Transcript GPCR aktiv PLC

PLC signaling
Prenošenje signala sa površine ćelije - svi kompleksni mehanizmi koji se dešavaju od momenta vezivanja
ekstracelularnog signala za receptorne proteine u plazma membrani pa do krajnjeg cilja, specifičnog odgovora
ili grupe odgovora ciljne ćelije koja se ogleda u promeni ponašanja ciljne ćelije.
G proteini i hormonska aktivnost
Fosfatidilinozitol (PI) = membranski fosfolipidni molekul, čija inozitolna grupa može biti fosforilisana
i defosforilisana kombinovanjem delovanjem kinaza i fosfataza.. Nivo fosfoinozitida je dinamički
regulisan ekstracelularnim signalima –TRK i citokinski receptor... Go ili Gq aktivira PLC....
Sinteza DAG i IP3 od PI vezanog za membranu.
Forme PI kinaza vezanih za membranu (PI-4 i PI-5 kinaza) fosforilišu specifičnu hidroksilnu grupu u inozitolnom
prstenu, produkujući fosfoinozitide PIP i PIP2. Razlaganje PIP2 delovanjem PLC generiše nastajanje dva
sekundarna glasnika DAG i IP3.
PLC – velika familija sisarskih hidrolitičkih fosfodiesteraza koja se uključuje u metabolizam
fosfatidilinozitola (PIP2) i signalnih puteva u koje su uključeni lipidi. Superfamilija se sastoji od 6
subfamilija = 13 izoformi različite tkivne distribucije, aktivacije, katalitičke regulacije, ćelijske
lokalizacije ..... PLC-δ (1,3 & 4), -β(1-4), -γ(1,2), -ε, -ζ, i nedavno otkrivena -η(1,2) izoforma.
Svi pripadnici familje su sposobni da katališu hidrolizu PIP2 unutrašnjem listu plazma membrane
generišući dva sekundarna glasnika: IP3 i DAG. Ovi molekuli modulišu aktivnost “downstream”
proteina značajnih za ćelijski signaling.
Aktivacija: Gαq ili Gβγ GPCR, TRKs, kao i članovi Ras superfamilije malih GTP-aza (Ras i Rho).
Sve forme PLC zahtevaju Ca++ za aktivaciju (mnoge forme imaju multipla vezna mesta za Ca++
u katalitičkom regionu).
Takodje, jedina forma koja je inaktivna pri
bazalnim intracelularnim koncentracijama Ca++
je δ subfamilja enzima – sugeriše da
funkcioniše kao Ca++ amplifikator koji se
aktivira “downstream” od ostalih formi PLC.
PLC-β(1-4) - aktivira se Gαq subjedinicama; Gβγ
aktiviraju β2 and β3 isozime (preko PH domaina).
PLC-γ – preko RTKs ili tirozin kinaza
PLC-ε – preko Ras i Rho GTP-aza;
PLC-ζ – je značajna u fertilizaciji kod kičmenjaka
tako što aktivira intracelularne oscilacije Ca++ 
začajno za početak razvoja embriona. Mehanizam
aktivacije još nepoznat;
PLC-η u nervnom sistemu
Slika 3. 21. Porast nivoa
citosolnog
Ca++
regulisanog
aktivacijom
IP3/DAG signalnog puta.
Porast nivoa Ca++ u citoplazmi je
kratkotrajan tj. prolazan, zbog toga
što se aktiviraju pumpe za Ca++,
locirane u ćelijskoj membrani ili
membrani ER, a koje aktivno
transportuju Ca++ u ekstracelularni
fluid ili nazad u lumen ER. Takodje, u
toku jedne sekunde od nastajanja
IP3 molekula, dolazi do hidrolize
jednog fosfata i nastajanja inozitol
1,4-bifosfata, koji ne može da aktivira
kanale za Ca++ u membrani ER.
Ovaj put može biti stimulisan
aktivacijom nekog G proteinzavisnog receptora, kao i
nekoliko drugih receptora koji
dovode do aktivacije PLC.
Razlaganje PIP2 dovodi do
nastajanja DAG i IP3 (1). IP3
difunduje u citosol, vezuje se za
kanale za Ca++ i otvara ih (2),
dozvoljavajuci difuziju Ca++ u
citosol (3). Jedan od različitih
odgovora
ćelije
izazvanih
porastom citosolnog Ca++ je i
regrutovanje protein kinaze C
(PKC) koja u plazma membrani
(4) biva aktivirana DAG-om (5).
Aktivirana PKC može da
fosforiliše
različite
ćelijske
enzime i receptore menjajući
njihovu aktivnost (6). Kada se
intracelularni depo isprazni, IP3 –
zavisni kanali se vezuju sa TRP
kanalima za Ca++ u plazma
membrani tj. otvaranjem TRP
kanala dolazi do influksa
Inozitol 1,4,5-trifosfat (IP3) izaziva oslobadjanje Ca++ iz
endoplazmatskog retikuluma
Ca++ se u ćeliji uglavnom nalazi uskladišten u tzv. intracelularnim depoima kao što su mitohondrije,
endoplazmatski retikulum (ER), ili se nalazi u sastavu nekih vezikula.
Vezivanje mnogih hormona za svoje membranske receptore (npr. u jetri, masnim ili nekim drugim ćelijama)
dovodi do porasta citosolnog Ca++, koji se oslobadja aktivacijom IP3-zavisnih Ca++ kanala u membrani
ER. Kanal se sastoji od četiri identične subjedinice, od kojih svaka, na N-terminalnom citosolnom domenu
poseduje vezno mesto za IP3. Kanal se otvara kada se za njega veže IP3, a kroz otvoreni kanal u citosol
difunduje Ca++. Ova tvrdnja tj. specifičnost IP3 efekta na Ca++ kanale, se može ilustrovati jednostavnim
ogledom u kome se preparatu ER vezikula dodaju različiti fosforilisani inozitoli od kojih samo IP3 izaziva
oslobadjanje Ca++ u citosol.
Porast nivoa Ca++ u citoplazmi je kratkotrajan tj. prolazan, zbog toga što se aktiviraju pumpe za Ca++,
locirane u ćelijskoj membrani ili membrani ER, a koje aktivno transportuju Ca++ u ekstracelularni fluid ili
nazad u lumen ER. Takodje, u toku jedne sekunde od nastajanja IP3 molekula, dolazi do hidrolize
jednog fosfata i nastajanja inozitol 1,4-bifosfata, koji ne može da aktivira kanale za Ca++ u membrani
ER.
Bez načina za ponovno punjenje intracelularnih depoa, ćelija bi brzo bila nesposobna da na ponovljenu
IP3 stimulaciju odgovori povećanjem citosolnog Ca++. Utvrdjeno je da se nakon pražnjenja depoa za
Ca++ u ER, otvaraju plazma-membranski kanali za Ca++ tzv. TRP kanali. Na još neobjašnjen način,
smanjenje Ca++ u lumenu ER, dovodi do konformacione promene IP3–zavisnih kanala za Ca++, koja
omogućava njegovo vezivanje za TRP kanale u ćelijskoj membrani. Ovakva interakcija dva kanala za
Ca++, dovodi do otvaranja TRP kanala i influksa ekstracelularnog Ca++ u ćeliju.
Transient receptor potential (TRP) channels  Store Operated Channels (SOCs)
TRP kanali su izgradjeni od polipeptidnih subjedinica (6TM) koje kao tetrameri
formiraju katjonski kanal. Ekspresovani u skoro svim ćelijama (veliki broj “splice
variants”).
3 teorije “store-operated Ca++
entery”
(ispražnjen depo ER dovodi
do otvaranja SOC-a):
direktna veza sa IP3R (po
analogiji veze izmedju
rianoidnog receptora i Cav
kanala);
sekundarni glasnik koji
difunduje iz ispražnjenog ER,
aktivira SOC;
Ca++ - fuzija vezukule koja
sadrži SOCs.
Diacilglicerol (DAG) aktivira protein kinazu C (PKC) koja reguliše
mnoge druge proteine
Nakon formiranja DAG ostaje povezan sa ćelijskom membranom. Njegova osnovna funkcija je da
aktivira familiju protein kinaza tzv. protein kinaza C (PKC). U uslovima kada ćelija nije stimulisana
hormonima, PKC je katalitički neaktivan solubilni citosolni protein. Porast citosolnog Ca++ dovodi
do regrutovanja PKC, i njenog približavanja plazma membrani, gde može da bude aktivirana u
reakciji sa DAG-om (koji je vezan za ćelijsku membranu). Može se reći da, aktivacija PKC zavisi od
porasta koncentracije Ca++ u citosolu, kao i od interakcije sa DAG-om, što predstavlja primer
interakcije dve grane IP3/DAG signalnog puta.
Aktivacija PKC u različitim ćelijama aktivira različite odgovore i ima važnu ulogu u mnogim
aspektima rasta i metabolizma ćelija. Na primer, u ćelijama jetre, PKC pomaže u regulaciji
metabolizma glikogena tako što fosforilacijom odredjenih proteina inhibiše sintezu glikogena.
Takodje, PKC u zavisnosti od tipa ćelije, može da fosforiliše različite transkripcione faktore i tako
indukuje sintezu mRNA koja će npr. dovesti do proliferacije ćelija.
Rast
Diferencijaciju
Apoptozu
PKC – familija kinaza koja sadrži oko 10 izoenzima.
Subfamilije: cPKC: , I, II,   aktivacija preko Ca++ i DAG-a;
nPKC: , , ,   aktivacija preko DAG-a ali za njihovu
aktivaciju nije potreban Ca++;
C=conentiolnal
N=novel
A=atipical
Signalni put PLC
Aktivacija atipičnih aPKCs (npr. protein kinaza M i  ...) se ne odvija ni
preko Ca++ a ni preko DAG-a.
Kataliticki domen PKC  konstitutivno aktivan
overekspresovan u HeLa i drugim
celijama = indukuje apoptozu
Proteoliticka aktivacija PKC  u keratinocitima
ukljucena u apoptozu izazvanu UV zracenjem
TPA tretman izaziva apoptozu celijama kancera dojke
(MCF-7)
Visoko konzervisan medju rezličitim
izoformama PKC i nešto manje medju
ostalim ser-thr kinazama
Razlike u mehanizmu aktivacije
(sek. glasnici koji ih aktiviraju).
Regulatorni domen (C1) sadrži vezno mesto za DAG,
kao i ne-fiziološki analog forbol estar npr.TPA (12O-tetradecanoylporbol-13-acetate).
Figure 2 Domain structure of the PKC subfamilies
Regulatorni
domen
Biochemical Journal
Katalitički
domen
www.biochemj.org
Biochem. J. (1998) 332, 281-292
Figure 5 Expansion of the PKC superfamily
Biochemical Journal
www.biochemj.org
Biochem. J. (1998) 332, 281-292
Translocation of PKCd to mitochondria in response to TPA
treatment. A, U-937 cells were treated with 250 nM TPA for the
indicated times. The cells were harvested and separated into
cytosolic (Cyto) and mitochondrial (Mito) fractions. Proteins were
subjected to10% SDS-PAGE and immunoblot analysis with antiPKCd. As controls, lysates were also analyzed by
immunoblotting with anti-Actin or anti- Hsp60. B, U-937 cells
were treated with 250 nM TPA for the indicated times. Cytosolic
(Cyto) and mitochondrial (Mito) fractions were analyzed by
immunoblotting with anti-PKCg or anti-PKCz.
Translocation of PKC to mitochondria
TPA – translokacija PKC  u mitoh- `release` cyt c – aktivacija caspase 3
THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
Vol. 275, No. 29, Issue of July 21, pp. 21793–21796, 2000
Translocation of PKCd to mitochondria in response to
TPA treatment. A, MCF-7 cells were treated with 250 nM
TPA for 1 h. Cytosolic (Cyto) and mitochondrial (Mito)
fractions were analyzed by immunoblotting with antiPKCd. B, U-937 cells were treated with TPA for 1 h. After
washing, the cells were immobilized on slides, fixed, and
incubated with anti-PKCd followed by Texas Redconjugated goat antirabbit IgG. Mitochondria were stained
with the mitochondria-selective permeant dye Mitotracker
Green FM.
Ca++ kao intracelularni glasnik
lokalizovano povećanje koncentracije slobodnog Ca++ je kritično za njegovu funkciju
sekundarnog glasnika. Na primer stimulacija GPCR-a, acetilholinom u sekretornim
ćelijama pankreasa i parotidne žlezde indukuje IP3-posredovan porast nivoa citosolnog
Ca++, koji izaziva fuziju sekretorne vezikule sa ćelijskom membranom i oslobadjanje
njenog sadržaja u ekstracelularni prostor.
U trombocitima, porast citosolnog Ca++, nakon stimulacije trombinom, izaziva
konformacionu promenu koja vodi ka agregaciji trombocita, vrlo značajnoj fazi u procesu
hemostaze. Sekrecija insulina iz  ćelija pankreasa, je takodje, izazvana porastom Ca++ u
citosolu, ali je mehanizam njegovog oslobadjanja drugačiji.
Intracelularna koncentracija Ca++ je niska ≈ 10-7M, dok je u ECF i ER visoka ≈ 10-3M.
Stimulacija ćelija ---- 10-20 X lokalno povećanje Ca++ u ćeliji ---- aktivacija Ca++senzitivnih proteina u ćeliji.
U jaja “starfish” je inicirana Ca++ senzitivna fluorescentna boja pre
oplodnje. Nakon oplodnje - talas
citosolnog Ca++ (crveno) oslobodjenog
iz ER, na mestu ulaska spermatozoida.
Ca++ izaziva promene na spoljašnjoj
membrani u smislu sprečavanja prodora
drugih spermatozoida, i inicira
embrionalni razvoj.
Sequential pool model for dense core vesicle
exocytosis
Glavni tipovi kanala za Ca++ koji su uključeni u Ca++ signaling:
•Voltažno-zavisni Ca++ kanali na plazma membrani (... depolarizacija .... ulazak Ca++ ...
sekrecija neurotransmitera)
•IP3 zavisni Ca++ kanali (aktivacija inozitoltrifosfatnog puta ..... Ca++ iz ER....)
•Rijanodinski receptori (senzitivni na biljni alkaloid rijanodin) reaguju na promene
potencijala membrane i dovode do oslobadjanja Ca++ i ER .... kontrakcija)
•TRP kanali
Koncentracija Ca++ u citosolu se održava niskom angažovanjem nekoliko mehanizama:
•Sve eukariotske ćelije imaju u plazma membrani Ca++-pumpe, ATP zavisne
•Ca++ transporter u plazma membrani(npr. u nervnim ćelijama povezuje eflux Ca++ sa
influksom Na+).
•Ca++ pumpa u ER
•Ca++ pumpa na
unutrašnjoj membrani
mitohondrija
Frekvenca oscilacija Ca++ utiče na odgovor ćelije
Ca++-senzitivni fluorescentni indikatori, npr. fura-2, se često koriste u merenju promene nivoa
citosolnog Ca++ u individualnim ćelijama, nakon aktivacije inozitol fosfolipidnog signalnog
puta. Ovako posmatran signal kalcijuma, je mali i lokalizovan na diskretne regione u ćeliji. Ovi
signali, koji se često nazivaju “šiljci”, predstavljaju osnovne jedinice Ca++ signalinga. Smatra
se, da oni nastaju usled otvaranja individualnog (ili male grupe) kanala za Ca++ u membrani
ER. Obično je Ca++ signal (šiljak), praćen serijom signala, koja obično traje nekoliko sekundi.
Oscilacije Ca++ traju toliko dugo, koliko traje aktivacija receptora na površini ćelije. Takodje,
oscilacije bar delimično zavise i od kombinacije pozitivne i negativne povratne sprege na IP3zavisan kanal za Ca++ (oslobodjeni Ca++ inicijalno stimuliše dalje oslobadjanje Ca++ iz
intracelularnog depoa, a kad njegova koncentracija dovoljno poraste, Ca++ inhibiše dalje
oslobadjanje).
Vazopresinom indukovane oscilacije Ca++ u
ćelijama jetre. Nature 319:600-602,1986.
Spontaneous Electrical Activity in Pituitary
Cells
“Ca++ imiging”
Dr. Osamu Shimomura
Aequorin – luminescentni protein izolovan iz morske meduze (Aequorea victoria ).
Emituje svetlo u prisustvu Ca++ - promene u Ca++ koncentraciji 0.5-10 M.....
U transgenim biljkama koje ekspresuju aequorin može se pratiti Ca++ u svim ćelijama
bez potrebe za mikroiniciranjem....
Osamu Shimomura - was the first person to isolate GFP and to
find out which part of GFP was responsible for its fluorescence
Douglas Prasher - realize the potential of GFP as a tracer
molecule.
Marty Chalfie - by attaching GFP to a promoter, he was hoping
that GFP would be produced whenever the promoter it was
attached to was activated
Sergey A. Lukyanov - found a red fluorescent protein (called
DsRed)
Roger Tsien - responsible for much of our understanding of
how GFP works and for developing new techniques and mutants
of GFP. His group has developed mutants that start fluorescing
faster than wild type GFP, that are brighter and have different
colors
GFP Amino Acid Sequence (238 amino acids) :
MSKGEELFTGVVPVLVELDGDVNGQKFSVSGEGEGDATYGKLTLNFICTTGKLPVPWPTLVTTFSYGVQCFSRYPDHMKQHDFFKSA
MPEGYVQERTIFYKDDGNYKTRAEVKFEGDTLVNRIELKGIDFKEDGNILGHKMEYNYNSHNVYIMGDKPKNGIKVNFKIRHNIKDGSV
QLADHYQQNTPIGDGPVLLPDNHYLSTQSALSKDPNEKRDHMILLEFVTAARITHGMDELYK
“Ca++ imiging”
Fura-2 is a calcium chelator which means that it is able to bind Ca2+ so that the
ions are not able to perform a reaction with anything and easily can be
transported.
Fura-2 is excited at 340 nm and 380 nm of light, and the ratio of the emissions at
those wavelengths is directly correlated to the amount of intracellular calcium. The
use of the ratio allows freedom from a myriad of confounding factors, such as dye
concentration, autofluorescent background, focus drift and ambient light, making
Fura-2 one of the most preferred tools to quantify calcium levels.
Roger Tsien and
coll., 1985:
This is in a range of cellular
calcium signals (0,1-1 µM).
Cellular Distribution of GFP and GFP-Tagged
GnRH-R in GT1-7 Neurons
Ca++/kalmodulin kompleks posreduje u odgovoru ćelija na spoljašnje signale
Pored vezivanja za GPCR, i vezivanje liganda za nekoliko drugih tipova receptora, može da aktivira PLC, što
dovodi do IP3-posredovanog povećanja nivoa slobodnog Ca++ u citosolu.
Proteini koji vežu Ca++ = intracelularni senzori i prenosioci (transduceri) Ca++ signala
Troponin C – prvi otkriven
Kalmodulin – u svim eukariotskim ćelijama – 1% ukupne mase proteina. Sastoji se od viskoko
konzervisanog polipeptidnog lanca sa 4 vezna mesta za Ca++ (visokog afiniteta)  konformaciona
promena  vezuje se za druge proteine. Može da funkcioniše kao regulatorna subjedinica
enzimskih kompleksa ali najčešće vezivanje Ca++ inicira vezivanje sa targetnim proteinima
Npr. Ca++/kalmodulin aktivira
Ca++ pumpe u plazma membrani
koje pumpaju Ca++ iz ćelije i
pomažu vraćanje citosolnog Ca++
na bazalni nivo.....
konformaciona promena
kalmodulina
 heliks PP lanca
Većina efekata Ca++ je indirektna i posredovana fosforilacijom proteina katalisanom
familijom ser-thre kinaza = Ca++-kalmodulin zavisne kinaze (CaM-kinaze).
Prva otkrivena Cam-kinaza = miosin light-chain kinase (aktivira kontrakciju glatke
muskulature)...... Phosphorylase kinase – aktivira razgradnju glikogena.
Neke fosforilišu regulatorne prosteine odredjenih gena (npr. CREB)  inhibišu ili
aktiviraju transkripciju odr. gena.
CaM kinaza II – multifunkcionalna
2% od ukupnih proteina i više u nekim
regionima CNS (sinapse).
Može da funkcioniše kao molekularna
memorijska naprava = kada se aktivira
sa Ca++-kalmodulinom ostaje aktivna i
kad nivo Ca++ u citosolu padne 
autofosforilacija = produžena aktivnost
kinaze sve dok fosfataze ne
defosforilišu kinazu  uloga u održanju
memorije u učenju – kičmenjački NS.
Tačkasta mutacija koja uklanja
autofosforilaciju Cam kinaze II (a katalitička
aktivnost kinaze je očuvana) = defekt u
učenju.
Dekoder frekvence oscilacija Ca++ - vazna u sinapsama gde promene intracelularnog Ca++
vode ka dugotrajnim promenama. Npr. kada je in vitro Cam-kinaza II imobilisana + delovanje
fosfataza + pulsevi Ca++/kalmodulin kompleksa razlicite frekvence = enzimska aktivnost
graduisano raste u funkciji frekvence Ca++/kalmodulina.
Ca++/kalmodulin-zavisna aktivacija drugih efektornih proteina
Ca++/kalmodulin kompleks može da aktivira cAMP fosfodiesterazu, enzim koji degradira cAMP u 5`AMP i time se uključuje u inhibicuju signalnog puta cAMP-a. Ovakva interakcija dva signalna puta,
je jedan od mnogih primera interakcije dva sekudarna glasnika, koja su uključena u finu regulaciju
odredjenih aspekata funkcije ćelija.
Signaling preko metabolizma membranskih
inozitol fosfolipida.
LAT (adapterni protein na T ćelijama koji se
fosforiliše tokom njihove aktivacije) se vezuje za
PLCg1 aktiviranu fosforilicijom sa ZAP-70 i drugim
kinazama (npr. Itk). Aktivna PLC1 hidrolizuje
membranski PIP2 i stvara IP3 (stimuliše povećanje
kalcijuma u citozolu) i DAG (aktivira enzim PKC).
Povećanje citozolskog kalcijuma I aktivacija PKC
potom aktivira različite transkripcione faktore, što
rezultira formiranjem raznolikih ćelijskih odgovora.
U nekim ćelijama aktivacija receptora i signalnog puta preko PLC i IP3 dovodi do aktivacije
specifičnih transkripcionih faktora. U nekim slučajevima Ca++/kalmodulin aktivira protein
kinazu koja fosforiliše transkripcione faktore, a modifikacijom njihove aktivnosti reguliše
ekspresiju gena. U drugim slučajevima, Ca++/kalmodulin aktivira fosfatazu, koja
defosforiliše transkripcione faktore.
Značajan primer uključivanja
ovakvog mehanizma u regulaciju
funkcije ćelije je aktivacija T
limfocita, u kojima joni Ca++
stimulišu aktivnost
transkripcionog faktora NFAT
(engl. nuclear factor of activated
T cells). U nestimulisanim
ćelijama NFAT je fosforilisan i
lociran u citosolu. Nakon
stimulacije receptora i
povećavanja nivoa citosolnog
Ca++, Ca++/kalmodulin kompleks
se veže i aktivira kalcineurin.
Kalcineurin je serin-fosfataza,
koja u aktivnoj formi uklanja
ključnu fosfatnu reziduu
(defosforiliše) na citosolnom
NFAT-u, i time omogućava
njegovu translokaciju u nukleus i
stimulaciju ekspresije gena
važnih za aktivaciju T limfocita.
cGMP aktivira PKG i izaziva relaksaciju ćelija glatke muskulature
Ca++/kalmodulin kompleks, takodje ima važnu ulogu u kontroli dijametra krvnih sudova. Ovaj
signalni put angažuje NO, kao signalnu molekulu, i ilustruje primer funkcije cGMP-a kao
sekundarnog glasnika.
Go
Regulacija kontraktilnosti glatke muskulature krvnih sudova preko NO i cGMP.
cGMP aktivira PKG i izaziva relaksaciju ćelija glatke muskulature
Relaksacija glatke muskulature, takodje, može biti izazvana, vezivanjem atrijalnog natruretičnog peptida (ANP) i nekih
drugih peptdida za svoje receptore na membrani glatko-mišićnih ćelija. Citoplazmatični domen ovih membranskih
receptora, poseduje enzimsku aktivnost, sposobnost produkuje cGMP. Kada povećan volimen krvi, istegne ćelije
miokarda pretkomore, one sekretuju ANP. ANP, cirkulacijom dospeva do receptora za ANP tzv. membranske guanil
ciklaze, koja se nalazi na membrani glatke muskulature susednih krvnih sudova, veže se za nju i stimuliše produkciju
cGMP-a. Aktivacija PKG izaziva dilataciju krvnih sudova, koja smanjuje krvni pritisak i tako smanjuje pokretački
stimulus koji je doveo do sekrecije ANP.
Struktura domena gunanilil
ciklaza.
Prikazani su modeli ANPCRs
(engl. ANP Clearance
Receptors; tzv. „okrnjena“
forma mGC-A kome
nedostaje citoplazmatični
domen ispod
jukstaglomerularnog
domena), mGCs i sGCs.
Cardiovascular Research (2008) 77, 344–352
Figure 1 Simplified signalling pathways of myocardial pre-conditioning. MMP; matrix metalloproteinases; HB-EGF, heparin-binding epidermal growth factor-like
growth factor; Pro, pro-HB-EGF; PDK, phospholipid-dependent kinase; PI3K, phosphatidylinositol 3-kinase; PI4,5P2, phosphatidylinositol bisphosphate; PI3,4,5P3,
phosphatidylinositol trisphosphate; MEK, mitogen activated protein kinase; ERK, extracellular-signal regulated kinase; NO, nitric oxide; NOS, NOS synthase;
eNOS, endothelial NOS; GC, guanylyl cyclase; PKG, protein kinase G; PKC, protein kinase C; KATP, mitochondrial ATP-dependent potassium channel; p70S6K,
p70S6 kinase; GSK-3b, glycogen synthase kinase-3b; MPT, mitochondrial permeability transition. (Modified from reference94).
Cardiovascular Research (2008) 77, 344–352
Figure 2 cGMP-induced opening of mitoKATP triggers the
intramitochondrial signalling pathway. Signals arising from Gi-coupled
receptors are delivered tomitochondria via the terminal kinase PKG. PKG
phosphorylates an unknown MOM receptor (‘R1’) which transmits the signal,
by an unknown mechanism, to PKC11 located at the inner membrane. The
activated PKC11 phosphorylates and opens mitoKATP. PKC11 activity is likely
to be counteracted physiologically by Ser/Thr protein phosphatases (PPase)
such as PP2A. MitoKATP opening via PKC11 or by KATP channel openers
such as diazoxide causes Kþ uptake, increased matrix pH, and increased
H2O2 production from ComplexI. H2O2 produced by mitoKATP activity now
diffuses and activates both PKC11 and PKC12. PKC12 inhibits MPT, thus
reducing cell necrosis and infarct size. cGMP-independent protective
mechanisms operate via a second unknown MOM receptor (‘R2’), which also
transmits the signal to mitoKATP via PKC11.
Serine/threonine-specific protein phosphatases
Serine and threonine phosphates are stable under physiological conditions, so a
phosphatase has to remove the phosphate to reverse the regulation. There are
several known groups with numerous members in each:
PP1 (α, β, γ1, γ2)
PP2 (formerly 2A)
PP3 (formerly 2b, also known as calcineurin)
PP2C
PP4
PP5
All but PP2C have sequence homology in the catalytic domain, but differ in substrate
specifity.
Ser/Thr-specific protein phosphatases are regulated by their location within the cell
and by specific inhibitor proteins