Hormon dan fungsinya dalam transduksi sinyal · PDF fileoleh perbedaan potensial membran sel...

Click here to load reader

  • date post

    30-Apr-2018
  • Category

    Documents

  • view

    259
  • download

    7

Embed Size (px)

Transcript of Hormon dan fungsinya dalam transduksi sinyal · PDF fileoleh perbedaan potensial membran sel...

  • dr.Syazili Mustofa, M. BiomedLektor mata kuliah ilmu biomedik

    Departemen biokimia dan biologi molekulerFK Unila

    Hormon dan fungsinyadalam transduksi sinyal

  • Pendahuluan

    Transduksi sinyal merupakan suatu proses perubahan suatu jenis sinyal menjadi jenis yang lain

    Cell communication 2003 Garland Science

  • Pendahuluan

    Transduksi sinyal merupakan komunikasi secara biokimiawi antara lingkungan ekstra dan intra sel

  • Pendahuluan

    Komunikasi sel penting bagi kehidupan terjadi mulai fase yg sangat awal dari kehidupan, perkembangan embrionik hingga fungsi fisiologis dari sel tersebut

    Komunikasi sel tsb dilaksanakan oleh molekul pembawa sinyal (ligan)

    Sinyal dapat bersifat elektrik maupun kimiawi

  • Pendahuluan

    Sinyal elektrik, misalnya yang ditimbulkan oleh perbedaan potensial membran sel saraf, dapat ditransformasi menjadi sinyal kimiawi

    Sinyal kimiawi dapat bersifat larut air (ligan hidrofilik) interaksi

    dengan reseptor permukaan sel larut lemak (ligan hidrofobik) interaksi

    dengan reseptor sitoplasmik / nuklear

  • PendahuluanBerbagai jenis sinyal berperan pada respon sel

  • Pendahuluan

    Beberapa molekul sinyal dapat memberi respon yang berbeda pada sel yang berbeda, mis. asetilkolin pd sel otot jantung: kontraksi, pd sel kelenjar saliva: sekresi

  • Pendahuluan

    Transduksi sinyal memastikan terjadinya respon sel yg sesuai pada setiap rangsang ekstraseluler

    Gangguan transduksi sinyal dapat mengakibatkan berbagai penyakit, antara lain kanker

  • Fungsi Jalur Sinyal

    Komunikasi antar sel koordinasi reaksi biokimiawi pd berbagai sel

    Berbagai bentuk komunikasi antar sel: Otokrin, parakrin, endokrin hormon Sinaptik Kontak antar sel melalui protein

    permukaan Caraka (messenger) kimiawi Gap junction

  • Bentuk komunikasi antar sel

    Otokrin: sinyal dan reseptor terdapat pada sel yang sama

  • Bentuk komunikasi antar sel

    Parakrin: sel mensekresi sinyal ke lingkungan di sekitarnya. Sel penghasil dan sel penerima sinyal berada pada lingkungan yang sama

  • Bentuk komunikasi antar sel

    Endokrin: sel endokrin sekresi sinyal (hormon) aliran darah sel sasaran

  • Bentuk komunikasi antar sel

    Sinaptik: komunikasi antara neuron dan sel sasaran yang letaknya berdekatan

  • Bentuk komunikasi antar sel

    Kontak antar sel melalui protein permukaan sel: protein permukaan pd sel yg satu berinteraksi dengan protein komplementernya pada sel yang lain

  • Bentuk komunikasi antar sel

    Gap junction: merupakan kontak langsung antar sel, dibantu oleh protein permukaan pertukaran molekul sinyal dan metabolit secara langsung, antar sel

  • Fungsi Jalur Sinyal

    Sinyal interseluler memastikan tipe sel yg sama berespon secara sinkron terhadap suatu sinyal

    Sinyal interseluler berperan penting pada koordinasi dan pengaturan pembelahan sel

    Sinyal inter- dan intraseluler selalu terlibat pada proses transkripsi genetik

  • Struktur Jalur Sinyal

    Komunikasi interseluler Komunikasi intraseluler

  • Komunikasi Interseluler

    Komunikasi ini tergantung pada pembentukan sinyal spesifik yang dipicu oleh pemicu eksternal

    Kemudian sinyal diterima oleh sel sasaran ditransmisikan dan diproses lebih lanjut dengan bantuan rantai sinyal intraseluler

  • Komunikasi Interseluler Tahap-tahap pada komunikasi interseluler:

    1.Pembentukan sinyal akibat adanya pemicu eksternal

    2.Transpor sinyal ke sel sasaran3.Pengenalan sinyal oleh sel sasaran4.Transmisi sinyal masuk ke sel sasaran5.Transformasi sinyal menjadi reaksi

    elektris atau biokimiawi dalam sel sasaran

    6.Pengakhiran sinyal

  • Komunikasi Interseluler

    Sinyal ekstraseluler disintesis dan dilepaskan oleh suatu sel pemberi sinyal

    Sel dapat menerima sinyal dalam bentuk rangsang kimiawi, elektrik, optik dan lain-lain

    Sinyal diterima oleh suatu protein khusus, yang disebut reseptor

  • Komunikasi Interseluler

  • Komunikasi Interseluler

    Setelah berikatan dengan ligan aktivasi reseptor transmisi sinyal intraseluler memicu proses biokimiawi spesifik

    Pengaturan sinyal intrasel mengakibat-kan melemahnya atau berhentinya sinyal

    Jalur sinyal yang berbeda dapat saling berkomunikasi crosstalk

  • Komunikasi Intraseluler

    Transduksi sinyal intrasel melibatkan protein dan caraka kedua (second messenger)

    Protein pada transduksi sinyal intrasel: Enzim pembentukan caraka kedua Adaptor: protein penghubung untuk

    merekrut protein lain Caraka kedua mengaktifkan dan merekrut

    enzim untuk transduksi sinyal selanjutnya

  • Komponen Transduksi Sinyal Molekul sinyal

    ekstraseluler Reseptor Molekul sinyal

    intraseluler (second messenger)

    Protein-protein lain: Transducer Adaptor Scaffold Efektor/modulator

  • Molekul Sinyal Ekstraseluler

    Sel sekresi molekul sinyal dalam bentuk caraka kimiawi sel sasaran transmisi menjadi respon biokimiawi

    Secara kimiawi, molekul sinyal dapat berupa: turunan asam amino, peptida, steroid, eikosanoid, gas

  • Molekul Sinyal Ekstraseluler

    Turunan asam amino:

  • Molekul Sinyal Ekstraseluler

    Steroid:

  • Molekul Sinyal Ekstraseluler

    Eikosanoid: prostaglandin, prostasiklin, tromboksan, leukotrien

  • Molekul Sinyal Ekstraseluler

    Peptida: Hormon hipofisis (ADH, ACTH Hormon hipotalamus (CRF, GnRF) Hormon tiroid Hormon pencernaan (gastrin, kolesistokinin) Hormon pankreas (insulin, glukagon) Hormon plasenta

    Gas: Karbonmoniksida (CO), nitric oxide (NO)

  • Reseptor

    Protein ini menerima sinyal dalam bentuk ligan

    Reseptor memiliki afinitas terhadap suatu molekul kimiawi yang spesifik

    Dapat dibagi menjadi dua: Reseptor permukaan sel Reseptor intraseluler/nuklear

  • Reseptor

    Efek konsentrasi ligan (messenger) pada pengikatan reseptor-ligan

  • Reseptor

    Pengaruh konsentrasi reseptor dan afinitas reseptor

  • Reseptor Permukaan Sel

    Sebagian besar molekul sinyal adalah hidrofilik tidak dapat menembus membran plasma harus berikatan dengan reseptor membentuk sinyal intraseluler

  • Reseptor Permukaan Sel

    Dapat dibagi menjadi 3 kelas: Kanal ion G-protein coupled receptor Enzyme linked receptor

  • Reseptor Permukaan Sel

    Reseptor yang mempengaruhi kanal-kanal ion (ligand gated ion channels)

  • Reseptor Permukaan Sel

    Reseptor yang terikat pada protein G (G-protein coupled receptors-GPCR) Memiliki 7 transmembrane spanning

    domain reseptor serpentine

  • Reseptor Permukaan Sel

    Reseptor terkait dengan enzim tyr kinase aktivasi tirosin kinase

  • Reseptor Permukaan Sel

    Reseptor dengan aktivitas enzim intrinsik

    Exterior

    Cytosol

  • Reseptor Intraseluler

    Molekul sinyal hidrofobik (hormon steroid) melalui membran plasma terikat pada reseptor intraseluler

  • Reseptor Intraseluler

    Konstruksi umum nuclear receptor superfamily: Domain pengikat ligan Domain pengikat DNA Daerah variabel

  • Reseptor Intraseluler

    Setelah mengikat ligan bergerak ke inti sel (reseptor steroid dan tiroid) dalam bentuk faktor transkripsi mempengaruhi transkripsi gen

  • Reseptor Intraseluler

    Mekanisme aktivasi reseptor intraseluler

  • Beda endokrin dan

    eksokrinA. Kelenjar Eksokrin

    Mempunyai saluran Lumen and

    surfaces

    B. Kelenjar endokrin Tidak punya

    saluran Pesan kimia Melalui aliran darah

  • Hormon

    Pesan kimia Disekresikan

    kelenjar endokrin Spesifik pada sel

    target Mengaktivasi

    perubahan seluler Secara kimiawi

    terdiri dari 4 jenis

  • Klasifikasi hormon

    1. Peptida/ Protein2. Steroid3. Amin4. Eikosanoid

  • Hormone + Receptor

  • Hormon hormon Protein/ peptida

    Hidrofilik Berukuran besar Tidak dapat menembus membran sel Mempunyai aktivitas melalui mekanisme

    caraka kedua (Second messenger) Kebanyakan hormon adalah hormon

    peptida Contoh : Insulin

  • Hormon hormon Steroid

    Berat molekul kecil Hidrofobik/lipofilik Diangkut oleh protein pembawa untuk

    larut bersama darah Reseptornya terdapat di sitoplasma atau

    nukleus Merubah sintesis protein Contoh : estradiol

  • Hormon Amin

    Dibuat dari asam amino tunggal Contoh

    Melatonin dibuat dari triptofan

    Hormon Tiroid dari tirosin Katekolamin (epfinefrin )

    dari tirosin

  • Eikosanoid

    Dibuat dari asam arakidonat (asam lemak berkarbon 20)

    Diproduksi oleh semua sel kecuali sel darah merah

    Mekanisme 2nd messenger Contoh : Prostaglandin and

    leukotrien Berperan dalam prose inflamasi Kebanyakan reseptornya

    merupakan protein integral G protein-coupled receptors (GPCRs)

  • Fig. 45-10Major endocrine glands:

    Adrenalglands

    Hypothalamus

    Pineal gland

    Pituitary gland

    Thyroid glandParathyroid glands

    Pancreas

    KidneyOvaries

    Testes

    Organs containingendocrine cells:

    ThymusHeart

    Liver

    Stomach

    KidneySmallintestine

  • Klasifikasi Reseptor

  • Finding receptor

  • (hormon Steroid, Retinoid and Tiroidmempunyai beberapa bagian fungsional)

    Bagian pengikat ligan Bagian pengikat DNA Bagian pengikat protein koregulator Bagian pengikat lain Binding of other

    proteins that specify intr