TRANDUKSI SINYAL

ETI YERIZELFK-UNIBA

KOMUNIKASI ANTAR SEL DAN INTRASEL

Untuk pengaturan peran biologis yang meliputi :– pertumbuhan dan diferensiasi sel– reproduksi– proses-proses metabolik– integrasi fungsi-fungsi fisiologis(transpor, lalulintas metabolit dll).

Diperlukan suatu komunikasi antar dan intraseluler.Dilaksanakan oleh :

– a. sistim endokrin (hormon), parakrin dan otokrin ( growth factor, sitokin)– b. sistim saraf (impuls listrik dan neurotransmiter)– c. sistim imun

Transduksi Sinyal

• Transfer informasi melalui Transduksi Sinyal• pada sel sasaran• sebagai mediator pembawa informasi = ligan

(ligand)• pada sel sasaran mempunyai reseptor yang

sangat spesifik dan mengikat ligan dengan afinitas tinggi.

• Ikatan ligan dan reseptor akan mengaktifkan efektor untuk mulai melaksanakan transduksi sinyal.

TRANSDUKSI SINYAL

• Ligan + reseptor aktivasi efektor rangkaian transduksi sinyal (a.l. caraka kedua ) aktivasi protein kinase tertentu efek yang diharapkan.

Prinsip Dasar Transduksi Sinyal

. Pengenalan ligand oleh reseptor yang spesifik dan terbentuk ikatan ligan-reseptor dengan afinitas yang sangat tinggi (recognition) pada permukaan atau di sitoplasma sel sasaran

2. Proses transduksi sinyal :• Ikatan ligan dengan reseptor mengaktifkan komponen-

komponen transduksi sinyal secara kaskade/jeram.• Aktivasi caraka kedua (second messenger)• Penguatan sinyal (amplifikasi)• Penyampaian pesan yang berupa efek biologis

3. Pengaktifan protein-kinase atau protein non enzimatik melalui proses fosforilasi untuk mengaktifkan metabolisme atau pertumbuhan sel sebagai efek biologis yang dibawa sinyal

SKEMA TRANSDUKSI SINYAL

SISTIM ENDOKRIN

• Pengertian lebih diperluas: • sistim endokrin

ligan dihasilkan oleh kel. Endokrin , masuk pembuluh darah dan bekerja pada lokasi yang jauh dari kel. Endokrin semula.

• sistim parakrin

ligan dihasilkan oleh kel. Parakrin, masuk keruang interstitial dan bekerja pada sel-sel yang letaknya tidak jauh dari kel. semula.

• sistim otokrin

ligan dihasilkan kel.Otokrin dan digunakan sendiri oleh sel yang menghasilkan ligan itu.

Reseptor = associated recognition molecules (Contoh: hormon yang kadarnya antara 10-9-10-15 mol/L dapat dikenali)

oleh reseptor yang bisa berupa protein integral membran (ligan hidrofilik) atau dalam sitoplasma/inti (ligan hidrofobik)

Berperan sangat penting pada kerja hormon, Hormon dan ligand lainnya :

• hidrophilic (cell surface receptor)• lipophilic (cytosolic or nuclear receptor)

ikatan dengan afinitas tinggi oleh reseptor dan dapat membedakan terhadap molekul lain (sterol, asam amino, peptida, protein dll.)spesifitas tinggi pada sel atau jaringan tertentu.

bermacam-macam jenis reseptor dan subtipe satu macam agonis dapat terikat/berinteraksi dengan

berbagai subtipe reseptor

RESEPTOR MEMBRAN

Pada umumnya reseptor membran mempunyai 4 ba-

gian yaitu :

1. Suatu domain extrasel yang mempunyai ujung/ter-

minal N dari protein reseptor. Pada bagian ekstra-

sel juga terikat suatu karbohidrat tertentu yang akan menentukan ligan yang akan diikatnya.

2. Domain transmembran 3. Domain pengatur/regulasi yang terdapat intrasel yaitu pada permukaan dalam membran, bagian ini

juga merupakan terminal karboksil.4. Domain intrasel yang merupakan tempat ikatan dengan protein G atau bagian untuk enzim tirosin kinase pada

reseptor RTK.

TIPE RESEPTOR

TRANSDUKSI SINYAL Reseptor pada transduksi sinyal

Reseptor membran : 1. Reseptor yang terikat pada protein G (G-protein coupled receptors-GCPR) 2. Reseptor yang mempengaruhi kanal-kanal ion (ligand gated ion channels) Kedua jenis reseptor ini mempunyai struktur molekul yang

menyerupai serpentin yang dibentuk oleh 7 buah domain polipeptida transmembran. 3. Reseptor dengan enzim intrinsik

aktivasi cGMP (ANF dan EDRF) aktivasi tirosin kinase pada reseptor -reseptor tirosin

kinase-RTK-(insulin dan growth factor)Reseptor intrasel / intisel 4. Reseptor intrasel yang setelah mengikat ligan bergerak ke inti sel (reseptor steroid dan tiroid).

Suatu reseptor model serpentine yang mengaktifkan kanal ion

PERANGKAT KOMUNIKASI• KOMUNIKASI :• - terjadi oleh perantaraan molekul-molekul pembawa • informasi/sinyal yang berupa hormon (glikoprotein, • polipeptida, steroid, prostaglandin dan tiroksin), faktor• tumbuh (glikoprotein), sitokin, protein-protein yang ber-• peran pada reaksi imun dan neurotransmiter( derivat • asam amino, katekolamin dan asetilkolin).• Senyawa ini disebut juga ligan.

• RESEPTOR:• - penerima sinyal pada membran sel( ligan hidrofilik) • dan di sitoplasma atau inti sel (untuk ligan hidrofobik)• dan dengan ligan akan membentuk kompleks ligan-• reseptor.

• CARAKA KEDUA (Second messenger)• - pembawa sinyal kedua intrasel yang diaktifkan oleh • interaksi ligan-reseptor yang menghasilkan perubahan konformasi• protein reseptor dan perubahan-perubahan pada membran sel.•

• Contoh integrasi sistem komunikasi :

• Pengaruh eksternal

• Respons saraf neuropeptida/neurotransmitter

• Respons endokrin hormon

•

• pembuluh darah• (sirkulasi)

• Sel Sasaran• (membran) reseptor

• Pengaruh di dalam sel

Efektor dan Caraka kedua (Second messengers) I

• Adenilat siklase ~~ cAMP : - berbagai macam reseptor menggunakan sistem ini - bergabung dengan adenilat siklase melalui protein-Gs - cAMP mengaktifkan protein kinase A (PKA) - sinyal berakhir oleh enzim PDE (Phosphodiesterase) - Protein-Gi menghambat akumulasi cAMP

Efektor dan Caraka Kedua (Second Messenger) II

• Fosfolipase C- g (PLC-g): IP3, Ca2+, dan DAG

- dapat terikat pada berbagai macam

reseptor

- bergabung dengan PLC melalui protein- G

- sinyal H-R aktifkan PLC:

PIP2 dihidrolisis menjadi IP3 dan DAG

- selanjutnya Ca2+ dan DAG dibebaskan ke

dalam sel

- DAG mengaktifkan protein kinase C (PKC)