarılan protein kinazlar)

(15)

MAPK zinciri (Mitojenle uyarılan protein kinazlar)

(16)

(17)

PI-3K ð PIP3 ð PKB Aktivasyonu

İnsülin

Reseptör )rozin kinaz

PI3-kinaz

PIP₂ PIP₃

PKB

PKB’nin PDK1 tara^ndan fos-

forilasyonu ve ak@vasyonu

PDK1

PKB

PDK1

PKB

P

GS GS

GSK3

P

GSK3

UDP-glukoz + Glikojen_n Glikojen_n+1 + PP_i

PIP2 Fosfa@dilinositoldifosfat PIP3 Fosfa@dilinositoltrifosfat PI3K Fosfa@dilinositol-3-kinaz

PDK1 Fosfa@dilinositol bağımlı kinaz 1 PKB Protein kinaz B

GSK3 Glikojen sentaz kinaz 3 GS Glikojen sentaz

IRS-1, çizimi basitleş.rmek için gösterilmedi

İnak@f formlar

(18)

PIP₂ PIP₃ PI3K

Büyüme ve sağkalım sinyalleri

Uyarının sona erdirilmesi

Çeşitli kanser @plerinde, tümör hücrelerinde PTEN’de bir defekt vardır ve çok yüksek PIP3 düzeyine ve PKB ak@vitesine rastlanır.

Sonuçta, sürekli bir hücre bölünme sinyali tümörün büyümesine yol açar.

PIP3-özgül fosfatazlar (PTEN) PIP3’ün 3C konumundaki fosfaF koparır ve PIP2

oluşturur ve böylece arFk PKB için bir bağlanma yeri olamaz ve ak@vasyon zinciri kopar.

Substratların defosforilasyonu, fosfoprotein fosfatazlar [örn.

fosfo@rozin fosfatazlar (PTP) ve bir lipid fosfataz (PTEN)]

tara^ndan gerçekleş@rilir.

PI-3K ð PIP3 ð PKB Aktivasyonu

(19)

Küçük G proteinleri (yalnızca bir altbirim)

Küçük G proteinleri beş grup alFnda toplanan 154 üyeli bir ailedir.

GTP bağlama özellikleri vardır. Tek altbirimleri vardır.

İşlevsellikleri bağlı olan nükleo@din GTP (ak@f) ya da GDP olmasıyla belirlenir ve sıkı bir kontrol alFndadır. Diğer proteinlerle birlikte kompleksler yaparak önemli biyolojik olaylarda görev alırlar.

1.  Ras Protoonkojendir. Gelişme ve farklılaşmada etkilidirler.

2.  Arf Kesecik traﬁğinde görev alırlar.

3.  Rab Kesecik traﬁğinde görev alırlar.

4.  Rho Hücre iskele@ (ak@n) oluşmasında görev yaparlar.

5.  Ran Nükleer porlardan çekirdeğe giriş/çıkışlarda görevlidirler.

(20)

Ras – Küçük G proteini (yalnızca bir altbirim)

İnakRf

Ras-GDP

GTPaz akRve edici proteinler (GAP) Guanin nükleoRd

değiş-tokuş faktörü (GEF)

Ras-GTP

AkRf

(21)

GUANİLİL SİKLAZ – İki farklı izozim

•  Zarsal guanilil siklaz tek bir polipep@dden oluşur ve GTP’den cGMP sentezler.

•  cGMP, protein kinaz G’yi (PKG) ak@ve eder.

Bu enzim de substraF olan proteinleri Ser ya da Thr yan grup-

larından fosforile eder.

Çözünür ve sitozolik olan diğer guanilil siklaz izozimi ise NO tara^ndan ak@ve edilir.

(22)

Sinyalin sona erdirilmesi :

•  cGMP fosfodiesteraz

(cGMP-PDE) cGMP ’ yi inak@f 5’-GMP’ye çevirir.

•  Penis kan damarlarında

bulunan PDE izoformu (PDE5) bir inhibitör olan

sildenaﬁl (Viagra) ile inhibe edilebilir.

•  İlaca bağlı olarak cGMP düzeyindeki yükselme erek@l disfonksiyonların

tedavisinde kullanılmaktadır.

GUANİLİL SİKLAZ – İki farklı izozim

(23)

•   Bu reseptörler, ligandlarına bağlan-

dıklarında dimerize olurlar ve çözünük bir @rozin kinaz olan JAK’ı (Janus kinaz) ak@ve eder. Ak@f JAK önce reseptörü fosforile eder. Daha sonra da bir transkripsiyon faktörü olan STAT’ı fosforile eder.

•  Ak@ve olan STAT reseptörden ayrılır ve hücre çekirdeğine göç ederek DNA’ya bağlanır ve

transkripsiyonda yerini alır.

STAT; bir transkripsiyon faktörü ailesi (signal transducer and activator of transcription).

Enzim akRvitesi olmayan reseptörler

(24)

Nükleer reseptörler

•  Ökaryo@k, DNA-bağlayan transkripsiyon faktörleridir.

•  Gen ekspresyonunu liganda bağlı bir biçimde düzenlerler.

•  Büyüme, gelişme, farklılaşma, metabolizma

ve üreme gibi birçok işlevi düzenlerler.

(25)

Steroid hormon reseptörleri

-  GR : Glukokor@koid reseptörü

-  MR : Mineralokor@koid reseptörü -  PR : Progesteron reseptörü

-  AR : Androjen reseptörü -  ER : Östrojen reseptörü

Ligandı bilinmeyen diğer reseptörler - T

₃

Prof. Dr. Hamdi ÖĞÜŞ Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, LeJoşa, KKTC