TRANDUKSI SINYAL

TRANDUKSI SINYAL ETI YERIZEL FK-UNIBA

KOMUNIKASI ANTAR SEL DAN INTRASEL Untuk pengaturan peran biologis yang meliputi : – pertumbuhan dan diferensiasi sel – reproduksi – proses-proses metabolik – integrasi fungsi-fungsi fisiologis(transpor, lalulintas metabolit dll).  Diperlukan suatu komunikasi antar dan intraseluler. Dilaksanakan oleh : – a. sistim endokrin (hormon), parakrin dan otokrin ( growth factor, sitokin) – b. sistim saraf (impuls listrik dan neurotransmiter) – c. sistim imun

Transduksi Sinyal • Transfer informasi melalui Transduksi Sinyal • pada sel sasaran • sebagai mediator pembawa informasi = ligan (ligand) • pada sel sasaran mempunyai reseptor yang sangat spesifik dan mengikat ligan dengan afinitas tinggi. • Ikatan ligan dan reseptor akan mengaktifkan efektor untuk mulai melaksanakan transduksi sinyal.

TRANSDUKSI SINYAL • Ligan + reseptor  aktivasi efektor  rangkaian transduksi sinyal (a.l. caraka kedua ) aktivasi protein kinase tertentu  efek yang diharapkan.

Prinsip Dasar Transduksi Sinyal . Pengenalan ligand oleh reseptor yang spesifik dan terbentuk ikatan ligan-reseptor dengan afinitas yang sangat tinggi (recognition) pada permukaan atau di sitoplasma sel sasaran 2. Proses transduksi sinyal : • Ikatan ligan dengan reseptor mengaktifkan komponenkomponen transduksi sinyal secara kaskade/jeram. • Aktivasi caraka kedua (second messenger) • Penguatan sinyal (amplifikasi) • Penyampaian pesan yang berupa efek biologis 3. Pengaktifan protein-kinase atau protein non enzimatik melalui proses fosforilasi untuk mengaktifkan metabolisme atau pertumbuhan sel sebagai efek biologis yang dibawa sinyal

SKEMA TRANSDUKSI SINYAL

SISTIM ENDOKRIN • Pengertian lebih diperluas: • sistim endokrin ligan dihasilkan oleh kel. Endokrin , masuk pembuluh darah dan bekerja pada lokasi yang jauh dari kel. Endokrin semula. • sistim parakrin ligan dihasilkan oleh kel. Parakrin, masuk keruang interstitial dan bekerja pada sel-sel yang letaknya tidak jauh dari kel. semula. • sistim otokrin ligan dihasilkan kel.Otokrin dan digunakan sendiri oleh sel yang menghasilkan ligan itu.

 Reseptor = associated recognition molecules (Contoh: hormon yang kadarnya antara 10-9-10-15 mol/L dapat dikenali)  oleh reseptor yang bisa berupa protein integral membran (ligan hidrofilik) atau dalam sitoplasma/inti (ligan hidrofobik)  Berperan sangat penting pada kerja hormon,  Hormon dan ligand lainnya : • hidrophilic (cell surface receptor) • lipophilic (cytosolic or nuclear receptor)

 ikatan dengan afinitas tinggi oleh reseptor dan dapat membedakan terhadap molekul lain (sterol, asam amino, peptida, protein dll.)spesifitas tinggi pada sel atau jaringan tertentu.  bermacam-macam jenis reseptor dan subtipe satu macam agonis dapat terikat/berinteraksi dengan berbagai subtipe reseptor

RESEPTOR MEMBRAN Pada umumnya reseptor membran mempunyai 4 bagian yaitu : 1. Suatu domain extrasel yang mempunyai ujung/terminal N dari protein reseptor. Pada bagian ekstrasel juga terikat suatu karbohidrat tertentu yang akan menentukan ligan yang akan diikatnya. 2. Domain transmembran 3. Domain pengatur/regulasi yang terdapat intrasel yaitu pada permukaan dalam membran, bagian ini juga merupakan terminal karboksil. 4. Domain intrasel yang merupakan tempat ikatan dengan protein G atau bagian untuk enzim tirosin kinase pada reseptor RTK.

TIPE RESEPTOR

TRANSDUKSI SINYAL Reseptor pada transduksi sinyal Reseptor membran :  1. Reseptor yang terikat pada protein G (G-protein coupled receptors-GCPR)  2. Reseptor yang mempengaruhi kanal-kanal ion (ligand gated ion channels) Kedua jenis reseptor ini mempunyai struktur molekul yang menyerupai serpentin yang dibentuk oleh 7 buah domain polipeptida transmembran.  3. Reseptor dengan enzim intrinsik  aktivasi cGMP (ANF dan EDRF)  aktivasi tirosin kinase pada reseptor -reseptor tirosin kinase-RTK-(insulin dan growth factor) Reseptor intrasel / intisel  4. Reseptor intrasel yang setelah mengikat ligan bergerak ke inti sel (reseptor steroid dan tiroid).

Suatu reseptor model serpentine yang mengaktifkan kanal ion

PERANGKAT KOMUNIKASI • • • • • • • • • • • • • • • •

KOMUNIKASI : - terjadi oleh perantaraan molekul-molekul pembawa informasi/sinyal yang berupa hormon (glikoprotein, polipeptida, steroid, prostaglandin dan tiroksin), faktor tumbuh (glikoprotein), sitokin, protein-protein yang berperan pada reaksi imun dan neurotransmiter( derivat asam amino, katekolamin dan asetilkolin). Senyawa ini disebut juga ligan. RESEPTOR: - penerima sinyal pada membran sel( ligan hidrofilik) dan di sitoplasma atau inti sel (untuk ligan hidrofobik) dan dengan ligan akan membentuk kompleks liganreseptor. CARAKA KEDUA (Second messenger) - pembawa sinyal kedua intrasel yang diaktifkan oleh interaksi ligan-reseptor yang menghasilkan perubahan konformasi

• Contoh integrasi sistem komunikasi : • • •

Pengaruh eksternal Respons saraf

neuropeptida/neurotransmitter

Respons endokrin

hormon

• • •

• • •

pembuluh darah (sirkulasi)

Sel Sasaran (membran)

reseptor

Pengaruh di dalam sel

Efektor dan Caraka kedua (Second messengers) I

• Adenilat siklase ~~ cAMP : - berbagai macam reseptor menggunakan sistem ini - bergabung dengan adenilat siklase melalui protein-Gs - cAMP mengaktifkan protein kinase A (PKA) - sinyal berakhir oleh enzim PDE (Phosphodiesterase) - Protein-Gi menghambat akumulasi cAMP

Efektor dan Caraka Kedua (Second Messenger) II • Fosfolipase C-g (PLC-g): IP3, Ca2+, dan DAG - dapat terikat pada berbagai macam reseptor - bergabung dengan PLC melalui protein- G - sinyal H-R aktifkan PLC: PIP2 dihidrolisis menjadi IP3 dan DAG - selanjutnya Ca2+ dan DAG dibebaskan ke dalam sel - DAG mengaktifkan protein kinase C (PKC)