Jaderné receptory

Jaderné
receptory
Jaderné receptory
-
-
-
ligandem aktivované
transkripční faktory
ligand
cytoplazmatická
membrána
pokud není znám ligand –
ORPHAN receptors
jaderný receptor
ligand nalezen – “adopted
orphan”
DNA
HISTORY
„
1905 - Ernest Starling coined the word hormone
„
1926 - Edward Calvin Kendall and Tadeus Reichstein
isolated and determined the structures of cortisone and
thyroxine
„
1929 - Adolf Butenandt and Edward Adelbert Doisy independently isolated and determined the structure of
estrogen
„
1961 - Elwood Jensen - isolated the estrogen receptor
„
1980s - cloning of the estrogen, glucocorticoid, and thyroid
hormone receptors by Pierre Chambon, Ronald Evans, and
Björn Vennström respectively
FUNCTIONS
Reproduction
„ Differentiation
„ Development
„ Metabolism
„ Metamorphosis
„ Homeostasis
„
LIGANDY
„
„
„
„
„
„
Steroidní hormony - glukokortikoidy
- mineralokortikoidy
- androgeny
- progesterony
- estrogeny
Thyroidní hormony
Vitamín D3
Kyselina retinová
Prostaglandiny
Leukotrieny
A/B
C
D
E
F
Nomenklatura
„
dle DNA a Ligand vazebné domény
NR3A1
číslo podrodiny
písmeno skupiny
číslo genu
„ 6 podrodin, 26 skupin
Nomenklatura- podrodiny
1 Thyroid hormone-like (TR- thyroidní hormon, RAR- kys.
retinová, VDL - vitamin D3, PPARs – fatty acids)
2 HNF4-like (hepatocyte nuclear factor)
3 Estrogen-like (ER estrogen, GR glukokortikoid, MR
mineralokortikoid, PR progesteron, AR androgen)
4 Nerve growth factor IB-like (NGFIB, NURR)
5 Fushi tarazu-F1-like (SF1, FTF, FTZ-F1)
6 Germ cell nuclear factor-like (GCNF1)
0A Knirps-like (KNI, KNRL, EGON, ODR7)
0B DAX-like (DAX, SHP)
Dimerizace po navázání ligandu
„
Dimerizace – steroidy – homodimery
- ostatní - homo nebo heterodimery
„
Fce: zvýšení vazebné afinity
specifity
diverzity (heterodimery)
Responzivní elementy
Základní motiv
5´PuGGTCA
„ Steroidní: obrácené
repetice
„ ostatní:
kys. retinová přímé repetice
vitamin D3 přímé repetice
thyroidní přímé i obrácené
repetice
„
Mechanismus obecně
„
„
„
Represe – zablokování: receptor vyvazuje korepresor
komplex s histon deacetylázovou aktivitou
Dereprese- odblokování: po navázání ligandu dojde k
disociaci předchozího komplexu a navázání prvního
koaktivačního komplexu s histon
acetyltransferázovou aktivitou – dochází k
dekondenzaci chromatinu
Transkripce: po rozpadnutí předchozího komplexu se
naváže druhý koaktivační komplex, který je schopný
zprostředkovat kontakt s ostatními molekulami
nutných k transkripci
Mechanismus obecně
Mechanismus – steroidní hormony
V nepřítomnosti hormonu v komplexu s
heatshock proteiny (např. hsp 90), aby
- udržely receptor inaktivní
- udržení struktury receptoru
- snadnější prostup přes jadernou
membránu
Po navázaní na receptor
vytěsnění hsp
dimerizace
fosforylace AF1 (activating
function 1)
konformační změny ligand
vazebné domény a aktivace
AF2 (activating function 2)
konformační změny umožní
navázání koaktivátorů, které
stabilizují transkripční
komplex a indukují aktivitu
histon acetylázy
vazba dimeru na responsivní
element
zahájení transkripce
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Odpověď
Primární: transkripcí vznikají efektorové
proteiny
„ Sekundární: transkripcí vznikají další
signály nebo aktivátory transkripce
efektrorových proteinů
„
Křížení s jinými signálními drahami
„
„
„
Fosforylace receptorů přímá i nepřímá MAPK
kinázou, protein kinázou C, protein kinázou A,
zvýšením hladiny cAMP
Vytváření dimerů s jinými transkripčními faktory
nebo přímá vazba na ně např. AP-1 (Fos/Jun)transaktivace i transreprese
Složené responzivní elementy – k zahájení
nutná vazba aktivovaného jaderného receptoru i
dalšího transkripčního faktoru ( např. AP-1)
Interakce se základními
transkripčními faktory
TFIIB - ligand nezávislý
thyroidní
vitamin D
steroidní
„ TATA binding protein TBP – nutný ligand
estrogen receptor
„
Non-genomic effects of steroids
Changes in gene expression – takes hours
„ Rapid changes – within seconds or minutes
„
…
…
second messengers: inositol triphosphate,
cAMP, Ca2 +
activation of MAPK and PI3 kinase
Steroidní hormony a nádorová
onemocnění
Pohlavní hormony – silné mitogeny,
vyvolávají až hyperplazii cílových tkání,
hlavně prostaty, prsu a cervixu
„ nádory prsu a prostaty patří mezi
nejčastější druhy rakoviny – cílové tkáně
pro hormony, často na hormony citlivé
„ využití antagonistů pohlavních hormonů v
léčbě
„
Antagonisté steroidních
hormonů
mohou ovlivňovat:
1) stabilitu inaktivního komplexu receptoru
schopnost dimerizace
vazbu na DNA
aktivaci transkripce
2) jednu nebo obě aktivační funkce AF1 a
AF2
Antiestrogeny
Léčba rakoviny prsu
„ Vždy kontrola přítomnosti estrogenových
receptorů v nádorových buňkách
„ U nádorů, které exprimují estrogenové
receptory úspěšná léčba u 75 % pacientů
„
Antiestrogeny
Tamoxifen – vazba na
estrogenový receptor,
dimerizace, vazba na
DNA x blokuje aktivitu
aktivační domény