iii second massengger.pdfiii second massengger

Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 1

SATUAN ACARA PENGAJARAN

MATAKULIAH: PENGANTAR FARMAKOLOGI MOLEKULER

KODE/SKS : KB 252 / 2 SKS

SEMESTER : VII

PERTEMUAN : III

DOSEN : WAHYU HENDRARTI,SSi,MKes,Apt

MATERI : SECOND MASSENGER

SEKOLAH TINGGI ILMU FARMASI (STIFA)

MAKASSAR

2015 Kompetensi Utama :Mampu dalam penguasaan dan pengembangan


teknologi bidang farmasi dan kontrol kualitas.

(KU,2c)

Kompetensi Pendukung :1. Memiliki penguasaan dan keterampilan bidang

bahasa asing dan teknologi informasi. (KP,5c)

2. Mampu mengembangkan diri dalam

pengembangan obat dan sediaan bahan alam.(KP,8e)

Kompetensi Lainnya: Mampu untuk memotivasi dan memfasilitasi

masyarakat. (KL,11e)

Sasaran Belajar (TIU): Setelah menyelesaikan mata kuliah ini (pada akhir

semester), mahasiswa dapat: memahami dan

menjelaskan tentang mekanisme aksi obat dalam

tubuh pada tingkat molekuler yaitu transduksi

signal dan mekanisme aksi obat pada berbagai target

aksi obat, meliputi kanal ion, enzim, transporter, dan

reseptor yang digolongkan menjadi reseptor kanal

ion, reseptor protein G, reseptor tirosin kinase, dan

reseptor inti.

Capaian Pembelajaran (Learning outcomes): mampu

1. mengidentifikasi masalah-masalah terkait obat dan alternatif

solusinya berdasarkan prinsip-prinsip ilmiah untuk mengoptimalkan

terapi

2. Menunjukkan penguasaan konsep teoritis tentang obat, kinetika dan

mekanisme kerja obat, serta hubungannya dengan sifat fisikokimia obat

dan aktivitas biologis.

3. menerapkan konsep teoritis dan matematis dalam melakukan análisis

fenomena fisika, fisikokimia dan biologi

4. mengidentifikasi sumber informasi, menggali, menganalisis, menyusun

dan mendiseminasikan informasi terkait obat dan sediaan farmasi

lainnya

5. menerapkan konsep teoritis berbagai bidang ilmu kefarmasian dalam

melakukan riset bidang kefarmasian

6. berkontribusi dlm upaya pencarían dan atau pengembangan bahan


obat

7. membangun hubungan interpersonal & kerjasama dgan berbagai

pihak

8. mengambil keputusan yang tepat berdasarkan análisis informasi dan

data, mampu bertanggung jawab atas pekerjaan sendiri, dan dapat

diberi tanggung jawab atas pencapaian hasil kerja tim

9. mengikuti perkembangan iptek untuk meningkatkan pengetahuan,

keterampilan dan kemampuan diri secara berkelanjutan

Sasaran Pembelajaran (TIK):

Mampu menjelaskan dan memahami tentang Ligan (Neurotransmitter,

Hormon, Enzim, Obat) sebagai First Massenger (Jenis-jenis Ligan & Peranan

Ligan sebagai first massenger), serta Mekanisme Ligan serta hubungannya

dengan penyakit dan obat

Materi Pembelajaran:

(1) Ligan (Neurotransmitter, Hormon, Enzim, Obat) sebagai First

Massenger (Jenis-jenis Ligan & Peranan Ligan sebagai first

massenger)

(2) Mekanisme Ligan serta hubungannya dengan penyakit dan obat


Materi III: Mekanisme Interaksi Obat

A. Mekanisme Interaksi Obat dengan targetnya (Kanal ion, Enzim, Molekul

pembawa, dan Reseptor)

B. Peranan Second Massenger

1. Jenis-jenis target obat

2. Mekanisme dan interaksi obat dengan Ligan

3. Second Massenger


Neurotransmitters found in the nervous system

EXCITATORY

• Acetylcholine, Aspartate, Dopamine, Histamine

• Norepinephrine, Epinephrine, Glutamate, Serotonin

INHIBITORY

• GABA, Glycine Other Neurotransmitters:


Efek neurotransmitter

Pelepasan neurotransmiter ke celah sinaptika

Berikatan dengan reseptor

Membuka kanal ion atau menutup kanal ion

Perubahan potensial membran pascasinaptika

Sel pascasinaptika mengalami eksitasi atau inhibisi

Reaksi yg akan terjadi :

Mekanisme pengaktifan / pengnonaktifan protein dengan cara :

● FOSFORILASI ( Penambahan

gugus fosfat )

● DEFOSFORILASI ( Pengurangan

gugus fosfat )

● Pengaktifan GTPase

● Produksi SECOND MESSENGER


GTPase :

● Enzim yang berikatan dengan Guanosin Triphosphate (GTP) ● Aktif : Protein GTP / Protein G

a. Monomerik : terdiri dari 1 rantai polipeptida b. Heteromerik : terdiri dari : c. gugus polipeptida : α, β, dan γ

Signal transduction

Receptor Classification of Receptors

1) Pharmacological Mediator (i.e. Insulin, Norepinephrine, estrogen)

2) Biophysical and Biochemical Second messenger system (i,.e. cAMP, PLC, PLA)


3) Molecular or Structural Subunit composition (i.e. 5HT1A )

4) Anatomical Tissue (i.e muscle vs ganglionic nAChRs) Cellular (i.e. Membrane bound vs Intracellular) “Second Messenger”

• Defenisi: merupakan zat kimia yg konsentrasi intrasellulernya meningkat atau menurun (jarang) sbgi respon thdp aktivasi reseptor oleh Agonis & memicu proses2 yg menimbulkan respon seluler

• Contoh: ion Ca 2+, cAMP, inositol-1,4,5-trifosfat (InsP3) dan Diasil Gliserol (DG)

• Essential in conducting and amplifying signals from G-protein coupled receptors.

• Small, nonprotein, water-soluble molecules or ions • Readily spread throughout the cell by diffusion • Two most widely used second messengers are: Cycle AMP and Calcium

ions Ca2+ 1. cAMP

• Dibentuk dari ATP oleh enzim Adenilat Siklase • Contoh:

Pada saat Adrenoreseptor-β distimulasi, cAMP mengaktivasi enzim Protein Kinase A yg memfosforilasi protein (enzim atau kanal ion) dan menimbulkan efek fisiologi

2. Calcium Ions (Ca2+) and Inositol Trisphosphate

• Calcium more widely used than cAMP • used in neurotransmitters, growth factors, some hormones • Increases in Ca2+ causes many possible responses:

• Muscle cell contraction • Secretion of certain substance


• Cell division Two benefits of a signal-transduction pathway 1. Signal amplification 2. Signal specificity A. Signal amplification

• Proteins persist in active form long enough to process numerous molecules of substrate

• Each catalytic step activates more products then in the proceeding steps


G proteins and adenylate cyclase


adenylate cyclase (AC) is membrane-associated enzyme found in all eukaryotic cells if G protein stimulates AC called Gs if G protein inhibits AC called Gi

NO and vasodilation (example of interplay of different signal pathways)

NO most potent vasodilator known produced by endothelial cells following activation by acetylcholine,

GABA, adrenalin passes from endothelial cells to smooth muscles

passes thu’ muscle cells via gap junctions acetylcholine, GABA, adrenalin acts as 1st messenger in endothelial

cells NO acts as 1st messenger in smooth muscle cells

cGMP acts as 2nd messnger Ca2+ acts as 3rd messenger


NO activates enzyme guanylate cyclase cGMP activates the inward Ca2+ pump on membranes of Ca2+-stores

thus, lowers free [Ca2+] inside cells low [Ca2+] makes contractile filaments (actin and myosin) slide

apart smooth muscle relaxes

blood vessels dilates Receptor Signaling Pathways

Second Messengers: 1. Ions (Ca2+, Na+, K+, Cl-) 2. cAMP, cGMP, IP3, Diacylglycerol 3. DNA binding – Transcriptional regulation. 4. Phosphorylated proteins and enzymes via tyrosine kinase

receptors. Third Messengers: 1. Enzymes (PKC, PKA) 2. Ions (Ca2+, K+)

Receptor Signaling Pathways


Table 1 Analgesics


Antiarrhythmic Drugs


Antidepressant Drugs

Antidiabetic Drugs other than Insulin


Antiplatelet Drugs

Drugs acting on noradrenergic neurons


Drugs acting on serotonergic neurons


Referensi:

1. Ikawati, Z., 2006, Pengantar Farmakologi Molekuler, Gama Press,

Yogyakarta

2. Offermanns, S. & Rosenthal, W (Eds.) Encyclopedia of Molecular

Pharmacology. 2nd Edition. *For color figures please see our Electronic

Reference on www.springerlink.com

3. Beckerman, Martin. Molecular and cellular signaling (Biological and

medical physics, biomedical engineering, ISSN 1618-7210) 2005

Springer Science+Business Media, Inc. Printed in the United States of

America.

4. Killeen, Anthony A. Principles of molecular pathology. Department of

Laboratory Medicine and Pathology,University of Minnesota, Minneapolis,

2004, ISBN 1-58829-085-9

5. Lodish, et al. Molecular Cell Biology, 5th Edition

6. Gilman AG, Rall TW, Nies AS, Taylor P. (Eds.). Goodman and Gilman’s

The Pharmacological Basis of Therapeutics. 11th Edition. New York:

Pergamon Press, 2006.

7. Katzung BG. Basic and Clinical Pharmacology. 3rd ed. Connecticut:

Appleton and Lange, 1987.

8. Lullmann et al, Color Atlas of Pharmacology. 2nd Edition Thieme

Stuttgart. New York, 2000

SOAL-SOAL

1. Terangkan tentang first messenger dan second messenger seperti gambar di

bawah ini:


2. Salah satu senyawa 1st messenger adalah Neurotransmiter (NT). Tuliskan 3

NT excitatory dan 2 NT inhibitory!

3. 1st messenger berikatan dengan reseptor dan menimbulkan serangkaian aksi

pengaktifan atau peng-non-aktifan protein. Tuliskan 4 aksi tersebut!

4. Terangkan tentang gambar di bawah ini (A, B, C, D) secara sistematik!


5. Terangkan tentang cAMP seperti gambar di bawah ini:


a. Asal terbentuknya cAMP?

b. Enzim apa yang membantu?

c. Setelah cAMP terbentuk selanjutnya akan mengaktifkan enzim apa?

d. Enzim yang dibentuk akan membantu …………. Protein (diidentifikasi

sebagai efek/aksi farmakologi)

6. Terangkan tentang IP3 dan DAG seperti gambar di bawah ini:

e. Asal terbentuknya IP3 dan DAG?

f. Enzim apa yang membantu terbentuknya IP3 dan DAG?

g. IP3 dan DAG melalui mobilisasi ion …….. dapat mengaktifkan enzim

…………sehingga menimbulkan aksi farmakologi.

7. Tuliskan yang termasuk (A) 1st Messenger, (B) 2nd Messenger, dan (C) 3rd

Messenger!

8. Tuliskan 2nd dari masing-masing efektor di bawah ini:

iii second massengger.pdfiii second massengger

Documents