cell signalling 2012
Post on 02-Mar-2016
42 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
Prinsip cell signalling
Signalling melalui reseptor terkait G-protein
Signalling melalui reseptor terkait enzim
Target cell adaptation
OUTLINE
-
Tranduksi sinyal
Adalah proses perubahan bentuk sinyal yang berurutan, dari sinyal
ekstraseluler sampai respon dalam komunikasi antar sel
Tujuan:
Untuk berlangsungnya komunikasi antar sel, yaitu
-Bagaimana sel memahami keadaan sekitar
-Bagaimana sel bereaksi terhadap keadaan sekitar
-
Transduksi sinyal dari molekul sinyal sampai respon pada sel
-
Bentuk proses pemberian sinyal antar sel
1. Endokrin
Molekul sinyal : Hormon
Mediator sinyal: Peredaran darah
Jarak ke sel target jauh (ke seluruh tubuh)
Contoh: Adrenalin
Kortisol
Estradiol
Glukagon
Insulin
Testosteron
Tirosin
-
2. Parakrin
Molekul sinyal : Lokal mediator
Mediator sinyal: Medium ekstraseluler
Jarak ke sel target dekat (sekitar sel)
Contoh: EGF (Epidermale Growth Factor)
PDGF (Platelet-derived Growth Factor)
NGF (Nerve Growth Factor)
Histamin
Gas NO
-
3. Sinapsis
Molekul sinyal : Neurotransmiter
Mediator sinyal: Axon
Jarak ke sel target jauh (ke seluruh tubuh)
Contoh: Asetilkolin
GABA (Gama-Amino Bitric Acid)
-
4. Adanya kontak antar sel
Molekul sinyal : molekul signal yang
tergantung adanya kontak
Mediator sinyal: kontak langsung dengan
membran plasma
Jarak ke sel target paling dekat
Contoh: Protein delta (dalam perkembangan
embrio)
Protein dalam respon imun
-
5. Autokrin
Suatu sel mensekresikan molekul, dan molekul tersebut
bekerja/berpengaruh terhadap sel itu sendiri atau sel-sel lain yang
sejenis.
-
Molekul sinyal yang sama, pada sel yang berbeda akan memberikan respon yang
berbeda
Contoh: Asetilkolin
-
Kombinasi molekul sinyal yang berbeda, yang diterima oleh suatu sel, akan
memberikan respon yang berbeda
-
Untuk dapat menimbulkan respon, molekul sinyal ekstraseluler
mengikat reseptor yang spesifik pada sel
Ada 2 jenis reseptor
1. Reseptor permukaan sel
- tersisip dalam membran plasma
- untuk molekul sinyal hidrofilik, yang besar
2. Reseptor intraseluler
- terdapat di dalam sel
- untuk molekul signal hidrofobik, yang kecil
- merupakan protein regulator yang mengaktifkan gen
- Contoh molekul sinyal: hormon steroid, hormon tiroid,
retinoids, vitamnin D, dll
-
2 Jenis Reseptor pada Sel
-
Molekul sinyal yang hidrofobik dan kecil, selain dapat mengikat reseptor intraseluler, juga
dapat mengikat enzim di dalam sel,
Misalnya: gas NO, diikat oleh enzim guanil siklase di sel otot
Selanjutnya, enzim mengubah GTP menjadi cGMP untuk
relaksasi otat
Satu molekul signal mempunyai reseptor yang berbeda pada sel yang berbeda
Contoh: Asetilkolin, di sel otot muskel mengikat reseptor permukaan sel
di sel otot jantung mengikat reseptor intraseluler
-
Transduksi sinyal pada tingkat sel
Melalui:
-Reseptor permukaan sel:
* Ion channel-linked receptor
* G protein-linked receptor
* Enzyme-linked receptor
-Reseptor intraseluler
-
Reseptor permukaan sel
Molekul sinyal ekstraseluler menimbulkan perubahan pada reseptor, tanpa harus
masuk ke dalam sel.
Ada 3 klas reseptor permukaan sel:
A. Reseptor yang mengikat ion kanal (Ionotropic Receptor)
Sinyal + Reseptor
Kanal terbuka
Masuk dan keluarnya ion
pengaruh yang
bersifat elektris
-
B. Reseptor yang mengikat GTP-binding Protein (G-Protein)
Sinyal/ligan + Reseptor mengikat G-protein
aktifasi G-protein
Aktifasi enzim Aktifasi kanal ion
Perubahan konsentrasi
mediator intraseluler
Perubahan permeabilitas ion
pada membran plasma
-
Proses signaling melalui reseptor yang mengikat G-protein
-terbesar dari reseptor pemukaan sel
-Ditemukan pada semua eukariota
-Memperantarai respon dari banyak molekul sinyal, seperti hormon,
neurotransmitter, lokal mediator.
-strukturnya: protein transmembran yang membentuk 7 lipatan
(seven-pass transmembrane protein)
- Mengikat trimerik G-protein (GTP-binding protein)
-
G-protein (GTP-binding protein)
-Terdiri dari 3 sub unit: , , dan
- Dalam keadaan tidak ada stimulasi dari molekul sinyal:
Reseptor dan G-protein tidak aktif tidak ada kontak antar keduanya
- Ketika ada molekul sinyal
kontak antara reseptor dan G-protein
GDP pada subunit diganti oleh GTP
terjadi disosiasi antara subunit dan
subunit dan menjadi aktif mengatur aktifitas target protein di
membran plasma
Lamanya ikatan subunit-subunit tsb pada target protein menentukan
kuat/lemahnya pengaruh molekul sinyal pada sel tsb.
-
G protein-linked receptor
A. Ketika tidak ada stimulus, reseptor dan G protein inaktif dan terpisah
B. Ketika signal ekstraseluler terikat dgn reseptor, terjadi perubahan konformasi pada reseptor; G protein terikat reseptor
C. Perubahan pada -subunit menyebabkan GDP digantikan oleh GTP, selanjutnya menyebabkan -subunit terpisah dari -subunit
-
Target molekul dari G-protein
1. Kanal ion
Contoh: Asetilkolin menyebabkan disosiasi dan
aktif
Mengikat kanal
Kanal terbuka
2. Enzim yang terikat pada membran plasma
a. Adenil siklase
merubah ATP cAMP
-
cAMP
- molekul sinyal intraseluler yang berperan sebagai mediator sinyal
- molekul yang larut dalam air, membawa sinyal dari membran dalam
sitoplasma ke inti sel atau bagian lain di dalam sel
- cepat di sintesis dan di degradasi
ATP cAMP AMP sintesis degradasi
Adenil siklase phophodiesterase
-
Mekanisme transduksi sinyal yang
diperantarai oleh cAMP sebagai
meditor sinyal
Protein kinase A inaktif
Protein kinase A aktif
cAMP
-
3 grup G protein:
-
PKA aktif:
Mengaktifkan protein pengatur transkripsi gen, sehingga terjadi transkripsi gen
tertentu
Memfosforilasi glykogen menjadi glukosa
cAMP akan memfosforilasi substrat tertentu, tergantung tipe selnya, sehingga
setiap sel mempunyai respon yang berbeda
Contoh:
Adrenalin, di jantung: peningkatan frekuensi & kontraksi otot jantung
di otot muskel: pemecahan glikogen
di jaringan lemak: pemecahan lemak
-
b. Fosfolipase C
akan merubah Inositolfosfolipid menjadi:
- Inositol trifosfat (IP3), berfungsi membuka kanal Ca 2+ pada membran
Retikulum Endoplasma (RE), sehingga terjadi peningkatan konsentrasi ion Ca 2+ di sitoplasma.
- Diacylglycerin (DAG), akan megaktifasi protein kinase C (PKC) untuk
variasi respon
-
Mekanisme transduksi sinyal yang diperantarai oleh
Inositol Fosfolipid
-
Ca 2+
-mempunyai peran yang penting dan universal di dalam sel
- peningkatan konsentrasinya merupakan respon sel terhadap berbagai molekul
signal, antara lain:
* di sel telur: menginisiasi perkembangan embrio
* di sel otot: menginduksi kontraksi otot
* di sel saraf: menstimulasi sekresi neurotransmitter
-
C. Reseptor yang mengikat enzim (Enzym-linked receptor)
Sinyal/ligan + reseptor mengikat enzim
Aktifasi unit katalitik dari bagian ujung
reseptor, yang berbeda di dalam sel
-
Reseptor yang mengikat enzim
-biasanya, molekul signal ekstraseluler yang diperantarainya berguna untuk
mendukung pertumbuhan dan pembelahan sel, diferensiasi sel dan pertahan
hidup disebut sgb faktor pertumbuhan
Abnormalitas pada proses signaling menggunakan reseptor tipe ini
gangguan pertumbuhan dan pembelahan sel kanker
-
2 atau lebih untaian reseptor bergabung membentuk dimer atau oligomer.
- Pada beberapa kasus, pengikatan ligan pada reseptornya menginduksi oligomerisasi, pada kasus lain oligomerisasi terjadi sebelum pengikatan ligan ligan menyebabkan reorientasi untaian reseptor di dalam membran
-
Receptor tyrosine kinases
-Paling banyak jenisnya
-Protein sinyal ekstraseluler yg bekerja melalui reseptor ini bervariasi, spt growth factor dan hormon
-
Reseptor intraseluler
-merupakan protein regulator yang mengaktifkan gen
- Contoh molekul sinyal: hormon steroid, hormon tiroid,
retinoids, vitamnin D, dll
-
BEBERAPA KELAINAN AKIBAT ADANYA GANGGUAN DALAM
TRANSDUKSI SINYAL PADA SEL
Akibat gangguan pada reseptor
Contoh:
1.Androgen insensitivity syndrom (AIS)
Akibat adanya mutasi pada gen reseptor androgen (RA) reseptor androgen tidak berfungsi jaringan yang menjadi target hormon androgen (testis) tidak berfungsi hipogonadism
2. Disgenesis ovarium
Akibat adanya mutasi pada reseptor FSH (Folicle Stimulating Hormone) reseptor FSH inaktif ovarium tidak berkembang baik
-
Kepustakaan:
Albert et.al.,2008. Molecular Biology of the Cell.
5th ed.
Mayorga et al., 2000. Ovarian response to Follicle-
Stimulating Hormone (FSH) stimulation
depends on the FSH receptor genotype. J clin
Endocrinol Metab 85:3365-3369.
Seshagiri PB. 2001. Molecular insight into the
cause of male infertility. J BioSci 26(suppl):
429-435
-
Jelaskan proses signaling satu jenis protein.
Jelaskan apa yg terjadi bila proses tersebut terganggu.
top related