1 / 15

Тема: Іонні процеси у ракових клітинах

Тема: Іонні процеси у ракових клітинах. План Загальні типи мембранного транспорту Na + -К + АТФаза AT Ф-залежні Са 2+ помпи Роль Са 2+ гомеостазу в апоптозі ракових клітин Іонні градієнти постачають енергію для вторинного активного транспорту

patsy
Download Presentation

Тема: Іонні процеси у ракових клітинах

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Тема: Іонні процеси у ракових клітинах План • Загальні типи мембранного транспорту • Na+-К+ АТФаза • ATФ-залежні Са2+ помпи • Роль Са2+ гомеостазу в апоптозі ракових клітин • Іонні градієнти постачають енергію для вторинного активного транспорту • Іон-селективні канали сприяють швидкому перенесенню іонів через мембрани • Нейрональний Na+ канал • Роль вутрішньоклітинного рН

  2. Загальна схема транспортних механізмів у клітинній мембрані

  3. Структура Na+/К+-АТФази Jens Scou Na+/K+-АТФаза — тетрамер із молекулярною масою 270 кДа, який пронизує мембрану. Велика субодиниця містить ділянку, яка здійснює гідроліз АТФ, і ділянку, яка зв'язує інгібітори. Мала субодиниця містить вуглеводні групи.

  4. Механізм транспорту Na+і K+за допомогою Na+/K+-ATPази • Зв’язування трьох іонів Na+ сайтом високої спорідненості на великій субодиниці фермента з цитозольного боку. • Зменшення спорідненості сайта до Na+ • Звільнення Na+на зовнішньоклітинній поверхні мембрани. • Зв’язування іонів К+ сайтом високої спорідненості на великій субодиниці фермента із зовнішньоклітинного боку. • Дефосфорильований фермент втрачає спорідненість до К+ . Транспортний білок готовий до нового циклу.

  5. Оуабаїн (оuabain) – інгібітор Na+/K+-АТФази Strophanthus gratus Doliba Nat et al. Metabolic control of sodium transport in streptozotocin induced diabetic rat hearts. Biokhimia, 2000, 65(4): 590-7. Acokantera ouabaio

  6. Na+-К+-Сl- - котранспортер у нирках • Реабсорбція Na+здійснюється через Na+-K+-Cl- - транспортер (чутливий до фурасеміду та буметаніду) та базолатеральну Na+/K+-АТФазу, яка виступає рушійною силою цього транспорту. Експресія апікальних К+- і базалотеральних Cl- - каналів генерує позитивний заряд з боку протоки, що сприяє додатковому транспорту Na+та інших катіонів через міжклітинний простір. (Delpire et al. Nephrol Dial Transplant (1996) 11: 1967-1973).

  7. Sarco(Endo)plasmic Reticulum Ca2+-ATPase (SERCA) Два Ca2+щільно зв’язуються із ферментом на цитозольній стороні та стабілізують конформацію, що дозволяє АТФ реагувати з активним сайтом залишку аспартату. Фосфорилювання аспартату стимулює перехід Са2+-зв’язуючого сайту на іншу сторону мембрани і послаблення його спорідненості до катіону. Са2+ вивільняється у ЕР. Вивільнення Са2+ викликає гідроліз Фн з ферментного аспартату та відновлення Ca2+-зв’язуючого сайту з цитозольного боку.

  8. Са2+-залежний апоптоз в ракових епітеліальних клітинах простати Зліва: Клітина андроген-залежного раку простати з “протікаючими” каналами ендоплазматичного ретикулуму (ЕР) SERCAпомп, інтралюмінальним калретикуліном (CRT) і Са2+-каналами плазматичної мембрани (SOCs), які забезпечують регуляцію апоптозу іонами кальцію. Справа: андроген-незалежний фенотип із суттєво нижчою [Са2+] в ЕР в результаті меншої активності CRT і SERCA помп, посиленого витікання Ca2+(товстіші лінії) та зменшення кількості SOC-каналів, що елімінують один з апоптичних шляхів (ER depletion/stress-dependent apoptotic pathway)і зменшують ефективність іншого (Ca2+ entry-dependent). (Prevarskaya et al. BBRC 2004;322(4):1326-35).

  9. Транспорт глюкози у клітинах (епітеліальні клітини кишечника) Глюкоза проникає у клітину в результаті котранспорту із Na+. Далі вона рухається до базальної мембрани, де проникає у кров через пасивний транспортер GluT2.Na+/К+-АТФаза викачує Na+ назад, підтримуючи натрієвий градієнт – рушійну силу поглинання глюкози.

  10. Валіномцин – іонофор-переносник іонів К+ Синтезується у Streptomyces fulvissimus. Шість атомів кисню взаємодіють із К+ , заміщаючи кисень води. Селективний до К+ у порівнянні із Na+. Внутрішня сторона валіноміцин-K+комплексу полярна, а поверхня – гідрофобна, що дозволяє проникати через ліпідний бішар. Пасивний переносник для K+. Іон може вивільнятись після проникнення через мембрану. Може транспортуватись через мембрану незалежно від зв’язування із К+. Напрямок транспорту залежить від електрохімічного градієнту K+.

  11. Вольт-воротній Na+канал А Б • Чотири домени оточують центральний трансмембранний канал вистланий полярними амінокислотними залишками. Сегменти, що зв’язують петлі 5 і 6 (червоні) у кожному домені, зближаються біля зовнішньоклітинної поверхні щоб утворити селективний фільтр характерний для усіх Na+каналів. Завдяки цьому фільтру канал відрізняє іони Na+від інших іонів схожого розміру. Дезактивуючі ворота (зелені) закриваються (пунктирна лінія) незабаром після відкривання активуючих воріт. • Б. Вольт-чутливий механізм включає рух 4-ої петлі (синя) перпендикулярно до площини мембрани у відповідь на зміни трансмембранного потенціалу. Сильний позитивний заряд на петлі №4 дозволяє зсунути її усередину у відповідь на негативний зсередини мембранний потенціал (Vm). Деполяризація зменшує цей зсув і 4-та петля розлабляється, висуваючись назовні мембрани. Цей рух передається до активуючих воріт (помаранчеві), викликаючи конформаційні зміни, що відкривають канал у відповідь на деполяризацію.

  12. Дефективні іонні канали викликають цистовий фіброз (ЦФ) Слиз на поверхні легенів вкритий бактеріями. У здорових легенях ці бактерії знищуються і вимітаються рухом війок. За ЦФ активність бактерій зростає, викликаючи повторні інфекції і прогресуюче пошкодження легенів.

  13. Дефективні іонні канали викликають цистовий фіброз (ЦФ) (продовження) ЦФ може викликатись за мутацій Cl--каналу CFTR. Він містить 12 трансмембранних спіралей і три фукціональних домени із цитозольного боку: NBF1і NBF2 зв’язують АТФ, а регуляторний домен R слугує сайтом фосфорилювання для АМРК. Олігосахаридні ланцюги приєднані ззовні на сегменті між 7 і 8 спіралями. Найпоширенішою мутацією за ЦФ є вилучення фенілаланінового залишку в позиції 508 на NBF1домені. Структура CFTR є дуже схожою на траспортер антиракових препаратів, що вилучає їх із цитозолю ракової клітини.

  14. Інтегральні білки, що забезпечують міжклітинну взаємодію Інтегрин (integrin) містить αіβтрансмембранні поліпептиди; їх зовнішньоклітинні домени об’єднуються, утворюючи зв’язуючі сайти для двовалентних іонів металів і білків позаклітинного матриксу (таких як колаген і фібронекти) чи специфічних поверхневих білків інших клітин. Кадгерин (сadherin) має чотири позаклітинних Са2+-зв’язуючих домени, найвіддаленіший з яких містить сайт, що приєднується до кадгерину на поверхні іншої мембрани.N-CAM (neuronal cell adhesion molecule) представляє сімейство імуноглобулін-подібних білків, що забезпечують Ca2+-незалежне зв’язування з поверхнею сусідніх клітин. Селектини (selectins) щільно зв’язують карбогідратні залишки на сусідніх клітинах; це зв’язування є Ca2+-залежним.

  15. Додаткова література Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. В 3-х т.т. М., Мир, 1994 Геннис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. М., Мир, 1997 Prevarskaya et al. Ca2+ homeostasis in apoptotic resistance of prostate cancer cells. BBRC 2004;322(4):1326-35

More Related