Receptory mastnch kyselin a endokanabinoid lipidov rafty mirka
Receptory mastných kyselin a endokanabinoidů; lipidové rafty mirka. rovenska@lfmotol. cuni. cz
Receptory mastných kyselin n 1) Peroxisomal proliferator-activated receptors (PPAR) – jaderné n 2) Free-fatty acid-activated receptors (FFAR) – na povrchu buněk, spřažené s G-proteiny
Receptory PPAR n 3 isoformy: – – – PPARδ (někdy nazýván i ) PPARγ n Regulují metabolismus lipidů: váží se na responsivní elementy a stimulují trankripci genů oxidace či syntézy lipidů n Na DNA se váží ve formě heterodimeru s retinoid X receptorem (RXR, aktivován kyselinou 9 -cis retinovou) (oxidované LDL) (PPAR responsive element)
Ligandy receptorů PPAR Syntetické Přírodní n Hlavní přirozené ligandy: volné FA s dlouhým řetězcem (>12 C), především polynenasycené FA HODE=hydroxyoktadekadienová kys.
Role PPAR v lipidovém metabolismu n PPARα reguluje expresi genů účastnících se oxidace lipidů (hlavně v srdci, játrech, svalech) n PPARγ reguluje expresi genů zapojených do lipogeneze a diferenciace adipocytů v bílé tukové tkáni
PPAR n Vysoká exprese v tkáních s intenzivní β-oxidací: játra, srdce, kosterní sval, ledviny, hnědý tuk n Exprese se zvyšuje během hladovění a stresu (tj. při stimulaci uvolňování FA z tukové tkáně) n Funkce: regulace – příjmu FA do buněk – aktivace FA – β-oxidace FA – stimuluje hlavně peroxisomální β-oxidaci, v menší míře i mitochondriální n Léčiva ze skupiny fibrátů (bezafibrát) jsou účinnými aktivátory PPAR a snižují hladiny lipidů
Geny pod kontrolou PPAR n LPL n fatty acid transport protein (FATP), fatty acid translocase (FAT) n acyl-Co. A synthetasa n enzymy peroxisomální β-oxidace (acyl-Co. A oxidasa, thiolasa) n enzymy mitochondriální β-oxidace (CPT 1, acyl-Co. A dehydrogenasa) n enzymy ketogeneze: ketogeneze 3 -hydroxy-3 -methylglutaryl-Co. A synthasa
PPAR /δ n Exprimován v mnoha tkáních, nejvíce v mozku, tukové tkáni, kůži n Zvláště vysoká exprese během vývoje (např. v CNS) n Pravděpodobně se účastní diferenciace buněk CNS, myelinizace a lipidového metabolismu v mozku n Účastní se ale asi i základních metabolických funkcí, např. syntézy a obratu membránových lipidů n Podobně jako PPAR stimuluje expresi proteinů β-oxidace (srdce)
PPARγ n 3 isoformy: – PPARγ 1 – v mnoha tkáních – PPARγ 2 – především v tukové tkáni – PPARγ 3 – jen v tukové tkáni, makrofázích, střevě n Funkce: – regulace diferenciace adipocytů – anabolismus lipidů: v tukové tkáni regulují expresi proteinů, které se účastní syntézy lipidů: LPL, FATP… n Jsou aktivovány antidiabetiky ze skupiny thiazolidindionů (glitazonů, např. rosiglitazon), která zvyšují citlivost tkání k insulinu a snižují hladiny FA a Glc
Receptory FFAR n V plasmatické membráně (na rozdíl od PPARs), spřažené s G-proteiny n Ligandem mohou být i FA s krátkým řetězcem, a to až do C 1 (na rozdíl od PPARs) n 3 isoformy: – FFA 1 R – FFA 2 R – FFA 3 R
Působení FFARs FFA 1 R FFA 2 R monocyty, kosterní sval, srdce neutrofily FFA 3 R Exprese pankreas, játra, tuková tkáň, pankreas, buňky imun. systému Ligandy středně dlouhé (od krátké FA Účinky 10 C) až dlouhé FA (C 1 -C 6) podobně jako u FFA 2 R regulace sekrece insulinu regulace chemotaxe kontrola produkce leptinu
Endokanabinoidy n Biologicky účinné lipofilní látky, které aktivují kanabinoidové receptory n Deriváty arachidonové kys. , produkované po stimulaci z membránových fosfolipidů n Dva nejlépe popsané:
Syntéza anandamidu (PE) n Reakce je iniciována aktivací receptorů neurotransmiterů a/nebo zvýšenou intracelulární hladinou Ca 2+
Syntéza 2 -arachidonoylglycerolu a) b) n Opět při koncentraci Ca 2+ n 2 dráhy: – fosfolipasa C + diacylglycerollipasa – fosfolipasa A 1 + fosfolipasa C (specifická pro lyso-PI)
Působení n Parakrinní – jsou rychle odstraňovány (příjem do buněk, hydrolýza) n Produkovány hlavně v: – nervovém systému – imunitním systému n Množství anandamidu v tkáních je velmi nízké a navíc v některých případech nepůsobí plně agonisticky jeho fyziologický význam zůstává nejasný n 2 -AG je naproti tomu agonistou CB 1 i CB 2 receptorů a jeho množství v tkáních je vyšší jsou tedy CB 1 a CB 2 především receptory 2 -AG?
Kanabinoidové receptory n Aktivovány THC (Δ 9 -tetrahydrokanabinol) THC – CB 1: nejhojnější v CNS, dále v imunitním systému, plicích… – CB 2: především v imunitním systému (leukocyty, slezina, lymfatické uzliny) n 7 transmembránových domén, spřažené s Gi/Go proteiny inhibice adenylátcyklasy…
Účinky n 2 -AG ze stimulovaných neuronů potlačuje uvolňování neurotransmiterů snížením intracelulární koncentrace Ca 2+ (? zklidnění excitovaných neuronů jako prevence buněčné smrti? ) n 2 -AG potlačuje dlouhodobou potenciaci n ? Role v imunitní odpovědi organismu? (CB 2 – imunitní systém) n Stimulace CB 1 inhibuje proliferaci buněk lidského karcinomu prsu
Lipidové rafty Plasmatická membrána: Nejde o zcela homogenní strukturu!
Lipidové rafty (10 -200 nm) n Mikrodomény plasmatické membrány bohaté na sfingolipidy a cholesterol, které obsahují četné signalizační a transportní proteiny n Odolné vůči mírným detergentům n Vysoce dynamické a organizované n Vytvářejí prostředí vhodné pro transport a konformační změny signálních molekul, ale i pro vstup patogenů do hostitelské buňky (HIV, Ebola, cholera toxin)
Model lipidového raftu n Válcovité glycerofosfolipidy (GPLs) tvoří neuspořádanou fázi Lc membrány n Uspořádaná fáze Lo – raft: ve vnější vrstvě cholesterol vyplňuje mezery mezi sfingolipidy (SM), ve vnitřní určitými (jehlanovitými) GPLs n Tato organizace zvyšuje rigiditu membrány
Proteiny v lipidových raftech n Proteiny raftů jsou často ukotvené pomocí GPI (glykosylfosfatidylinositol) n Rafty obsahují: – receptory (Fas, MHCI, II) – signální molekuly (G-proteiny, tyrosinkinasy) – transportéry (GLUT 4, FAT)
Lipidové rafty podporují aktivaci T-lymfocytů n TCR se při aktivaci T-lymfocytu přesune do raftů n Vytvoří se TCR -MHC komplexy a dojde k agregaci kostimulačních molekul v raftech n Fosforylace Tyr a zapojení signalizačních proteinů
Kaveoly n Druh raftů, který se vyznačuje vysokým obsahem kaveolinů (kaveolin-1, -2, -3) n Kaveolin-1, integrální membránový protein, tvoří oligomery, které se spojují a vytvářejí v membráně prohlubeň n Možné role: – signalizace – transport – vstup patogenu (SV 40, E. Coli)
Model vstupu HIV do buňky pomocí raftů n V raftu se vytváří komplex gp 120 viru, CD 4 a sfingolipidů (SLs); SLs stabilizují HIV na povrchu buňky n Raft se pohybuje ke koreceptoru pro komplex CD 4–gp 120 n SLs usnadňují konformační změny gp 120, které vedou k odhalení N-konce gp 41 viru (původně zanořený do kapsy tvořené gp 120) n Tento „fúzní peptid“ penetruje do plasmatické membrány hostitelské buňky
Rafty v prionové infekci n Interakce Pr. PC s lipidovými rafty (sfingolipidy) asi stabilizuje ‘normální’ konformaci Pr. PC n Tyto interakce lipid–Pr. PC by mohly být destabilizovány vnořením exogenního Pr. PSc (uvolněného z infikované buňky) do blízkosti Pr. PC n Tvorba komplexu Pr. PC/Pr. PSc/koreceptor (asi spojením raftů) n Konverze Pr. PC na Pr. PSc n Propagace na povrchu buňky
- Slides: 25