Isi Sok Proteinleri (ISP)

1
Isi Sok Proteinleri(ISP)
Heat Shock Proteins(HSP)
Ahmet GENÇ
2
Sunu akisi

• Giris
• Stress
• Saperonlar
• Siniflandirma
• Hspler ve immün yanit
• Hspler ve kanser
• Hsp aileleri
• Hsp ve apoptozis

3
ISI SOK PROTENLERI

• Tüm canlilarda bulunmakta
• Hücreler
• Ani isi artisi,
• Anoksi
• Viral enfeksiyonlarda
• Agir metallerde
• Glukoz yoklugunda
• ROS gibi durumlarda sentezi artirmakta
• Hspler hücresel stres disinda NS da sellüler
  protein olarak yaygin olarak bulunmakta

4
Insan Mayada (Saccharomyces cerevisiae)Hsp90
yapisinin karsilastirilmasi
Red identical residues Blue similar
residues Yellow selected residues
5
Stress

• Stress canlinin sahip oldugu gücün ortaya çikmasi
  
• Biyolojide stress, evrim ve adaptasyon sürecinde
  sürükleyici güç olarak tanimlanmakta
• Isi sok proteinleri, streste unstabil veya
  denatüre olmus proteinlerin yapilarini korumaya
  yönelik islev görmektedir. Bu nedenle protein
  hasarlarina karsi koruyucu gibi fonksiyonu
  bulunmakta

6
Isi sok proteinleri nelerdir ve nasil islevleri
vardir?

• Isi sok proteinleri Heat shock proteins (Hsps),
  stress proteinleri olarakta adlandirilmakta ve
  tüm hücrelerde ve hücrelerin tüm yasam formunda
  bulunan bir grup proteinlerdir
• Hspler proteinleri stabilize eder ve denatüre
  proteinlerin katlanmasini saglar
• Hspler asil olarak isiya yanit olarak sentez
  edilmektedir

7
Stress proteinleri (SP)

• Stress  proteinlerinin birkaçi çesitli
  streslerde ortak iken bazilari ise spesifik bir
  strese yanit olmaktadir
• Bazilari da spesifik organellerde lokalizedir

8
Saperonlar (Chaperones)

• Birkaç Hsp fonksiyonel olarak sellüler saperon
  aktivitesine baglidir
• Saperonlar hücrenin degisik kompartimanlari
  boyunca proteinlerin katlanmasina yardimci
  olmaktadir

9
Protein katlanmasinda Hspler
10
(No Transcript)
11
Stress Proteinlerinin Diger Fonksiyonlari

• SP hücrenin bir kompartimanindan digerine satil
  (shuttle) proteinleri olarak islev görmekte ve
  eski ile proteinlerin transportunda görev
  almaktadir
• Hspler hücre yüzeyinde hastalikli hücrelerin
  taniyan immün sisteme yardimci olmak için
  proteinlerin yapisinda yer almakta

12

• MSF, mitchondrial import stimulation factor
• Tom, transport across the outer membrane
• Tim, transport across the inner membrane

13
Siniflandirma

• Farkli Hspler moleküler büyüklüklerine,
  yapilarina ve fonksiyonlarina göre farkli
  ailelerde siniflandirilmakta
• Bunlar
• Hsp100, 
• Hsp90, 
• Hsp70, 
• Hsp60,
• Hsp40 ve
• Küçük hsp ailesi

14
(No Transcript)
15
(No Transcript)
16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
SPlerinin Klinik Önemi

• Son zamanlarda yapilan çalismalar Hsplerin
  klinikte çesitli kullanim alanlari bulunmus   
•   Hspler beyin, kalp ve diger organlari iskemi
  hasarlardan belirgin bir sekilde korudugu tespit
  edilmis. Bu da tedavi ve organ transpalantasyonund
  a yeni uygulamalar bulmustur
• Farkli Hspler birkaç otoimmün bozukluklari
  kapsamaktadir

19

• Memeli beyninde Hspler (özellikle Hsp70) ya
  gelisim boyunca düzenli sentezlenmekte yada
  strese yanit olmasi strese bagli beyin hasarini
  azaltmakta
•    Çesitli kirleticiler (pollutants) stress
  proteinlerinin düzeyini tespit edilebilir bir
  artisa neden oldugundan çevresel kirlilikte
  önemli bir bio-marker olarak kullanilabilir
•    Farkli Hspler (Hsp70, Hsp90 ve Gp/Grp94)
  immün yanitta önemli bir rol aldigi
  gösterilmistir. Kompleks peptidlere karsi asi
  gelistirilmekte

20
Immün yanit olusumunda isi sok proteinleri nasil
islev görmektedir?
21
Hspler immün yanit olusumunda nasil rol oynar?

• Hspler hücre içinde (intrasellüler) ve hücre
  disinda (ekstrasellüler) immün yanit
  aktivitesinde tetikleyici rol almakta

22
Intrasellüler Aktivite

• Hücre içinde Hsplerin normal fonksiyonlarindan
  dolayi (protein katlanmasi, protein atilimina
  yardimci olmak gibi), Hspler neredeyse hücre
  içinde yapilan her proteinin baglanmasinda rol
  almakta
• Arastirmalar, Hspler hücre içinde peptidleri
  tutmakta ve baska bir gruba aktarildigini
  göstermektedir. Ayrica sadece hasarli hücrelerde
  bulunan anormal peptidleri tutmakta ve hücrenin
  iç yüzeyinden dis yüzeyine de tasimaktadir

23

• Anormal peptidler bu yolla aktarildigi zaman,
  bunlar hücrenin yikilimi için immün sistemi için
  bir uyari olmakta
• Bu anormal peptidler antijen olarak
  adlandirilmakta ve immün yanit için tetikleyici
  olabilecek bir substans olarak tanimlanmakta

24
Ekstrasellüler aktivite

• Hspler normalde hücre içinde bulunur
• Ekstrasellüler Hspler, infekte olmus veya
  hastalikli hücrelerin yikimi için immün sisteme
  tehlike sinyalini göndermenin bir yoludur

25
Isi Sok Proteinleri ve Immün Yanit

• Hsp-peptid kompleksine sahip hücreler yakalanir
• Bu ekstrasellüler Hsp ve peptid kompleksi,
  antigen-presenting cells (APC) olarak
  adlandirilan sirkülasyondaki immün sistem
  hücreleri tarafindan tespit edilir
• Bu APCler makrofaj olarak adlandirilan hücreleri
  içermektedir

26

• Hsp kompleksleri APC hücre yüzeyinde bulunan CD91
  reseptörüne baglanir
• APCler Hsp komplekslerini tutuklari zaman lenf
  noduna hareket eder
• Hsplerle birlesmis bu peptidler antijeniktir ve
  immün yaniti stimüle ederler
• Lenf nodunda bu peptidleri T hücreleri tanimakta
• T hücreleri bu peptidleri arayip bulmaya
  programli hücrelerdir

27

• Bundan dolayi kanser kisiden kisiye degisiklik
  göstermektedir
• Antijenik peptidlerin sahip olduklari
  çesitlilikten dolayi her bir hastanin spesifik
  kanser izi (fingerprinting) oldugu görülmektedir
• T hücreleri bu izi tasiyan kanser hücrelerinin
  hedeflenmesi ve yikilmasi için aktive edilir

28
Isi Sok Proteinleri ve Kanser
29
Hsp ile ilgili ilk arastirmalar

• 1940li yillarda basladi
• Tümör hücreleri zayiflatildi ve asi gibi farelere
  enjekte edildi. Güçlü ayni tümör hücresi fareye
  enjekte edildiginde tümör hücreleri reddedildi ve
  kanser gelismedi
• Sayet fare bu sekilde asilanmadigi zaman, tümör
  hücreleri enjekte edildiginde kanser
  gelistirmistir

30
Kansere karsi asi

• Farelerin farkli irklari ve diger türlerinde de
  denenerek dogrulandi
• Bunun merkezinde kanser immünolojisi bulunmakta
• Bu çok çesitli dokularda (deri, kolon, meme, KC,
  böbrek ve beyin gibi) ve spontan orijinli
  kanserler ile karsinojene neden olan tümörler
  için dogrulandi

31

• Bu çalismalar kanserlerin çok çesitli olduklarini
  gösterdi
• Ayrica hücreler tümör Xe karsi asilandigi zaman
  tümör X gelisemezken, tömür Y gelisimini
  önleyememekte

32
Tumor used for challenge
A B C D E
A - - - -
B - - - -
C - - - -
D - - - -
E - - - -
Tumor used for vaccination
Tumor rejected - Tumor grows
33
Hangi element isi sok proteinlerinin
spesifikligini vermektedir?
34

• 20 yil önce baslayan arastirmalar fareleri
  koruyan elementin Hspler oldugu bulundu
• Sonra isi sok proteinleri sadece kansere karsi
  özgül asilama yapmamakta, peptidler olarak
  adlandirilan proteinlerin kisa parçalarini
  baglamaktadir (Antijenik)
• 1998de kanserin tedavisi için Hsplerin
  kullanildigi asi patenti alindi

35
Hsp ailesiHsp90Hsp70 Küçük Hsp ailesi
36
Hsp90

• Hsp90 ailesi prokaryotlarda bir ökaryotlarda iki
  proteindir
• Ökaryotlarda,
• Hsp90, a ve ß iki izoformu sitozolde bulunmakta
• Grp94 ERde bulunmakta
• Hidrofobik veya pozitif yüklü proteinleri
  baglamakta

37
Hsp90

• En iyi bilinen etkilesimi, östrojen, PRG ve
  glukokortikoid reseptörelerini içeren streoid
  hormon reseptörleri ile olmaktadir
• Bu reseptörlerin hormon-baglayici domainlerine
  baglanmakta, onlari kismi katlanmamis bir
  konfügrasyonda tutarak hormonal ligandlari en
  yüksek affinitede baglanmasini saglar

38
Hsp70

• Hsp70 anti-apoptotik saperon proteinidir
• Hsp70 degisik orijinli malignant insan
  tümörlerinde asiri ekspresse edilmekte, oysa
  normal hücrelerdeki ekspressiyonu temelde stres
  göstergesidir

39

• Tüm hücreler 70-kDa Hsc (heat shock cognate
  protein), veya Hsp 73 olarak bilinen proteini
  ekspresse etmekte,
• Hsc yüksek oranda Hsp70 ile homoloji göstermekte

40

• Degisik streslerde katlanamamis/denatüre
  proteinlerin konsantrasyonlarinin artmasiyla
  Hsp70 birikimi artmakta
• Ayrica Hsp70in ekspressiyonu artan hücre
  proliferasyonu, zayif differansiyonda, lenf nodu
  metastazi ile iliskilidir

41

• Normal sartlarda Hsp70 proteinlerinin fonksiyonu
• yeni sentezlenen polipeptidlerin katlanmasina
  yardimci olan saperonlar gibi fonksiyon
  göstermekte
• Proteinlerin membranin karsi tarafina
  transportunu saglamakta

42
Küçük Hsp Ailesi

• Bu proteinlerin MA 10-30 kDa arasinda
  degismektedir
• Doku dagilimlari degisiklik göstermektedir
• Hsp27lerin hücre ölümünde rolleri oldugu
  belirlenmis
• Hsp27nin inhibisyonu ile kaspaz aktivasyonunu
  inhibe olmakta

43

• Hsp27, Hsp70 ve Hsp90 aileleri
• Kemoterapi sonucu DNA hasari
• UV radyasyonu
• Isi soklari
• Seramid
• ROS
• ER stressi
• Proteozom inhibisyonu
• Hücre iskeleti hasarlarinda koruyucu rolleri
  gösterilmistir

44
Regulation of the intrinsic pathway by Hsps
MOMP, mitochondrial outer membrane
permeabilization
45
(No Transcript)
46
Extrinsic pathway
47
(No Transcript)
48
(No Transcript)
49
Sabriniz için tesekkür ederim
50
(No Transcript)