Download - Zelluläre Signaltransduktion II
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Zelluläre Signaltransduktion II
• TGF-ß, der Wachstumsfaktor, der das Wachstum hemmt?
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Transforming growth factor ß (TGF-ß)
Growth factor Stimulation der Verankerungs-unabhängigen Zellproliferation von Tumorzellen in serum-
freiem Medium in Weichagar
Transforming Umwandlung epithelialer Zellen in Zellen mit mesenchymalen Eigenschaften.
Epithelial to Mesenchymal Transdifferentiation
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Transforming growth factor ß (TGF-ß)
Growth factor Stimulation der Verankerungs-unabhängigen Zellproliferation von Tumorzellen in serum-
freiem Medium in Weichagar
Transforming Umwandlung epithelialer Zellen in Zellen mit mesenchymalen Eigenschaften.
Epithelial to Mesenchymal Transdifferentiation
Epithel: Schicht engverbundener, polarisierter Zellen
Mesenchym: Gewebe aus locker verbundenen, nicht polarisierten Zellen
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Control TGF-ß
Transforming Growth Factor-ß-Induced Epithelial to Mesenchymal Transdifferentiation
Bhowmick et al., Mol Cell Biol 12, 27-36 (2001)
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Transforming Growth Factor-ß-Induced Epithelial to Mesenchymal Transdifferentiation
Bhowmick et al., Mol Cell Biol 12, 27-36 (2001) Link to Cadherins
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TGFß ein pleiotropes Cytokin
- 3 Isoformen werden von Säugetierzellen exprimiert (TGFß 1-3)
- Sequenz in verschiedenen Spezies hoch konserviert
- TGFß1: Endotheliale, hämapoetische und Bindegewebszellen
- TGFß2: Epitheliale und neuronale Zellen
- TGFß3: Mesenchymale Zellen
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TGF-ß-Familie BMP-Familie
TGF-ß BMP2 (bone morphogenic Protein)
Activin BMP4
Nodal BMP7
TGF-ß und verwandte Proteine
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SS
SS
ß1-LAP (80 kDa)
SS
TGF-ß1 (25 kDa)
LTBP (125-160 kDa)
Sekretion von TGF-ß1 als inaktiver Komplex
LAP = Latency-associated proteinLTBP = Latent TGF-ß-binding protein
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SS
SS
ß1-LAP (80 kDa)
SS
TGF-ß1 (25 kDa)
LTBP (125-160 kDa)
Sekretion von TGF-ß1 als inaktiver Komplex
LAP = Latency-associated proteinLTBP = Latent TGF-ß-binding protein
Aktivierung von TGFß durch proteolytische Prozesse
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TGFß ein pleiotropes Cytokin
- 3 Isoformen werden von Säugetierzellen exprimiert (TGFß 1-3)
- Sequenz in verschiedenen Spezies hoch konserviert
- TGFß1: Endotheliale, hämapoetische und Bindegewebszellen
- TGFß2: Epitheliale und neuronale Zellen
- TGFß3: Mesenchymale Zellen
Signale für die proteolytische Aktivierung:
- Stimulation von Integrinrezeptoren der extrazellulären Matrix
- Gefäßschädigungen und Aktivierung von Plasmin/Thrombospondin
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TGFß Funktionen
- Inhibition der Zellproliferation
- Supression der Immunantwort
- Induktion von Zelldifferenzierung
- Stimulation der Synthese von extrazellulärer Matrix
- Stimulator der Angiogenese
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Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
3 Typen von TGF-Rezeptoren wurden in Säugetierzellen indentifiziert:
TGFß-R I: 55 kDa
TGFß-R II: 75 kDa
TGFß-R III: 200 – 400 kDa Proteoglycan ohne Signaltransduktionseigenschaften
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TßR-II TßR-I
Ligandbindungs-domäne
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
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TßR-II TßR-I
Ligandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
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TßR-II TßR-I
Ligandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
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TßR-II TßR-I
Ligandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
Tß-R I und TßR-II sind Serin/Threonin Kinasen
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P
TßR-II TßR-I
Ligandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
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P
TßR-II TßR-I
Ligandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Konstitutiv aktiveKinase
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
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P
TßR-II TßR-I
Ligandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Konstitutiv aktiveKinase
Durch Phosphorylierungaktivierte Kinase
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
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P
TßR-II TßR-I
Ligandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Konstitutiv aktiveKinase
Durch Phosphorylierungaktivierte Kinase
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
SGSGSG GS Domäne
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PP
TßR-II TßR-I
TGF-ßLigandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Konstitutiv aktiveKinase
Durch Phosphorylierungaktivierte Kinase
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
![Page 22: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/22.jpg)
PP
PP
TßR-II TßR-I
TGF-ßLigandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Konstitutiv aktiveKinase
Durch Phosphorylierungaktivierte Kinase
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
Phosphorylierung der GS Domäne
![Page 23: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/23.jpg)
PP
PP
Signalkaskade
TßR-II TßR-I
TGF-ßLigandbindungs-domäne
Transmembran-domäne
Kinase-domäne
Konstitutiv aktiveKinase
Durch Phosphorylierungaktivierte Kinase
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
![Page 24: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/24.jpg)
TßR-II
TGF-ß
TßR-I ActR-IIActR-IIB
Activin/Nodal
ActR-IB
Bestimmung der Ligandspezifität durch Kombination unter-schiedlicher Mitglieder der TßR-II- und TßR-I-Familien
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TßR-II
TGF-ß
TßR-I ActR-IIActR-IIB
Activin/Nodal
ActR-IB
BMP2BMP4BMP7
GDF5BMP4 BMP7 AMH/MIS
ActR-IIActR-IIB
ActR-IIActR-IIB
BMPR-II BMPR-IABMPR-IB
BMPR-IABMPR-IB
ALK2 AMHR-II BMPR-IB
Bestimmung der Ligandspezifität durch Kombination unter-schiedlicher Mitglieder der TßR-II- und TßR-I-Familien
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PP
PP
S igna lkaskadeS m ad-Prote ine
TßR -II TßR -I
TG F-ßL igandb indungs-dom äne
Transm em bran-dom äne
K inase-dom äne
K onstitu tiv aktiveK inase
D urch P hosphory lierungaktiv ierte K inase
Signalgenerierung durch TGF-ß-Rezeptoren
![Page 27: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/27.jpg)
Struktur der Smad-Proteine
Fusion aus
Sma: Analogon aus C. elegans
Mad: Analogon aus Drosophila
(Mad= „Mothers against decapentaplegig“)
Decapentaplegic = TGFß-Analog aus Drosophila
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SXSNLSDNA-Bindung(ß-hairpin )R-Smads H2N- -COO-
Struktur der Smad-Proteine
![Page 29: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/29.jpg)
SXSNLSDNA-Bindung(ß-hairpin )
MH1-Domäne MH2-DomäneLinker
R-Smads H2N- -COO-
Struktur der Smad-Proteine
![Page 30: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/30.jpg)
SXSNLSDNA-Bindung(ß-hairpin )
MH1-Domäne MH2-DomäneLinker
R-Smads H2N- -COO-
Struktur der Smad-Proteine
Phosphorylierungsstelle
![Page 31: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/31.jpg)
SXSNLSDNA-Bindung(ß-hairpin )
MH1-Domäne MH2-DomäneLinker
R-Smads
Co-Smad
H2N-
H2N-
-COO-
-COO-
Struktur der Smad-Proteine
Phosphorylierungsstelle
![Page 32: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/32.jpg)
SXSNLSDNA-Bindung(ß-hairpin )
MH1-Domäne MH2-DomäneLinker
R-Smads
Co-Smad
I-Smads
H2N-
H2N-
H2N
-COO-
-COO-
-COO-
Struktur der Smad-Proteine
Phosphorylierungsstelle
![Page 33: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/33.jpg)
Type
I re
cept
or
inte
ract
ion
Co-factorinteraction
Interaktionsdomänen der Smad-Proteine
![Page 34: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/34.jpg)
Mitglieder der Smad-Familie
![Page 35: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/35.jpg)
Mitglieder der Smad-Familie
![Page 36: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/36.jpg)
Mitglieder der Smad-Familie
![Page 37: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/37.jpg)
Mitglieder der Smad-Familie
![Page 38: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/38.jpg)
SXSH2N- -COO-
SXS -COO-
-NH2
P P
ATP
ADP
TßR-I
Aktivierung der R-Smads durch TßR-I-abhängige Phosphorylierung der C-terminalen Domäne
![Page 39: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/39.jpg)
PP
PP
TßR-II TßR-I
TGF-ß
Smad-Aktivierung durch die TGF-ß Signalkaskade
R-SmadSXS -COO-
-N H2
![Page 40: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/40.jpg)
PP
PP
TßR-II TßR-I
TGF-ß
Smad-Aktivierung durch die TGF-ß Signalkaskade
R-SmadSXS -COO-
-N H2
SARA
SARA = Smad anchor for receptor activation
![Page 41: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/41.jpg)
-CO
O-
SX
S
-NH
2
PP
PP
TßR-II TßR-I
TGF-ß
Smad-Aktivierung durch die TGF-ß Signalkaskade
R-Smad
SA
RA
![Page 42: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/42.jpg)
-CO
O-
SX
S
-NH
2
PP
PP
TßR-II TßR-I
TGF-ß
SXSH2N- -COO-PP
Smad-Aktivierung durch die TGF-ß Signalkaskade
R-Smad
SA
RA
![Page 43: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/43.jpg)
-CO
O-
SX
S
-NH
2
PP
PP
TßR-II TßR-I
TGF-ß
SXSH2N- -COO-PP
H2N- -COO-
SXSH2N- -COO-PP
SXSH2N- -COO-PP
Smad-Aktivierung durch die TGF-ß Signalkaskade
-NH2
-COO-
Co-Smad
R-Smad
SA
RA
SMAD-4
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-CO
O-
SX
S
-NH
2
PP
PP
TßR-II TßR-I
TGF-ß
SXSH2N- -COO-PP
H2N- -COO-
SXSH2N- -COO-PP
SXSH2N- -COO-PP
Translokation in den Zellkern
Smad-Aktivierung durch die TGF-ß Signalkaskade
-NH2
-COO-
Co-Smad
R-Smad
SA
RA
![Page 45: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/45.jpg)
H2
N
-CO
O-
PP
PP
TßR-II TßR-I
TGF-ß
SXSH2N- -COO-PP
H2N- -COO-
SXSH2N- -COO-PP
SXSH2N- -COO-PP
Translokation in den Zellkern
Smad-Aktivierung durch die TGF-ß Signalkaskade
-NH2
-COO-
Co-Smad
R-SmadSXS -COO-
-N H2
SARA
SA
RA
X
X
X
I-Smad
![Page 46: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/46.jpg)
-COO-SXS -C
OO-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5' 3'
Transaktivierung?
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
S B Emad inding lement
![Page 47: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/47.jpg)
-COO-SXS -C
OO-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5' 3'
Transaktivierung?
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
Häufigkeit der Konsensussequenz 1/1024 bp (4 Basen, Pentanucleotid: 45 bp)
In praktisch jedem Promotor kommt diese Sequenz vor.
S B Emad inding lement
![Page 48: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/48.jpg)
-COO-SXS -C
OO-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5' 3'
Transaktivierung?
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
Häufigkeit der Konsensussequenz 1/1024 bp (4 Basen, Pentanucleotid: 45 bp)
In praktisch jedem Promotor kommt diese Sequenz vor.
Genspezifität kann nur durch Kombination mit anderen Faktoren erreicht werden
S B Emad inding lement
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-COO-SXS -C
OO-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5' 3'
Transaktivierung?
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
Affinität von Smads für Konsensussequenz ist relativ gering: (etwa 10-7 M, Zinkfinger-Transkriptionsfaktoren zum Vergleich 3 nM )
S B Emad inding lement
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-COO-SXS -C
OO-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5' 3'
Transaktivierung?
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
Affinität von Smads für Konsensussequenz ist relativ gering: (etwa 10-7 M, Zinkfinger-Transkriptionsfaktoren zum Vergleich 3 nM )
Ein SBE reicht für eine effektive Bindung der Smads an die DNAalleine nicht aus.
S B Emad inding lement
![Page 51: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/51.jpg)
-COO-SXS -C
OO-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5' 3'
Transaktivierung?
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
Affinität von Smads für Konsensussequenz ist relativ gering: (etwa 10-7 M, Zinkfinger-Transkriptionsfaktoren zum Vergleich 3 nM )
Ein SBE reicht für eine effektive Bindung der Smads an die DNAalleine nicht aus.
S B Emad inding lement
Eine effektive DNA-Bindung kann nur durch multiple SBEs und/oder andereFaktoren erreicht werden
![Page 52: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/53.jpg)
-COO
-SXS -COO
-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5'
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
S B Emad inding lement
DNA-Bindungs-Kofaktoren
![Page 54: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/54.jpg)
-COO
-SXS -COO
-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5'
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
S B Emad inding lement
DNA-Bindungs-Kofaktoren
A T C A C A
A R Ectivin esponse lement
![Page 55: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/55.jpg)
-COO
-SXS -COO
-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5'
Transaktivierung
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
S B Emad inding lement
DNA-Bindungs-Kofaktoren
A T C A C A
FAST
A R Ectivin esponse lement
![Page 56: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/56.jpg)
-COO
-SXS -COO
-
PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H 2N-
C A G A C5'
Transaktivierung
Smad-abhängige Aktivierung der Transkription
S B Emad inding lement
DNA-Bindungs-Kofaktoren
A T C A C A
FAST
FAST verstärkt die Bindung des Smad-Komplexes an die DNAhat aber selbst keine transaktivierende Wirkung.
A R Ectivin esponse lement
![Page 57: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/57.jpg)
Smad-abhängige Aktivierung der TranskriptionD N A-B indungs-K ofaktoren
Bekannte DNA-Bindungspartner für Smads sind FAST für Smad2 und Smad3
OAZ für Smad1, Smad5 und Smad8
![Page 58: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/58.jpg)
Smad-abhängige Aktivierung der TranskriptionD N A-B indungs-K ofaktoren
Bekannte DNA-Bindungspartner für Smads sind - FAST für Smad2 und Smad3
- OAZ für Smad1, Smad5 und Smad8
DNA-Bindungspartner erhöhen die Signalspezifität - da nur Gene aktiviert werden, die SRE und Erkennungssequenzen für die Kofaktoren haben
- da sie für eine bestimmte Gruppe von Smads und damit für eine Gruppe von Rezeptoren spezifisch sind
- da sie zellspezifisch exprimiert werden
![Page 59: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/59.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
![Page 60: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/60.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
-COO-SXS-COO
-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Coaktivator
![Page 61: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/61.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
-COO-SXS-COO
-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Acetyl-Transferase
Coaktivator
![Page 62: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/62.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
-COO-SXS-COO
-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Acetyl-Transferase
Coaktivator
Histon
Histon-Ac
![Page 63: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/63.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
-COO-SXS-COO
-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Acetyl-Transferase
Coaktivator
Histon
Histon-Ac
Chromatinauflockerung
![Page 64: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/64.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
-COO-SXS-COO
-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Acetyl-Transferase
Coaktivator
Histon
Histon-Ac
Chromatinauflockerung
erhöhte Transkription
![Page 65: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/65.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
-COO-SXS-COO
-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Acetyl-Transferase
Coaktivator
Histon
Histon-Ac
Chromatinauflockerung
erhöhte Transkription
-COO-SXS-COO-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Repressor
![Page 66: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/66.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
-COO-SXS-COO
-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Acetyl-Transferase
Coaktivator
Histon
Histon-Ac
Chromatinauflockerung
erhöhte Transkription
-COO-SXS-COO-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Deacetylase
Repressor
![Page 67: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/67.jpg)
Smad-abhängige Regulation der TranskriptionCoaktivatoren oder Repressoren
-COO-SXS-COO
-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Acetyl-Transferase
Coaktivator
Histon
Histon-Ac
Chromatinauflockerung
erhöhte Transkription
-COO-SXS-COO-PP
SXS
-COO
-
PP
H2N-
H2N-
H2N-
C A GA C5' 3'
S B Emad inding lement
Histon-Deacetylase
Repressor
Histon-Ac
Histon
Chromatinkondensierung
erniedrigte Transkription
![Page 68: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/68.jpg)
Aktivierung der TGFß-R/SMAD Signalkaskade führt bei epithelialen Zellen zu einem Zellzyklusarrest
Wodurch ?
![Page 69: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/69.jpg)
Cyclin-abhängige Kinasen: Motoren und Schalter des Zellzyclus
![Page 70: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/70.jpg)
CDKs: Motoren des Zellzyklus
Welche "Motorwirkung" haben CDKs im Zellzyklus ?
Durch die Phosphorylierung welcher Substratewerden Zellzyklusphasen eingeleitet ?
![Page 71: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/71.jpg)
CDK Substrate: Initiation der S-Phase
Bedeutung von CDKs bei der Initiation der S-Phase
![Page 72: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/72.jpg)
CDK Substrate: Initiation der S-Phase
NH2- -COOHA B
Retinoblastom-Protein (Rb)- Schlüsselsubstrat der S-Phase -
nucleäres Protein, 110 kDa
![Page 73: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/73.jpg)
CDK Substrate: Initiation der S-Phase
NH2- -COOHA B
Retinoblastom-Protein (Rb)- Schlüsselsubstrat der S-Phase -
nucleäres Protein, 110 kDa
Bindung des Transkriptionsfaktors E2F
![Page 74: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/74.jpg)
CDK Substrate: Initiation der S-Phase
NH2- -COOHA B
E2F: zentraler Transkriptionsfaktor bei der Induktion von S-Phase Genen
Retinoblastom-Protein (Rb)- Schlüsselsubstrat der S-Phase -
nucleäres Protein, 110 kDa
Bindung des Transkriptionsfaktors E2F
![Page 75: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/75.jpg)
CDK Substrate: Initiation der S-Phase
NH2- -COOHA B
Bindung des Transkriptionsfaktors E2F
P P P P P P P P PP
Retinoblastom-Protein (Rb)- Schlüsselsubstrat der S-Phase -
nucleäres Protein, 110 kDa
E2F: zentraler Transkriptionsfaktor bei der Induktion von S-Phase Genen
![Page 76: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/76.jpg)
CDK Substrate: Initiation der S-Phase
Rb
E2F
Rb
Repression E2F-kontrollierter Gene
![Page 77: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/77.jpg)
CDK Substrate: Initiation der S-Phase
Rb
E2F
InduktionE2F-kontrollierter Gene
P P P
CDK 2
Cyclin E
Rb
E2F
Rb
Repression E2F-kontrollierter Gene
![Page 78: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/78.jpg)
E2F: Initiator der S-Phase
E2F
E2F-kontrollierter Gene
DNA-Pol I
dNTP-Synth.
CDK 2
Cyclin E
Rb
P P P
![Page 79: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/79.jpg)
Regulation der CDK-Aktivität: Inhibitoren
inaktiv
inaktivCDK
CyclinCyclin
aktiv
T160 PCDK
Cyclin
T160 PCDK
CKI
CDKinaktiv
Cyclin
CKI
P
Cyclinkonzentration
PhosphorylierungDephosphorylierung
CDK-Inhibitoren
CDK
CyclinT14
Y15
P
Pinaktiv
T160 P
ATP
Pi
ATP
![Page 80: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/80.jpg)
Regulation der CDK-Aktivität: Inhibitoren
Beispiel: CKI p21
isosterische Hemmung durch Bindung im aktiven Zentrum
CDK 2
Cyclin E
CKI p21
G1 S-Phase
![Page 81: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/81.jpg)
Hemmung der Zellzyklusprogression durch TGF-ß
![Page 82: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/82.jpg)
TGF-ß
Hemmung der Zellzyklusprogression durch TGF-ß
![Page 83: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/83.jpg)
TGF-ß
p15, p21
Hemmung der Zellzyklusprogression durch TGF-ß
![Page 84: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/84.jpg)
TGF-ß
p15, p21 p27
Cyclin/CdK
Hemmung der Zellzyklusprogression durch TGF-ß
![Page 85: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/85.jpg)
TGF-ß
p15, p21 p27
Cyclin/CdKRb/E2F
Rb-P
Hemmung der Zellzyklusprogression durch TGF-ß
![Page 86: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/86.jpg)
TGF-ß
p15, p21 p27
Cyclin/CdKRb/E2F E2F
Rb-P
Hemmung der Zellzyklusprogression durch TGF-ß
S-Phase Gene
![Page 87: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/87.jpg)
TGF-ß
p15, p21 p27
Cyclin/CdKRb/E2F E2F
Rb-P
myc
Hemmung der Zellzyklusprogression durch TGF-ß
S-Phase Gene
![Page 88: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/88.jpg)
Zielgene des Transkriptionsfaktors c-myc
(+) Cyclin D Vermehrte Bildung des CyclinD/Cdk4 Komplexes(+) Cyclin E Vermehrte Bildung des CyclinE/Cdk2 Komplexes
(+) cdc25a-Phosphatase Enthemmung des CyclinD/Cdk4 Komplexes(+) p27-Sequestrierungsfaktor Enthemmung des CyclinE/Cdk2 Komplexes
![Page 89: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/89.jpg)
Myc C ell cycleprogression
G1
S
Beeinflussung des Zellzyklus durch Myc
![Page 90: Zelluläre Signaltransduktion II](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062500/56815003550346895dbdcedc/html5/thumbnails/90.jpg)
Mögliche Angriffspunkte in der TGF-ß-Signalkette bei Tumorerkrankungen
• Aufhebung der TGF-ß-vermittelten Hemmung der Zellproliferation
z. B. Defekte in TßR oder Smad • Ausschaltung der proapoptotischen Signalkaskaden
z. B. Defekte in proapoptotischen Proteinen
In späteren Stadien TGF-ß Sekretion und dadurch :• Immunsuppression• Epitheliale zu mesenchymaler Transdifferenzierung erhöhte
Metastasierungsneigung• Vermehrte Neovaskularisation