Presentación de PowerPoint

Presentación de PowerPoint

RODOPSINA I LA SUPERFAMLIA DE RECEPTORS DE 7 HLIXS TRANSMEMBRANA Laia Font Mireia Gimeno Maria Larroy Paola Paoletti Laura Vicente Per qu les protenes transmembrana sn dificils de cristal.litzar?

Part hidroflica i hidrofbica a les diferents superfcies. Aquest fet les fa no solubles Podem utilitzar detergents per formar un complexe protena-detergent amb la part hidrofbica a linterior. Molt poques shan pogut cristal.litzar. Importncia dels receptors acoblats a protenes G Superfamlia transductora de senyals a travs

de la membrana A lexterior reben lligand A linterior activen protenes G Constituits per una sola cadena polipeptdica entre 450-600 aa Sidentifiquen 7 regions hidrofbiques que travessen la membrana Llocs duni dels lligands La majoria suneixen a les hlixs, com per exemple el retinal de la rodopsina (forma una base de Schiff amb ltom de N de la Lys

296) La segona i tercera nansa citoslica reconeixen les proteines G Activaci dels receptors i de les protenes G Creaci de la senyal per uni a lligand o per fot (rodopsina) Transducci de la senyal a travs de la membrana Interacci amb la protena G Activaci del mecanisme efector i variaci dels nivells del 2n missatger.

Patrons comuns del receptors acoblats a protenes G Patr com a les regions transmembrana de la famlia A (relacionada amb la rodopsina) TM1: GXXXN o GN TM2: LXXXDXXXXXXXP o LXXXDXXXXXXXXP Establertes les homologies (alineaments de TM3: o SXXXLXXI XXHR

seq.SXXXLXXIXXDR dins de les superfamlies) es poden TM4: WXXXXXXXXP WXXXXXXXXXP construir models en o3D utilitzen com a TM5: FXXPXXXXXXXY templates

estructures com la rodopsina i la TM6: FXXCXXP bacteriorodopsina. TM7: LXXXXXXXDPXXY o LXXXXXXXNPXXY Bacteriorodopsina Protena fotosinttica dHalobacterium. Converteix la llum (500-600nm) en un gradient protnic Producci dATP Funci de bomba protnica depenent de la llum.

Estructura 7 hlix transmembrana amb loops dinterconexi curts Mol.lcula de retinal unida a les hlix de forma covalent, via una Schiff Base, a Lys-216

Schiff Base Crrega positiva situada al centre del canal entre Lys i el retinal. Juntament amb el retinal separen lespai citoplasmtic de lextracel.lular Retinal Quan arriba la llum...

Fotoisomeritzaci Retinal passa de la forma transcis Conversi de la llum a energia qumica. Rodopsina Protena transmembrana, pigment dels bastons Receptor de 7 hlixs- acoblat a protenes G. Consta de dues parts:

ProticaOpsina No protica 11cis-retinal (derivat vit. A) Opsina Polipptid de 348 aa, distribuida en 7 hlixs en posici perpendicular. Part carboxiterminal al citosol, mentres que lamino es troba

interdiscal. Retinal Aldehid de la vitamina A Formaci a partir del retinol Unida a les hlixs a la part central Posada perpendicularment Sntesi del retinal i estructures derivades

Procs cclic Rodopsina: Opsina i retinal juntes Quan arriben els fotons de la llum... Canvi conformacional de cis trans La forma trans no encaixa tant b en la

opsina, i per tant ser molt susceptible de tornar a ser metabolitzada i regenerada Es genera un impuls nervis BACTERIORODOPSINA I RODOPSINA BACTERIORODOPSINA (BR)

- Halobacterium halobium (arquees halofliques) - Protena integral de membrana (BOMBA DE PROTONS) - Fotocicle: 13-cis-retinal All-trans-retinal reconversi trmica - H+ dintracellular a extracellular Gradient electroqumic

- Sntesi dATP (ATP sintetasa) i transport dions i aa Determinaci de lestructura - Reconstrucci 3D (7 ) mitjanant microscopia electrnica de cristalls 2D - Microscopia crio-electrnica de critalls 2D (3 ) - Difracci raigs X de cristalls 3D (1,9 ; 1.55 ) Informaci destadis intermediaris mitjanant anlisi a temperatures criogniques (pulsos lasers) - Mtodes despectroscopia: mesures ptiques en el rang del UV-visible FTIR (Fourier Transform InfraRed)

espectroscopia Raman de ressonncia NMR ESR (Electron Spin Resonance) Classificaci SCOP - Plegament: receptors acoblats a protenes G classe A - Superfamlia: receptors acoblats a protenes G classe A - Famlia: bacteriorhodopsin-like Entrada Protein Data Bank - 1bm1

INTRACELLULAR Estructura B - 248 aa C - 7 hlix transmembrana

D - Retinal (cromfor) - N-terminal extracellular - C-terminal intracellular - Segments extramembr. no funcionals A G

EXTRACELLULAR F E - Hlix E, F i G perpendiculars al pla de la membrana B D

- Hlix A, B, C i D atravessen membrana amb angle dinclinaci (20) C - 7 hlix defineixen una cavitat - Cavitat: Retinal + cadenes laterals dels aa Pas del H+

A G F E - Hlix E, F i G perpendiculars al pla de la membrana - Hlix A, B, C i D atravessen membrana amb angle dinclinaci (20)

- 7 hlix defineixen una cavitat - Cavitat: Retinal + cadenes laterals dels aa Pas del H+ Retinal - Interacci amb crregues venes: Lys-216

Lys-216 Asp-85 Asp-85 Asp-212 - Planaritat de la cadena polinica i lanell ionona Absorci de longituds

dones dels vermells (PURPLE MEMBRANE) Asp-212 Retinal Retinal - Residus aromtics envolten i inmobilitzen la cadena polinica del

retinal - Regi proximal: Trp-86 i Trp-182 - Regi distal: Trp-138 i Trp-189 Trp-182 Trp-138 Trp-86

Trp-189 - Retinal forma una base de Schiff amb el grup amino de Lys-216 (hlix G) Lys-216 Retinal -Base de Schiff

divideix la cavitat en dos seccions: Extracellular: residus carregats i polars - Asp-85 - Asp-212, Arg-82, Glu-204, Glu-194 Lys-216 Asp-212 Asp-85

Arg-82 Glu-194 Glu-204 Citoplasmtica: residus hidrofbics - Asp-96 (excepci) Asp-96

Transport de H+: protonaci/desprotonaci - Lys-216 i Asp85 sn imprescindibles per el transport Lys-216 Asp-85 H+

- Pas 1: Base de Schiff protona Asp-85 3 - Pas 2: Asp-96 reprotona la base de Schiff Asp-96 - Pas 3: Reprotonaci dAsp-96

- Pas 4: Alliberament del H+ al medi -Pas 5: Transferncia del H+ de lAsp-85 al grup alliberador de protons (Glu-204 i Glu-194) 2 1 Asp-85

5 Glu-204 Glu-194 4 H+ RODOPSINA -GPCR -Retinal (cromfor):

Cascada transmissi senyal Uni transductina (protena G) Canvi conformacional Descobrint lestructura... - Cryo-EM de cristalls 2D de rodopsina 7 hlixs

transmembrana. - NMR caracteritzaci de lestructrua i funci del cromfor i pptid. - Any 2000 resoluci de lestructura dun cristall 3D de rodopsina bovina. - Estructura refinada a 2.8 de ressoluci. Classificaci SCOP Plegament: receptors acoblats a protenes G classe A Superfamlia: receptors acoblats a protenes G classe A Famlia: rhodopsin-like

Entrada Protein Data Bank 1l9h Estructura Extracellular I -7 hlixs transmembrana

N terminal VI II -1 hlix citoplasmtica V - Hlixs irregulars en

longitut i orientaci - 4 lmines extracellulars - Retinal (no planar) VIII VII IV III

Intracellular C terminal -Hlixs no sn rectes ni regulars Pro associades. - Hlix II Gly 89 i Gly 90. Gly 89 i 90

Pro Lmina 4 Cys110-Cys187 - Pont S-S molt conservat entre Cys 110 i Cys 187 per estabilitzar la lmina 4.

Lys29 6 11-cis-retinal -Retinal forma una base de Schiff amb el grup amino de Lys296 (hlix VII) El retinal i el seu ambient Extracellular

- Retinal localitzat proper a la cara extracellular. Lys 296 Trp265 - Medi duni barreja de grups hidrofbics i polars / grups carregats: Phe212 Leu261

-Phe 212 i Phe 261 properes a lanell ionona -Cadena lateral de Trp265 entre lanell i la base de Schiff. Intracellular Tyr268 Lys296 Thr118 Glu122

- Grups polars Thr118 i Tyr268 propers al centre del poli. - Cadena lateral de Glu122 propera a lanell -ionona. Activaci de la rodopsina 1r. Fotoisomeritzaci del 11-cis-retinal a all-trans-retinal. 2n. Canvi conformacional del cromfor moviment de les

hlixs: - hlix VII sallunya de les hlix I - hlix VI sallunya de les altres hlixs. Aliniament clustalw: poca conservaci en seqncia Rodopsina / bacteriorodopsina Rodopsina - Coincidncia de les hlixs transmembrana.

- Diferncies degudes als kinks de la rodopsina - Diferncies als loops. Bacteriorodops ina RMSD = 3.49 Aliniament per estructura Rodopsina i funci GPCR

- Estructrua del cristall de rodopsina 1a estructura 3D dun GPCR. - GPCRs gran inters biolgic com a targets de drogues rodopsina com a model per entendre processos de senyalitzaci. - Irregularitats de les hlixs de rodopsina distorsi models. - Retinal site s representatiu de llocs duni de lligands daquestes protenes. Receptor de Serotonina - Pertany a la superfamilia dels receptors acoplats a prot G. (GPCRs)

- 7 hlix alfa transmembrana N - Interaccionen amb prot G amb el domini intracellular extracellular - 7 subtipus - Alt inters farmacutic intracellular

(migranya, depressi, Parkinson, esquizofrnia...) C NO CRISTALLITZADA NECESSITAT D'UN MODEL 1. CERCA DE SEQNCIES HOMLOGUES Seqncia (id:AA69356)

PSI-BLAST (base de dades PDB,SwissProt) Resultats: pdb|1F88|1F88-A rhodopsin pdb|1HZX|1HZX-A rhodopsin Obtenci dels pdb de l'SCOP (pdb1f88.ent i pdb1hzx.ent) 482 e-136

477 e-135 2. ALINEAMENTS Per seqncia: CLUSTALW: 18.2% d'identitat Per estructura: STAMP PFAM alineament dels templates

hmmbuild Model de Markov Model de Markov hmmalign TEMPLATE 1

TEMPLATE 2 5HTR 2. ALINEAMENT PREDICCI D'HLIX TRANSMEMBRANA Millora de l'alineament: predicci d'hlix transmembrana. 2. ALINEAMENT PREDICCI D'HLIX TRANSMEMBRANA 5HTR

TMHMM results outside 1 76 TMhelix 77 99 inside 100 111 TMhelix 112 134 outside

135 148 TMhelix 149 171 inside 172 191 TMhelix 192 214 outside 215 233 TMhelix 234 256 inside

257 324 TMhelix 325 347 outside 348 356 TMhelix 357 379 inside 380 471 Tamb amb les seqncies homlogues (rodopsines)

2. ALINEAMENT MODIFICACI DE LALINEAMENT PDB Template 1 Hlix alfa 2. ALINEAMENT MODIFICACI DE LALINEAMENT TMHMM

Template 1 Regions transmembrana de les hlix Regions transmembrana 5HTR Template 1 Template 2 Regions

transmembrana modificaci manual!! 5HTR Template 1 Template 2 3. MODELING Model 1 Model 2

N-terminal MODEL RECEPTOR DE SEROTONINA Helix transm 1 Helix transm 2 Helix transm 3 Helix transm 4 Helix transm 5 Helix transm 6 Helix transm 7

C-terminal 4. VALORACI DEL MODEL 1. GEOMTRICAMENT: PROCHECK Ramachandran plot: 84.0% core 11.7% allow 2.3% gener 2.0% disall VALORACI DEL MODEL

2.- ENERGTICAMENT: PROSA No s possible per l'ambient lipdic. 3.- POSICI DE RESIDUS CATINICS: Interacci amb el grup fosfat del fosfolpid. Bacteriorodopsina Extracellular Rodopsina

RMSD 5HTR 5HTR-bRho: 2.36 5HTR-Rho: 1.02 Intracellular ESTRUCTURA DEL 5HTR 1. DOMINI UNI AL LLIGAND

Estudis per mutagnesi dirigida Implicaci de: butxaca entre les 7 hlix transmembrana (domini extracellular) lligand petit Serotonina

Hlix 5 Hlix 3 (Asp) lligand gran Neuropptids Loop II-III N-terminal ESTRUCTURA DEL 5HTR 2. DOMINI INTERACCI A PROTENA G C- TERMINAL

LOOP V i VI CONSERVACI dAA de RODOPSINA en altres GPCR CLUSTALW Aa uni al retinal Phe 261 Trp 265 Tyr 168 5HTR altres

GPCR Base de Shift Lys 268 CONSERVACI dAA de RODOPSINA en altres GPCR Aa del Pont S-S Cys 110 Cys 187

CONSERVACI dAA de RODOPSINA en altres GPCR PFAM Model de Markov hmmalign Conservaci del pont disulfur

PONT S-S DEL MODEL Distncia entre Sofres 2.030 Cys 112 Cys 191 Helix3 Loop IV-V CONSERVACI d AA en diferents 5HTR Clustalw

Aa uni al lligand segons mutagnesi dirigida I aqu hi ha feina per anys... model elaborat per C.Dezi (CRG) 61 seq de 5HTR de partida i 50 models a Modeller Refinament manual de lalineament per mantenir residus conservats

Predicci: regions transmembrana amb 3 programes (SWISS-Prot, TMAP i TMPred) estructura secundria (Jpred) Loops: mantenir distncia entre extrems dhlix semblants a rodopsina i nmero de residus dels loops

Xarxa de ponts dH i orientaci dels residus dels llocs actius, segons dades de la literatura COMPARACI DELS MODELS El nostre model Model de C. Dezi AGRAMENTS Agram la collaboraci de Nuria B.

Centeno i Cristina Dezi bliografia E. Stenkamp, D. C. Teller, and K. Palczewski: Crystal Structure of Rhodopsin G-Protein-Coupled Receptor. ChemBioChem 2002, 3, 963 967. homas P Sakamar: Structure or rhodopsin and the superfamily of ven-helical receptors: the same and not the same. Current opinion in Cell logy 2002, 14: 189 195. nos K. Lanyi: Bacteriorhodopsin. Department of Physiology & Biophysics, versity of California, Irvine, CA 92697-4560 aine C Meng and Henry R Bourne: Receptor activation: what does the

odopsin structure tell us? Trends in Pharmacological Sciences. Volume 22, ue 11, 1 November 2001, pages 587 593. rang SR: G protein mechanisms: insights from structural analysis. Annu R chem 1997, 66:639-678 ler DC, Okada T, Behnke CA, Palczewsi K, Stenkamp RE: Advances in termination of high-resolution three-dimensional structure of rhodopsin odel of G-protein-coupled receptors (GPCRs). Biochemistry 2001, 40:7761-7 yce M Baldwin: Structure and function of receptors coupled to G proteins. rrent Opinion in Cell Biology 1994, 6:180-190 Materials i mtodes Materials

-PBDs utilitzats: . 1l9h (rodopsina) . 1bm1 (bacteriorodopsina) -Seqncia del receptor de serotonina: . AAH69356 (NCBI) Mtodes

-RasMol -Procheck -SplitChain -HMMER -Stamp -TMHMM -Modeller

Comandes -RasMol: RasMol> select *Y Selecci de la cadena que no interessa i eliminaci RasMol> backbone off RasMol> select retX Selecci del cromfor (retinal) i colorejat RasMol> color xxxxx

RasMol> select nnnX-nnnX RasMol> color xxxxx RasMol> select hydrophobic RasMol> color xxxx RasMol> select polar RasMol> color xxxx Selecci de residus hidrofbics de la cadena dinters i colorejat Selecci de residus polars de la cadena dinters i colorejat

RasMol> select nnnX,nnnX RasMol> ssbonds Selecci dinterval de residus pertanyents a la cadena dinters i colorejat Selecci de residus involucrats en un pont disulfur nnnn = nombre ; X,Y = cadena; xxxx = qualsevol color -Stamp:

Fitxer dentrada: pdbc d 1l9hA.pdb > rodopsina.domains pdbc d 1bm1.pdb >> rodopsina.domains Stamp: stamp l rodopsina.domains rough n 2 prefix rodopsina Aconvert: aconvert in b out c < rodopsina.2> rodospina2.clw Transform: transform f rodopsina.2 g o rodopsina2.pdb

Recently Viewed Presentations

  • Introduction to Profibus Michael Bryant Executive Director Profibus

    Introduction to Profibus Michael Bryant Executive Director Profibus

    New Carrier (CVN 77) USS Carl Vinson USS Chester A. Nimitz USS Harry S. Truman WWW.PROFIBUS.COM WWW.PROFIBUS.COM WWW.PROFIBUS.COM * * The communications capability of devices and continuous, transparent information are indispensable components of future-oriented automation concepts.
  • Improved Sanitation

    Improved Sanitation

    Improved Sanitation Safe disposal of waste Provision of clean drinking and washing water Isolation and Quarantine Isolation of cases (e.g., SARS) Quarantine of exposed individuals (e.g., yellow fever, SARS) Improved Standard of Living (1) Less crowding decreases respiratory spread (e.g.,...
  • Portland District  Future Workload Lance A. Helwig, P.E.

    Portland District Future Workload Lance A. Helwig, P.E.

    Portland District overview. Civil Works district ~1300 civilian employees. 8 military officers. Mission: The dedicated people of the Portland District provide vital public engineering services to the Pacific Northwest and the Nation during peace and war to strengthen our security,...
  • Adverbs and Adjectives - hplourde.weebly.com

    Adverbs and Adjectives - hplourde.weebly.com

    Adverbs Adverbs describe or modify verbs, adjectives, and other adverbs. Remember: modify = adds meaning or changes the verb, adjective, or other adverbs a little…or a lot! He ran quickly. He ran very quickly. She is really busy. She is...
  • Angles and Arcs - Bible Studies By Steve

    Angles and Arcs - Bible Studies By Steve

    Angles and Arcs Lesson 2.1 ... * Arc Length Given a circle with radius r and central angle = θ radians The arc length can be calculated by Try it: For a circle with radius 3.5 and θ = what...
  • CMPU1022 Operating Systems 1 - Damian Gordon

    CMPU1022 Operating Systems 1 - Damian Gordon

    The USA PATRIOT Act. On February 9, 2016, the FBI asked Apple Inc. to create a new version of the phone's iOS operating system that could be installed and run in the phone's random access memory to disable certain security...
  • Manual Drivetrains and Axles Fourth Edition

    Manual Drivetrains and Axles Fourth Edition

    OBJECTIVES After studying Chapter 12, the reader should be able to: 1. Identify a Toyota/Lexus hybrid electric vehicle. 2. Explain the operation of the various unique systems found in Toyota/Lexus hybrid-electric vehicles.
  • Neuroscience quizz 1 - WordPress.com

    Neuroscience quizz 1 - WordPress.com

    Neuroscience quiz 1. Domina Petric, MD. What kind of neuronal. circuits are present. i. ... Allows one neuron to relay information to its neighbor. Long chains of these. feedforward excitatory connections. propagate information through the nervous system.