Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

«ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΥΘΡΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ» ΕΙΔΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Διάλεξη: Παρουσίαση: Δρ. Μ.Χ. Αντωνέλου, 07/05/08 ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "«ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΥΘΡΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ» ΕΙΔΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Διάλεξη: Παρουσίαση: Δρ. Μ.Χ. Αντωνέλου, 07/05/08 ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 «ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΥΘΡΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ» ΕΙΔΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Διάλεξη: Παρουσίαση: Δρ. Μ.Χ. Αντωνέλου, 07/05/08 ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου Ιστοσελίδες μαθημάτων

2 ΕΡΥΘΡΟΕΙΔΗ ΚΥΤΤΑΡΑ RBC (XVII) ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

3 ΕΡΥΘΡΟΚΥΤΤΑΡΟ 90μm μm 2 (98μm 2 ) ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

4 ΕΡΥΘΡΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ X Μία από τις καλύτερα μελετημένες ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου (Μαργαρίτης & Παπασιδέρη, 1979; Materia Medica Greca, 1:47) (Margaritis et al., 1977; J.Cell Biology, 72:47) X nm Ψυκτοεξάχνωση/Μονόπλευρη σκίαση Ψυκτοεξάχνωση/Κυκλική σκίαση Επανασυγκροτημένα λιπιδικά κυστίδια 30Α 90Α X ’70 D. Branton H. Moore

5 Tυπικοί και «ιδιαίτεροι» Μεταφορά υλικών και πληροφορίας, ηλεκτροχημικό δυναμικό, επικοινωνία, ανοσολογική αναγνώριση, μεταγωγή σήματος κλπ Ικανότητα ελαστικής παραμόρφωσης RBC (cellular deformability) γεωμετρία ιξώδες κυτταροπλάσματος μηχανικές ιδιότητες μεμβράνης membrane deformability membrane stability ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΙ ΡΟΛΟΙ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

6 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΙ ΡΟΛΟΙ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου ελαστική/εκτατή/συμπιέσιμη-ανθεκτική

7 ΛΙΠΙΔΙΑΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ 95% Sp 4.1 ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

8 ΛΙΠΙΔΙΑΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου Total phospholipid (%) Total SM PC PE PS PA PIPn SM, sphingomyelin PC, phosphatidylcholine PE, phosphatidylethanolamine PS, phosphatidylserine PA, phosphatidic acid PIPn, phosphatidylinositol-(n)-phosphate (Daleke DL, Curr.Opin.Hematol., 15:191, 2008) Outer leaflet Inner leaflet

9 Απομόνωση: Υποτονική αιμόλυση (20mOsm) Dodge et al., 1963; Arch. Biochem. Biophys., 100:119 Steck et al., 1971; Biochemistry 10:2617 Steck T.L., 1974; J. Cell Biol., 62:1 ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου “White ghosts”

10 σπεκτρίνες (1, 2) (280kd) Ζώνη 3 (ΑΕ1) (90-100kd) 4.1R 4.2 (παλλιδίνη) (72kd) αγκυρίνες (2.1, 2.2, 2.3 κλπ) 4.9 (δεματίνη) 5 (β-ακτίνη) (45kd) 6 (G3PD) 7 (7.2b στοματίνη) (32kd) 8 (?) (21kd) αιμοσφαιρίνη (12-16kd) (Laemmli U.K., 1970) αSp βSp ank (Fairbanks et al., 1971) ghosts ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

11 γλυκοφορίνες ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου Αντιγόνα ομάδων αίματος

12 ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ

13 Οι πρωτεΐνες της ερυθροκυτταρικής μεμβράνης έχουν μεγάλο βαθμό συγκρότησης/ολιγομερισμού

14 (Bruschi et al., 2005; J Proteome Res., 4:1304) > 500 spots ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ

15 (Kakhniashvili et al., 2004; Mol Cell Proteomics, 3:501) ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ

16 M M M M M M M M M M M M (Kakhniashvili et al., 2004; Mol Cell Proteomics, 3:501) ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ GpA, CD59 CD44 BCAM RAP1A, RalA G3PD aldolase Glutathione transferase 2C ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

17 ΠΡΩΤΕΪΝΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ (Pasini et al., Blood 2006) 340 proteins in membrane (252 soluble) (30% Membr.prot=B3) Binding (115), catalytic activity (98), transporters (47), signal transducer (29), structural activity (24) (small GTPases the most numerous intracellular signaling proteins in RBCs) (20) (SA) ( Goodman et al., Exp.Biol.Med 232:1391, RBC membrane proteins)

18 4 ΔΕΚΑΕΤΙΕΣ ΜΕΛΕΤΗΣ αφθονία, προσβασιμότητα αρχετυπικό σύστημα μελέτης νέες πρωτεϊνες, συμπλέγματα, δομές καθαρότητα κληρονομικές μεμβρανοπάθειες κοινές αιματολογικές (και μη-) νόσοι μη-ερυθροειδή κύτταρα μη-αιματολογικοί κλινικοί φαινότυποι ωρίμανση, γήρανση, κυτταρική απόσυρση ΠΚΘ, απουσία πυρήνα, μιτοχονδρίων αποτελεσματικότητα μεταγγίσεων εξωκυττάρια κυστιδιοποίηση DRM’s/rafts ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

19 (Low) ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

20 (Delaunay J., Blood Reviews, 2006) ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου (gas-channels: ammonium transport function) Band 3 macrocomplex 4.2   CD47, RhAG glycozyl. B3-mut   4.2,  CD47, Rh, RhAG Άμεση αλληλεπίδρ. και CD47/4.2

21 ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ

22 LIPID RAFTS Σχηματίζουν απομονωμένες πλατφόρμες (μικροδιαμερισματοποίηση) στη μεμβράνη λειτουργικά σημαντικές για τη δημιουργία συμπλόκων σηματοδότησης, διαλογή μεμβρανικών πρωτεϊνών Lipid rafts (Λιπιδικές μικροδομές ή «σχεδίες» ή «κανώ» DRM) Εκτεταμένες/πακεταρισμένες αλκυλοαλυσίδες λιπιδίων Ενσωμάτωση/αποκλεισμός Πρωτεΐνη-πρωτεΐνη Πρωτεΐνη-λιπίδια

23 Lipid rafts ΕΜ: πλούσια σε σφιγγολιπίδια, χοληστερόλη και πρωτεΐνες (0.1%-3% of total EM proteins) όπως GPI-anchored proteins (AChE), stomatin (Δ, 7.2b), flotillins (Δ), Β3, peroxiredoxin-2, Hb, synexin, sorcin T (Salzer and Prohaska, 2001; Blood, 97:1141) Μερική συσχέτιση ορισμένων κατηγοριών RBC-LR με το σκελετό μέσω ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων ή δεν περιέχουν καθόλου σκελετικές πρωτεΐνες? Gαs, Sp, actin, 4.1, 4.2 (εν μέρει σχετίζονται) LIPID RAFTS

24 5 κύριες και πολλές δευτερεύουσες πρωτεΐνες (Murphy et al, 2004; Blood, 103:1920) Πολλαπλοί πληθυσμοί Lipid Rafts (stomatin/flotillin/synexin) ΜΔΕ-2008-Μεμβρανοπάθειες-Αντωνέλου LIPID RAFTS

25 ANIONTOΑΝΤΑΛΛΑΚΤΗΣ Ανταλλαγή ανιόντων Ανταλλαγή αερίων αναπνοής

26 ANIONTOΑΝΤΑΛΛΑΚΤΗΣ Carbonic anhydrase II (metabolon with B3) Η ζώνη-3 είναι ο κύριος συνδέτης της μεμβράνης με το σκελετό

27 ANIONTOΑΝΤΑΛΛΑΚΤΗΣ Πολυλειτουργική Γλυκοζυλιωμένη Φωσφορυλιώνεται Αντιγόνα Diego Ρύθμιση μεταβολισμού Γήρανση RBC Υποδοχέας παρασίτου ελονοσ. Νεφροί (pH) και εγκέφαλος (μίτ.) 911αα / kDa ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου 52 kDa 43 kDa 33αα

28 ANIONTOΑΝΤΑΛΛΑΚΤΗΣ H συσσωμάτωση της ζώνης-3 αυξάνει με την ηλικία/οξείδωση/μόλυνση Mutations: HS, SAO, HSt, oξέωση νεφρικών σωληναρίων. ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου TEΤΡΑΜΕΡΗ

29 ΓΛΥΚΟΦΟΡΙΝΕΣ ΚΥΡΙΕΣ ΔΕΥΤΕΡΕΥΟΥΣΕΣ ΕΡΥΘΡΟΕΙΔΙΚΕΣ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

30 ΓΛΥΚΟΦΟΡΙΝΕΣ GpA Ρυθμιστική πρωτεΐνη του συμπληρώματος Αντιγόνα ομάδων αίματος MN, Wright (Β=Ss) Φωσφορυλιώνεται Υποδοχείς παρασίτου ελονοσίας και Sendai Cell recognition/erythrophagocytosis Λειτουργεί αντισταθμιστικά με band 3 (-)GpA, (-) GpB  Φυσιολ. Μηχανική RBC Με πρόσδεση IgGs   Sk,  Deform.,  B3 Band 3, 4.1, 4.2 (?) CDA I, II, ΡΝΗ RBC-specific ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

31 ΓΛΥΚΟΦΟΡΙΝΕΣ Διμερισμός GpA στην ερυθροκυτταρική μεμβράνη ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

32 ΓΛΥΚΟΦΟΡΙΝΕΣ H GpA είναι πρωτεΐνη-συνοδός της B3 κατά τη βιοσύνθεση/trafficking (Williamson & Toye, BCMD, 2008, in press) 10 6 copies/RBC Anti-GpA  decrease in the rotational mobility of B3 Most dRTA mutations of B3 do not cause RBC phenotype due to GpA ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

33 ΓΛΥΚΟΦΟΡΙΝΕΣ Γλυκοφορίνη C Δευτερεύουσες γλυκοφορίνες Μη-ερυθροειδικές (πνεύμ., ήπαρ, νεφροί) Gerbich (Ge), Lsa, Webb, Dha 3 domains I II III ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

34 ΓΛΥΚΟΦΟΡΙΝΕΣ (ΜcMulin, 1999) p55 Γλυκοφορίνη C Ρύθμιση κυτταρικού σχήματος Ρύθμιση μηχανικών ιδιοτήτων GpC R*-----p55 Hereditary elliptocysosis + variations ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

35 ΣΤΟΜΑΤΙΝΗ (Wang &Morrow, 2000) 7.2b 31kDa, 7.2b Εφράζεται σε διαφορετικούς Ιστούς Υδρόφοβο domain (NH2, COOH* cyt) Membrane-associated (integral) Oligomeric (9-12 monomers) Κύριο συστατικό των RBC LR Σύνδεση με Sk $ in folds and protrusions Ρύθμιση διαπερατότητας ιοντ. Καναλ Ανοσοκατακρημνίζεται με μεταφ. Γλυκόζης Hereditary stomatocytosis (mutations?) ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

36 Channel-forming integral protein (CHIP28)Channel-forming integral protein (CHIP28) Κύριος πρωτεϊνικός δίαυλος νερού Αρχετυπικό μέλος υδατοπορινών Οσμωτικός-υδατοεπιλεκτικός πόρος Ομοτετραμερές (4 πόροι) (γλυκοζυλιωμένος) NH2, COOH in cytoplasm Άφθονη σε νεφρούς, επιθήλια (-/-)  όχι κλινική συμπτωματολογία ΥΔΑΤΟΠΟΡΙΝΗ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

37 GLUT1GLUT1 Μη-ερυθροειδική 55 kDa, TM, NH2, COOH Part of 4.5b Ετερογενώς γλυκοζυλιωμένη  σακχ.καταλοίπων  ενεργότητα μεταφ. Επιταχύνει παθητική διάχυση γλυκόζης Dimers/tetramers ΜΕΤΑΦΟΡΕΑΣ ΓΛΥΚΟΖΗΣ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

38 140 kDa Εξαρτώμενη από ATP αποβολή Ca++ Ανταλλαγή Ca++/H+ Ενεργοποιείται από το σύμπλεγμα calmodulin/Ca++ ATP-άση ιόντων Ca++ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

39 ΙΑΡ, Integrin-associated protein Surface glycoprotein, 50kd, storage lesion Σε nl RBC, η CD47 προσδένεται και ενεργοποιεί τη ρυθμιστική πρωτείνη α (SIRPa) των μακροφάγων, οδηγώντας σε παρεμπόδιση της ενεργοποίησής τους & της ερυθροφαγοκυττάρωσης (CD47-SIRPa signalling) CD47 (Delaunay J., Blood Reviews, 2006) Σύμπλοκο Rhesus

40 ΣΚΕΛΕΤΟΣ βιμεντίνη δεσμίνη Εκχύλιση κυττάρου με Triton X-100 3D structure ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

41 ΣΚΕΛΕΤΟΣ 2D-structure Sp’s 4.1 actin ίχνη Hb σκελετοί Κοντά πρωτονημάτια ακτίνης (33-37 nm) ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

42 ΣΚΕΛΕΤΟΣ Iδιαίτερα ανεπτυγμένος (65%)  εξασφαλίζει μηχανικές ιδιότητες ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

43 ΣΚΕΛΕΤΟΣ Αυτό το μοντέλο βρίσκει εφαρμογή και σε άλλους ιστούς/κύτταρα/ οργανίδια με διαφορετική όμως οργάνωση και λειτουργία ΣΗΜΕΙΑ ΣΥΝΔΕΣΗΣ: 1)Sp-ank (band 3) (***) 2)Sp-4.1R-actin-p55- GpC 3)Rh, RhAG-ank 4)Sp, 4.1R  PS ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

44 (Liu et al., 1987; J.Cell Biol., 104: ) ΣΚΕΛΕΤΟΣ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου Πυκνό και νηματώδες δίκτυο, αλλά με έκταση και αρνητική χρώση… (Palek & Sahr,1992)

45 ΣΚΕΛΕΤΟΣ

46 ΣΥΜΠΛΟΚΑ ΖΕΥΞΗΣ: Τα κομβικά σημεία διασταύρωσης των SpT μεταξύ τους και με τα πρωτονημάτια ακτίνης Οριζόντιες διαπρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις σε επίπεδο SK ΣΖ/μm 2 ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

47 ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ Eκτεταμένο, γραμμικό, εύκαμπτο, αρθρωτό, πολυλειτουργικό μόριο α, β υπομονάδες, ΑΥΤΟΣΥΓΚΡΟΤΟΥΜΕΝΕΣ σε διμερή, τετραμερή Πλευρική και αντιπαράλληλη σύνδεση (αβ) Head-to-head of 2 (αβ)  tetramer α2β2 3-6 nm, nm ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

48 ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ Αρχαίες πρωτεΐνες, αλλά στην εξελιγμένη τους μορφή υπάρχουν μόνο στα μετάζωα 2 γονίδια α (chr1), 4 β-, 1 γονίδιο β-Η (chr14) (human) Συνδυασμοί  ετεροτετραμερή  λειτουργίες Σκελετικός μυς, Golgi  homo-Τ-β Eπιθήλια, νευρικό σύστημα αρχετυπικό μέλος υπεροικογένειας Sp και δικτύων Sp σε άλλα κύτταρα, υποκυτταρικά οργανίδια και ιστούς ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

49 Μοριακό ελατήριο Διμερή: nm in situ, 100 nm σε έκταση Τετραμερή: nm ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

50 ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ 22 domains * * Επαναλήψεις δομής τριπλής έλικας 19 domains Οι τριπλές έλικες σταθεροποιούνται από αλληλεπιδράσεις ανάμεσα σε υδρόφοβα κατάλοιπα που βρίσκονται σε συγκεκριμένες αποστάσεις μεταξύ τους ακολουθώντας ένα επαναλαμβανόμενο πρότυπο Ελατήρια προασαρμοζόμενου μήκους Δομική ομολογία, αλλά εν μέρει διαφορετικά λειτουργικά μόρια (αποικ) ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

51 ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ Υπο-domains κάθε υπομονάδας ανθεκτικά στη θρυψίνη (HE) 1D-SDS-PAGE 2D-electrophoresis ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

52 ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ αυτοσυγκροτούμενα Oι σπεκτρίνες είναι μόρια αυτοσυγκροτούμενα, υψηλή συγγένεια αλληλεπ. Η αυτοσυγκρότηση in vitro είναι ανάλογη Τ o C και [Sp] In vivo (37oC) ευνοούνται τα ΤSp λόγω πολύ υψηλής [Sp] Tα TSp είναι η φυσιολογική μορφή συγκρότησης της Sp στο Sk (HE)

53 ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ Πυρήνωση ετεροδιμερούς β1-β4 α19-α22 ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις Αρχικά αναπτύσσονται ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις ανάμεσα σε α και β-υπομονάδες στη θέση πυρήνωσης οι οποίες εξασφαλίζουν το ζευγάρωμα στη σωστή φάση των τριπλετών κατά μήκος του διμερούς. Μετά την αρχική διασύνδεση, το διμερές σταθεροποιείται από υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στις έλικες (ασθενείς, αλλά πολλές), και περιελίσσεται η μία υπομονάδα γύρω από την άλλη σα σχοινί. ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

54 ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ Αυτοσυγκρότηση ετεροτετραμερούς α1 α2 β17 υβριδική τριπλέτα Mη-ομοιοπολική διασύνδεση, ενδογενής ιδιότητα (Hb) ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

55 ΣΠΕΚΤΡΙΝΗ Αυτοσυγκρότηση ετεροτετραμερούς pH Ιοντική ισχύ Θερμοκρασία Συγκέντρωση Sp Υψηλής-συγγένειας Sp-Ank Υψηλής-συγγένειας Sp-Ank  τοπικές  [Sp] υπομεμβρανικά που ευνοούν τον ολιγομερισμό διασύνδεση Sp-actin είναι χαμηλής συγγένειας Αντίθετα, η διασύνδεση Sp-actin είναι χαμηλής συγγένειας (μη- αυτοσυγκροτούμενη) και χρειάζεται την 4.1R Συνδέσεις Sp: διαμεμβρανικές πρωτεΐνες απευθείας διαμέσου ank με φωσφολιπίδια ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

56 ΑΚΤΙΝΗ β-ισομορφήΜόνο β-ισομορφή (  βγ) Κοντά πρωτονημάτια nmΚοντά πρωτονημάτια nm (δευτεροταγής δομή, αλληλεπιδράσεις) Μονομερής ακτίνη (G) ΔΕΝ συμμετέχει στο Sk 4.1RSpAπαντάται στα σύμπλοκα ζεύξης μαζί με 4.1R και Sp Mετά την πρόσδεση ενός μορίου 4.1R προκαλούνται δομικές αλλαγές στο πρωτονημάτιο που ευνοούν την πρόσδεση extra 4.1R, Sp ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

57 4.1R Βοηθητική Sp-actin, GpC-p55 Σύμπλοκα ζεύξης αντίγραφα/RBC Aρχετυπικό μέλος 4.1 family Eγκέφαλος, ήπαρ, έντερο, πάγκρεας, μετασυναπτικές μεμβράνες, πυρήνας, κυτταρικοί σύνδεσμοι Σχηματίζει πολυμοριακά σύμπλοκα με διαμεμβρανικές & άλλες πρωτεΐνες με ρόλο στη δομική σταθερότητα και μεταγωγή σήματος (Han et al., Nat.Struct.Biol., 7:871, 2000) ΑΝΚ * ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

58 4.1R Οι αλληλεπιδράσεις της 4.1R ρυθμίζονται με φωσφορυλίωση και από το σύστημα calmodulin/Ca++ (αναστολή σύνδεσης σε μεμβράνη & Sp/actin). H πρόσδεση Ca++ στην calmodulin αυξάνει (20x) την πρόσδεση της calmodulin στην εξαρτώμενη από ασβέστιο θέση πρόσδεσης calmodulin της 4.1. Αυτό προκαλεί αλλαγή στη διαμόρφωση της 4.1 που επιφέρει εξασθένιση των αλληλεπιδράσεών της με τις p55, GpC, B3

59 4.1R Aρθρωτή πρωτεΐνη-3 domains: Ι. Πρόσδεσης σε μεμβράνη (PS, B3, p55, calmodulin) ΙΙ. Πρόσδεσης σε Sp/actin (σπονδυλόζωα, ΗΕ) III. COOH domain (απόλυτα συντηρημένο στα μετάζωα) General Brain Neuron Θηλαστικά (εκτεταμένα γεγονότα εναλλακτικού ματίσματος και θέσεων έναρξης ΜΦΡ mRNA) RBC ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

60 4.1R Ghosts (Laemmli-linear 5-15%) Ο καλύτερος δείκτης της ηλικίας του RBCΟ καλύτερος δείκτης της ηλικίας του RBC SDS-PAGE: 4.1 α /β, 80 & 78 kDa Μετα-ΜΦΡ τροποποίηση της Asn502 που συμβαίνει σταδιακά και αργά και προκαλεί β  α.  4.1 β /α: περιφερική αιμόλυση, αυξημένα ΔΕΚ Πρόκειται για κοινό μηχανισμό σε πολλά είδη θηλαστικών αλλά η τιμή του λόγου διαφέρει από είδος σε είδος. 4.1(-)  ΗΕ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

61 ΑΔΟΥΣΙΝΗ Βοηθητική πρωτεΐνη του συμπλόκου Sp-actin (τριαδικό σύμπλοκο) Υπάρχει μόνο στα μετάζωα Άνθρωπο: 3 υπομονάδες/γονίδια (α, β, γ) RBC: ετεροδιμερή αβ, μόρια/RBC (διμερή και τετραμερή) Αλληλεπιδρά με άλλες υπομονάδες αδουσίνης Προάγει σχηματισμό ολιγομερών Sp/actin Phosphor. calmodulin

62 ΑΔΟΥΣΙΝΗ Πρωτεΐνη κάλυψης των νηματίων ακτίνης (παρεμποδίζει μεταβολή μήκους τους και προάγει πρόσδεση Sp). Συνδέεται απευθείας σε ακτίνη αλλά με μεγαλύτερη συγγένεια σε Sp/actin ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

63 p55 Μέλος οικογένειας MAGUKs (Membrane-associated Guanylate kinase homologues) Οργάνωση Sk στοιχείων, κυτταρική σήμανση, cell proliferation, καταστολή όγκων RBC: SDS-PAGE band GpC (δένει και στις δύο, αλλά δεν επιδρά στη συγγένεια αλληλεπίδρασης) (-)4.1R, (-)GpC  ολοκληρωτική απώλεια p55

64 ΔΕΜΑΤΙΝΗ Zώνη 4.9 Τριμερή (48, 52 kDa), /RBC Σφαιρική δομή Πακετάρισμα ακτίνης σε δέσμες Σύμπλοκο ζεύξης Με φωσφορυλίωση αναστέλλεται η λειτουργικότητά της ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

65 ΤΡΟΠΟΜΥΟΣΙΝΗ (ΤΜ) Actin-binding protein 2 μονομερή που αυτοσυγκροτούνται κεφαλή με ουρά κατά μήκος των αυλάκων της διπλής έλικας ακτίνης Καθορίζουν μήκος 33-37nm Έμμεσα ρυθμίζουν SpT 4 γονίδια (α, β, γ και δ) RBC: 29/27 kDa, copies/RBC Σύμπλοκα ζεύξης: ΤΜ5 (γ) και TM5b (α) σε ομο- ή ετεροδιμερή 1) Αλληλεπιδρούν με 6 μόρια ακτίνης, 2)  συγγένεια για ΤD/actin ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

66 ΤΡΟΠΟΜΟΝΤΟΥΛΙΝΗ (TD) Πρωτεΐνη κάλυψης ΤΜ Σφαιρική 40.6 kda (πρώτα σε RBC) Iσομοριακή με ΤΜ. Αναστέλλει: 1)Συνεργατικότητα ΤΜ 2) Επιμήκυνση / αποπολυμερισμό ακτίνης ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

67 ΜΟΝΤΕΛΟ SUNG et al., 2000 Στην πτυχωτή επιφάνεια της ΤΜ5 δημιουργείται μία θέση πρόσδεσης ΤD Η ΤΜ5 έχει 6 θέσεις πρόσδεσης ακτίνης Το σύμπλοκο ΤΜ5/TD καθορίζει ως χάρακας το μήκος ακτίνης nm Tα πρωτονημάτια ακτίνης ευνοούν την πρόσδεση 6 SpT Γεωμετρία εξαγωνικών πλεγμάτων Sk ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

68 ΑΓΚΥΡΙΝΗ Πρωτεΐνη-συνδέτης (215 kDa), φωσφορυλίωση Αρθρωτή (4 domains) Sp (T) 10x Domain πρόσδεσης σε μεμβράνη (24 αντίγραφα αλληλουχίας 33αα Επαναλήψεις ΑΝΚ) Nεκρικό domain COOH-domain ρύθμισης (εναλλακτ.μάτισμα) 2.2* ank (186 kDa), ανθρώπινη αγκυρίνη ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

69 ΑΓΚΥΡΙΝΗ (-) ank  band 3 dimers Mία σειρά αντιπαράλληλων αναδιπλωμένων α-ελίκων συνδεόμενων με θηλιές σε διάταξη κάθετη ως προς τις έλικες Μεταγραφικοί παράγοντες, σκελετικές πρωτεΐνες, τοξίνες Μηχανισμοί αναγνώρισης και πρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

70 ΑΓΚΥΡΙΝΗ (Restricted, Broadly, Giant) Μεταγωγή σήματος, Ενδοκυττάρωση, Πολωμένη κατανομή πρωτεϊνών στη μεμβρ. Μακροφάγα (2.400αα) Πολυπρωτεϊνικά σύμπλοκα ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

71 ΠΑΛΛΙΔΙΝΗ (4.2) 72 kDa, copies/RBC με υδρόφοβες ιδιότητες Περιφερική με υδρόφοβες ιδιότητες Φωσφορυλιωμένη Ν-myristylated (myristic acid) Παλμιτιλιωμένη (palmitic acid) (b3,p55) υδρόφοβο τμήμα Το πρόσθετο υδρόφοβο τμήμα  αλληλεπιδράσεις με μεμβράνη (-) ΙΙΙ exon  επιθηλιακά κύτταρα Εγκέφαλος, Νεφροί, Λεμφοκύτταρα, PLT Tετραμερή-Hereditary spherocytosis-like (hemolytic anemia, εύθρ.RBC) Band 3 (* ενίσχυση σύνδεσης Β3-Sk, εκχύλιση), ank, 4.1R(?), ΑΤΡ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

72 ΣΚΕΛΕΤΟΣ Oργάνωση αντιστρεπτά μεταβλητή –Πυκνός-Ελαστικός-Εκτατός ΣΖ 2.8x 8x8x γεωμετρικό σχήμα του Sk συνολική επιφανειακή έκταση Σύμφωνα με ένα μοντέλο, η διαφορετικού βαθμού συμπίεση συγκεκριμένων μορίων Sp προκαλεί αλλαγές στο γεωμετρικό σχήμα του Sk και αντιστρ.παραμόρφωση της μεμβράνης αλλά όχι αλλαγή στη συνολική επιφανειακή έκταση (ΣΖ, θραύση)

73 ΣΚΕΛΕΤΟΣ  Αλληλεπιδράσεων   deformability (HE)  Αλληλεπιδράσεων σε ΣΖ   membrane stability (HS) AYTOΣΥΓΚΡΟΤΗΣΗ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΚΑΙ ΣΚΕΛΕΤΟΥ AYTOΣΥΓΚΡΟΤΗΣΗ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΚΑΙ ΣΚΕΛΕΤΟΥ: 1.Βοηθητικές πρωτεΐνες 2.Ca++/calmodulin/calpain 3.Phosphorylation 4.Μετα-ΜΦΡ τροποποιήσεις: ΔΟΜΙΚΕΣ Ή ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΕΣ Μη-αντιστρεπτές μυριστιλίωση 4.2 οξείδωση μη-ενζυματική γλυκοζυλίωση πρωτεόλυση Αντιστρεπτές φωσφορυλίωση ακυλίωση λιπαρών οξέων ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

74 ΣΚΕΛΕΤΟΣ Ο Σκελετός ως μηχανισμός διαλογής πρωτεϊνών στο ερυθροκύτταρο εξωκυστιδιοποίηση Η εξωκυστιδιοποίηση ρυθμίζεται από αλληλεπιδράσεις του Sk με τη μεμβράνη Σκελετοί Sp-ANK εκτός της ερυθροκυτταρικής μεμβράνης 1.Δομική υποστήριξη κυτταρικής μεμβράνης 2.Ρύθμιση κατανομής/λειτουργίας διαμεμβρανικών πρωτεϊνών και μεμβρ. ενζύμων σε πολωμένα κύτταρα 3.Διαλογή πρωτεϊνών 4.Αρχιτεκτονική πυρήνα κατά τη μίτωση 5.Ρύθμιση μονοπατιών μεταγωγής σήματος

75 ΣΚΕΛΕΤΟΙ Sp-Ank RBC Πυκνοί Εκτεταμένοι Ομοιογενείς Κοντά πρωτονημάτια ακτίνης ΕΚΤΟΣ RBC Σποραδικοί Μακρύτερα νημάτια ακτίνης Μικροσωληνίσκοι (δυνείνη, δυνακτίνη) υποδοχείς/ microdomains/πρωτεΐνες μη-RBC Επιθήλια, Νευρικό, Golgi ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

76 GOLGI Διατήρηση δομής, δυναμικής φύσης, διαμερισματοποίησης Διαλογέας πρωτεϊνών ανάλογος της κλαθρίνης στα καλυμμένα βοθρία 1.Προσδένει ποικιλία πρωτεϊνών 2.Επιλεκτική συγγένεια 3.2D-ολιγομερείς δομές 4.Κατάσταση δυναμικής συγκρότησης Ρυθμίζει συγκράτηση πρωτεϊνών στις μεμβράνες Golgi εμποδίζοντας την είσοδό τους σε εκκριτικά κυστίδια μεταφοράς ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

77 ΒΙΟΓΕΝΕΣΗ ΥΠΟΜΕΜΒΡΑΝΙΚΟΥ ΣΚΕΛΕΤΟΥ Στα τελικά στάδια της ωρίμανσης ερυθροβλαστών σε ΔΕΚ, RBC σημειώνονται ριζικές αλλαγές (nucl., TfR, microtub, membr, Sk, S/V) Διαφοροποίηση δομικών συστατικών ερυθροβλάστες  RBC Οι Sk πρωτεΐνες συντίθενται/συγκροτούνται σε Sk σε διαφορετικές φάσεις κατά την ερυθροποίηση και σε ποικίλοντα ποσά Με την ωρίμανση αλλάζουν οι μηχανικές ιδιότητες κυττάρων (στα ΔΕΚ η διασύνδεση Sk  μεμβράνης είναι ακόμα ασθενής) (?) υπομεμβρανικάΟ Sk αυτοσυγκροτείται (Μετα-ΜΦΡ) αλλά ή αυτοσυγκρότηση πρέπει να γίνεται υπομεμβρανικά. 1.επιλεκτική/ταχεία αποικοδόμηση β-σπεκτρίνης 2. μεμβρανικοί υποδοχείς (akn) 3. «βοηθητικές πρωτεΐνες» (4.1R, TM5-TD) ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

78 Η βιογένεση είναι μία σπάταλη διαδικασία (2-3x αSp/β) Η σύναψη συμπλόκων σταθεροποιεί τα μόρια και τα προστατεύει από τον καταβολισμό. Sp, ank  ασταθές/παροδικό προ-συγκροτούμενο κυτταροσκελετικό δίκτυο (  ανακύκλωση, 10% παροδική συγκρότηση) Band 3, 4.1  ευσταθές membrane-associated system  σύνθεση Sp, actin, ank,  ανακύκλωση,  συγκρότηση σε Sk  σύνθεση Band 3, 4.1 (isoforms) ΒΙΟΓΕΝΕΣΗ ΥΠΟΜΕΜΒΡΑΝΙΚΟΥ ΣΚΕΛΕΤΟΥ Ανθρώπινοι προερυθροβλάστες in situ σύγχρονη σύνθεση b3/Sp/ank. (-/-)ΑΕ1 mouse  φυσιολογική συγκρότηση Sk κατά τη διαφοροποίηση ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου

79 ΤΕΛΟΣ Α’ ΜΕΡΟΥΣ ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική Μεμβράνη_Αντωνέλου


Κατέβασμα ppt "«ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΥΘΡΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ» ΕΙΔΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Διάλεξη: Παρουσίαση: Δρ. Μ.Χ. Αντωνέλου, 07/05/08 ΕΚΚΒ_2008_Ερυθροκυτταρική."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google