,,Isokinoliinil põhinevad bisubstraatsed inhibiitorid proteiinkinaasidele" juhendamise eest ) 2009, Darja Lavõgina; Üliõpilaste teadustööde riiklik konkurss, II preemia doktoriõppe üliõpilaste astmes, konkursitöö ,,ARC-tüüpi inhibiitori (ARC-1034) ja proteiinkinaas A katalüütilise alamühiku vahelise kompleksi struktuuranalüüs..." Teadustöö põhisuunad 1. Bio- ja keskkonnateadused, 1.1. Biokeemia(Proteiinkinaaside bisubstraatsete inhibiitorite disain, süntees ja kristallograafia) 1. Bio- ja keskkonnateadused, 1.1. Biokeemia, P310 Proteiinid, ensümoloogia
sidumisega) aktiveerib fosfolipaas C; selle aktiivtsenter avaneb ja fosfatidüül-inositool-4,5-bisfosfaat (PIP-2) hüdrolüüsitakse. Hüdrolüüsi tulemuel tekib kaks sek. signaaliülekandjast inositooltrifosfaadist (IP3) ja diatsüülglütseroolist (DG) α-subühik hüdrolüüsib GTP GDP-ks ning vabaneb fosfolipaas C-lt. Signaali ülekanne kinaasiga seotud retseptori kaudu DG – diatsüülglütserool jääb lipofiilsena membraani DG aktiveerib proteiinkinaas C-d PKC fosforüülib tsütoplasma ensüümide Ser ja Thr jääke Fosforüülitud ensüümid katalüüsivad aktiivses olekus spetsiifilisi keemilisi reaktsioone 1 TM Üheaegselt retseptor ja ensüüm. C-terminuse lähedal on katalüütiline piirkond ja N-terminuse lähedal on ligandi sidumise piirkond. Insuliini retseptor. Kasvofaktorite retseptorid, tsütokiinide retseptorid.
Alfa-subühiku aktiivtsentris istub GDP (guanosiindifosfaat). Kui retseptor muudab oma konformatsiooni, mõjutatakse ka gamma ja beeta subühikut. GDP lükatakse sealt välja. Asendub GTP-ga (guanosiintrifosfaat). Alfa-subühik dissotseerub G-valkudest ja ühineb adenülaattsüklaasiga (AC) ning aktiveerib viimase sellega, et hüdrolüüsib GTP-d. AC hakkab ATP-ga tootma cAMP-d. See on sekundaarne signaalmolekul. Valk-valguline interaktsioon. Proteiinkinaas hakkab fosforüülima teisi valke. Tekib metaboolne vastus (metaboolse raja muutus, raku talitluse vajalik muutus). Ravi määramisel tuleb arvestada, et viga ei pruugi olla hormonaalsel tasemel, vaid hoopis teisel. Sel juhul hormooni lisamine ei aita. Ülekanne cGMP vahendusel · Ülekanne transmembraanse GC vahendusel (ANP, guanüliin, enterotoksiinid, jt · Ülekanne tsütoplasmaatilise lahustuva GC vahendusel (lämmastikoksiid NO) Valk ja retseptor on koos GC
Suurte G -valkude klassifikatsioon Gs (effektor adenülaadi tsüklaas), Gi (adenülaadi tsüklaas ja K+ kanal), Golf (adenülaadi tsüklaas), Gq (fosfolipaas C), Go (fosfolipaas C) ja Gt (cGMP fosfodieseraas). 7. Adenülaadi tsüklaas on ensüüm, mis katalüseerib ATP muutmist cAMPks, on mitmete G-valk seoseliste retseptorite efektoriks. Nt trimeersed Gs valgud vahendavad retseptori signaali adenülaadi tsüklaasini, mis sünteesib sekundaarse vahendaja cAMP. 8. Proteiinkinaas A ja CRE- valgud saavad reguleerida valgusünteesi: PKA aktiveerib otseselt CREB valgu, mis omakorda seob CRE (cAMP response element), seeläbi stimuleerib transkriptsiooni. 9. Fosfolipaas C aktiivsusega seotud signaaliülekanne (Inositooltrifosfaat, Diatsüülglütserool, Proteiinkinaas C) - Gq ja Go valgud vahendavad retseptori signaali fosfolipaas Cni, mis sünteesib sekundaarsed vahendajad DAG ja IP3. DAG aktiveerib PKC,
Sünteesitakse inaktiivsena (nt. trüpsinogeen). Spetsiifiline ensüüm (enteropeptidaasid), mis lõhustab kindla jupi (muutub primaarstruktuuri) . Toimub kaskaad ja mitu ensüümi aktiverruvad (trüpsiin toimib kümptrüpsiinile). Teeb ensüümid aktiivseks. Kui sünteesiksime need ensüümid aktiivsena, hakkaksid nad organismi lõhustama. · Valk-valguline interaktsioon proteiinkinaas on nii aktiivses kui inaktiivses vormis. Inaktiivsena on see tertrameer (2 regulatoorset, 2 katalüütilist subühikut). Kui regulatoorne subühik võtab vastu AMP, muutub selle konformatsioon a lükkab eemale katalüütilised subühikud, mis muutuvad aktiivseks (toimub reaktsioon). Isoensüümid sama reaktsiooni katalüüsiv ensüümide perekond, mille esindajate erinev molekulaarehitus tingib erinevad füsiko-keemilised omadused.
Mittevalgulised orgaanilised ühendid, mis tavaliselt sisaldavad vitamiini või mineraali. Koensüümid ei ole ise katalüütiliselt aktiivsed. Koensüümid pole substraadi-spetsiifilised, vaid toimivad koos erineva spetsiifikaga ensüümidega. Näiteid erinevatesse klassidesse kuuluvate ensüümide toimemehhanismidest: Laktaadi dehüdrogenaas: Laktaadi dehüdrogenaas tähistab seda, et substraadiks on laktaat ja toimub selle dehüdrogeenimine (näiteks: CH3CH2OH(alcohol) CH3CHO(aldehüüd)). Proteiinkinaas: Lipaas: O O H2C O C R1 H2C O C R1 O O O HC O C R2 H2O HC O C R2 + - O C R3 O Proteaasid: H2C O C R3 H2C OH Endoproteaasid katalüüsivad sidemete hüdrolüüsi peptiidahela keskel, eksoproteaasid ahela
Toodetakse peremeesrakus patogeeni esinemisel. Fibroblastid ja monotsüüdid toodavad INF tüüp I – aktiveerib molekule, mis takistab viiruse DNA/RNA paljundamist. Samuti takistab kasvajate kasvu. Viirusega nakatunud rakk vabastab viiruseosakesi, mis saavad naabruses olevaid rakke nakatada. Nakatunud rakk hoiatab teisi vabastades samal ajal ka inteferoone. Teised rakud toodavad vastusena intederoonile suurtes kogustes ensüümi proteiinkinaas R, see on fosforüleerimisvõimega, seondub transkriptsioonifaktoritele, nii et ei saa rakus toimuda proteiinisüntees. Toodetakse ka RNaasi, mis lagundab rakusisest RNA-d. Samuti toodetakse mitmeid teisi proteiine, mis põhjustavad nakatunud rakkude apoptoosi. Samuti suurendatakse MHC I ekspressiooni – nii et viraalsed peptiidid esitatakse tsütotoksilistele T rakkudele. Ka MHC II ekspressiooni – suurendab viiruspeptiidide esitamist helper T rakkudele, mis omakorda
4) Ensüümide kovalentse modifitseerimise teel (fosforüleerimine) 5) Allosteeriliste efektorite (modulaatorite) abil 6) Sümogeenide (proensüümide), isosüümide, modulaatorvalkude abil Kovalentne modifitseerimine Ensüüme, mida reguleeritakse kovalentse modifitseerimise teel, nimetatakse interkonverteeritavateks ensüümideks. Ensüüme, mis katalüüsivad interkonverteeritavate ensüümide kahe vormi vahelist konversiooni, nimetatakse konverterensüümideks (proteiinkinaas ja proteiinfosfataas antud näite korral). 3. Proensüümid (sümogeenid) ja isoensüümid (isosüümid) mõisted, nende roll katalüüsi regulatsioonis. Proensüümid on valkude inaktiivsed prekursorid, mille proteolüütilise lõikamise tulemusel saadakse aktiivne valk. Kümotrüpsiogeeni aktiveerimine LIISI KINK 36
seotud retseptori aktiivsuse maha. Nüüd ei seostu G-valk-seotud retseptor enam G-valgule. Fosfolipaas C-β keskne roll fosfatidüülinositool-4,5-bisfosfaadi hüdrolüüsis diatsüülglütserooliks ning inositool-1,4,5-trisfosfaadiks ning kuidas see vahendab G-valk 2+ seoseliselt retseptorilt lähtuvat signaali rakusisese Ca - ioonide taseme tõusuks ja proteiinkinaas C aktiveerimiseks. Signaalmolekul aktiveerib G-valk seoselise retepstori, mis omakorda aktiveerib G-valgu, mis aktiveerib fosfolipaas C-β.Fosfatidüülinositool-4,5-bisfosfaat(PIP2) hüdrolüüsitakse fosfolipaas C-β poolt inositool-1,4,5-trisfosfaadiks (IP3) vabastab Ca2+ endoplasmaatilisest retiikulumist) ja diatsüülglütserooliks (DAG) (aktiveerib proteiin kinaas C koos vabanenud Ca ioonidega) 2+