1

Mô bào đích Phân tử tín hiệu ngoại bào (ESM) Đáp ứng

Gan Vasopressin Phân giải glycogen

Tụy tạng Acetylcholine Phân tiết amylase

Cơ trơn Acetylcholine Co cơ

Tiểu cầu Thrombin Tập hợp tiểu cầu

Bảng 5. Một số tác động của PIP2 ở mô bào đích

Hình 21. Tác động sinh học của IP3Hình 21. Tác động sinh học của IP3

2

Hình 22. Các loại calcium pumpHình 22. Các loại calcium pump

3

Hình 23. Cơ chế IP3 điều hòa nồng độ Ca2+ICF

Hình 23. Cơ chế IP3 điều hòa nồng độ Ca2+ICF

4

(3). Cơ chế thông tin “đóng, mở kênh ion” (3). Cơ chế thông tin “đóng, mở kênh ion”

Một số loại protein G kiểm soát trực tiếp “đóng, mở” các kênh ion ở mô bào đích, làm thay đổi điện thế màng, dẫn đến các hiệu ứng sinh học.Thần kinh mê tẩu - Tim: Acetylcholine phóng thích từ đầu mút thần kinh mê tẩu làm giảm sự co thắt của tế bào cơ tâm, giảm nhịp tim, giảm huyết áp dưới sự kiểm soát của α subunit - protein Gi .

Acetylcholine + Receptorβγ subunit - protein Gi

K+ channel (mở)

Tế bào cơ tâm khử cực

α subunit - protein Gi

Adenylate cyclase

5

Thần kinh khứu giác: Con người có thể phân biệt 10.000 mùi, do các tế bào thần kinh khứu giác ở lớp niêm mạc mũi đảm nhận, nhờ vào GPCRs đặc hiệu- receptor khứu giác trên bề mặt lông nhung, (khoảng 350 olfactory receptors) dưới sự kiểm soát của α subunit - protein GOLF .

Hình 24. Olfactory receptorHình 24. Olfactory receptor

MÙI + Olfactory receptor

α subunit protein GOLF

Adenylate cyclase

c.AMP

cyclic AMP gated cation channel (mở)

Na+

Khử cực olfactory neuron

Trung khu khứu giác

6

Thần kinh thị giác: Sự nhìn ở mắt phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, tế bào hình que (rods)-ánh sáng mờ, đơn sắc và tế bào hình nón (cones)-ánh sáng mạnh, đa sắc).

Hình 25. Tế bào hình que (rods) và hình nón (cones)

Hình 25. Tế bào hình que (rods) và hình nón (cones)

Hình 26. Sự hoạt động của tế bào hình que

Hình 26. Sự hoạt động của tế bào hình que

7

Ở tế bào hình que, hàng ngàn đĩa cảm quang (rhodopsin) xếp chồng lên nhau (600-200 đĩa/tế bào). Rhopodsin là một thành viên trong họ GPCRs liên kết với protein G (Gt- transducin) và cyclic GMP-gated cation channel ở màng.

1.Ánh sáng mạnh (đa sắc)

Proton đa sắc Rod photoreceptor (Outer segment)

Rhodopsin kinase

Rhodopsin(hoạt động)

Opsin +cis-Retinal

Transducin (Gt)

cyclic GMP Phosphodiesterase

c.GMP

GMPcyclic GMP-gated cation

channel (đóng) Ca2+

Màng tế bào tăng phân cực (Inner sigment)

Dẫn truyền thần kinh ở synap

8

1.Ánh sáng mờ (đơn sắc)

Proton đơn sắc Rod photoreceptor (Outer segment)

Arrestin

Rhodopsin(bất hoạt)

Trasducin (Gt)Regulator of

G protein signal protein

(RGS) ON

Guanylate cyclase

GTP

c.GMPcyclic GMP-gated cation

channel (mở) Ca2+

Ca2+ICF

Màng tế bào khử cực (Inner sigment)

Dẫn truyền thần kinh ở synap

9

3.4. THÔNG TIN QUA RECEPTORS MÀNG – ENZYME3.4. THÔNG TIN QUA RECEPTORS MÀNG – ENZYME

(1).Tương tự như receptor màng liên kết với protein G (GPCRs), phân tử receptor liên kết enzyme là protein xuyên

màng với domain hướng ra ngoài, liên kết với những phân tử ligand và domain bên trong tế bào chất, liên kết với trimeric G-protein.(2). Receptor liên kết enzyme gồm 6 loại:-Receptor tyrosine kinase-Tyrosine kinase associated receptor -Receptor serine/threonine kinase-Histidine kinase associated receptor-Receptor guanylate cyclase-Receptorlike tyrosine phosphatase

10

3.4.1. Receptor tyrosine kinase (RTKs)

(1).Nhiều tín hiệu protein ngoại bào thông tin qua receptor tyrosine kinase (RTKs) như:• Epidermal growth factor (EGF)• Platelet-derived growth factor (PDGF)• Fibroblast growth factors (FGFs)• Hepatocyte growth factor (HGF)• Insulin và Insulin-like growth factor-1 (IGF-1)• Vascular endothelial growth factor (VEGF)• Macrophage-colony-stimulating factor (MCSF)• The neurotrophins, including nerve growth factor (NGF)(2).RTKs ở người được mã hóa bởi 60 gene và được phân chia

gồm 16 subfamilies cấu trúc.(3).Enzyme tyrosine kinase thuộc nhóm enzyme kích hoạt cơ chất với trung tâm hoạt động là các cấu tử tyrosine.

11Hình 27. 7 subfamilies RTKsHình 27. 7 subfamilies RTKs

12

Bảng 5. Tín hiệu, receptor và đáp ứng sinh học thuộc nhóm RTKs

Tín hiệu protein

Receptors Đáp ứng sinh học

EGF EGF receptorKích hoạt sự sống sót, tăng trưởng , phát triển và biệt hóa các tế bào

Insulin Insulin receptor Kích thích sự tiêu thụ glucid, tổng hợp protein

IGF-1 IGF-1 receptor Kích hoạt sự sống sót, tăng trưởng các tế bào

NGF Trk A Kích hoạt sự sống sót, tăng trưởng các neuron

PDGF AA, BB, AB

PDGF receptor (α và β)

Kích hoạt sự sống sót, tăng trưởng và thấm nhập các tế bào

MCSF MCSF receptorKích hoạt monocyte và macrophage phát triển và biệt hóa

FGF-1 to FGF-24

FGF receptorKích hoạt sự phát triển và ức chế sự biệt hóa của các tế bào tiền thân

VEGF VEGF receptor Kích thích tiến trình angiogenesis

Ephrin type A và B

Ephrin receptorKích thích tiến trình angiogenesis và sự thấm nhập của tế bào hướng dẫn và sợi trục thần kinh

13

Hình 28. Sự kích hoạt RTKsHình 28. Sự kích hoạt RTKs

3.4.2.Cơ chế thông tin qua receptor liên kết tyrosine kinase

(1).Cơ chế thông tin của IGF (insulin-like growth factor) trong tiến trình kích hoạt sự sống sót và tăng trưởng tế bào(2). Cơ chế thông tin của IGF (insulin-like growth factor) trong tiến trình điều hành biến dưỡng và bộ xương tế bào(3). Cơ chế thông tin của cytokine(4). Cơ chế đáp ứng hóa hướng động vi khuẩn

14

(1).Cơ chế thông tin của IGF (insulin-like growth factor) trong tiến trình kích hoạt sự sống và tăng trưởng tế bào

Ghi chú: Akt (protein kinase B, or PKB)PDK-1 (phosphoinositide-dependent protein kinase 1)TOR (Toxin resistance)

Hình 29.Cơ chế kích hoạt sự sống và tăng trưởng tế bào

15

Hình 30. Cơ chế thông tin của GF trong tiến trình kích

hoạt sự sống và tăng trưởng tế bào

16

(2). Cơ chế thông tin của IGF (insulin-like growth factor) trong tiến trình điều hành biến dưỡng và bộ xương tế bào

Hình 31.Cơ chế thông tin của GF trong tiến trình điều

hành biến dưỡng và bộ xương tế bào

17

(3). Cơ chế thông tin của cytokine

Ghi chú: JAK-Janus kinase (tyrosine kinase)STAT-Signal transducer and activator of transcription

Hình 32.Cơ chế thông tin của cytokine

18

Bảng 6. Tín hiệu, receptor và đáp ứng sinh học của cytokine

Tín hiệu protein Receptor- JAK Hoạt hóa STAT Tác động sinh học

γ- interferon JAK1 và JAK2 STAT1 Kích hoạt macrophage

α- interferon Tyk2 và JAK2 STAT1 và STAT2Tăng sức kháng tế bào đối với virus

Erythropoietin JAK2 STAT5Kích thích tiến trình sản sinh hồng cầu

Prolactin JAK1 và JAK2 STAT5 Kích thích tiết sữa

Growth hormone JAK2 STAT1 và STAT5Kích thích sự tăng trưởng cơ thể

GMCSF JAK2 STAT5Kích thích sản sinh granulocyte và macrophage

19

(4). Cơ chế đáp ứng hóa hướng động của vi khuẩn Sự di động của vi khuẩn nhờ vào thành phần protein “motor” flagella.

Hình 33.Cấu trúc flagella của E. coli

20Hình 34. Cấu tạo và sự vận động flagella hay cilia

21

Hóa hướng động (chemotaxis) là hiện tượng dẫn dụ các tế bào vi sinh vật do sự thay đổi hóa học (ECS) trong môi trường.Chemotaxis receptor:-Định vị ở mặt ngoài của lớp màng tương, cấu trúc dimer, một liên kết với đặc hiệu với chất hóa học dẫn dụ và một liên kết với chất diệt khuẩn.-Phần đuôi trong tế bào chất liên kết với enzyme histidine kinase (CheA) thông qua protein nối (CheW)

Che Y và Che Z là protein điều hòa

Hình 35. Cơ chế đáp ứng hóa hướng

động của vi khuẩn

22

Hình 36. Cơ chế tác động của thyroxine

23

Hình 37. Cơ chế tác động của epinephrine

24

Hình 37. Cơ chế tác động của antigen phụ thuộc T cell

25

Hình 38. Cơ chế tác động của cytotoxic T cell

26

Hình 39. Cơ chế tác động của interferon

27

Hình 40.Cơ chế tái sản của HIV Hình 40.Cơ chế tái sản của HIV

28Hình 41.Cơ chế tác động của cholera toxin Hình 41.Cơ chế tác động của cholera toxin