Transduksi/penerusan sinyal (signal transduction) Fungsi: mengindera dan memproses rangsangan Kerja: mendeteksi, memperkuat, dan menggabungkan sinyal luar untuk menghasilkan respon Bentuk respon: Perubahan aktivitas enzim, ekspresi gen, dan aktivitas saluran ion

Aliran transduksi sinyal Hormon Reseptor (penangkap sinyal) Penerus sinyal

Sirkuit transduksi sinyal Reseptor-reseptor membran memindahkan informasi dari lingkungan ke dalam interior sel Pembawa pesan menyampaikan informasi dari komplek reseptor-ligan Fosforilasi protein adalah bentuk umum transfer informasi Sinyal diakhiri (defosforilasi protein)

Molekul pembawa pesan kedua

Fosforilasi protein

Reseptor 7 heliks tembus membran Untuk meneruskan berbagai informasi sinyal Misalnya: cahaya, bau, rasa, hormon, dan neurotransmitter 7TM dikenal dalam kelompok rhodopsin

Model Reseptor 7TM

Molekul fotoreseptor retinal

Reseptor b-adregenik (Adrenalin) Pengikatan ligan di luar sel menginduksi perubahan konformasi reseptor 7TM yang dapat dideteksi di dalam sel

Protein G (heterotrimer) Subunit a Subunit g Subunit b Pengikatan ligan pada reseptor 7TM mengaktifkan protein G

Perubahan konformasi Ga pada pertukaran nukleotida Ga tidak aktif Ga aktif Peran ikatan hormon reseptor adalah untuk mengkatalisis pertukaran GTP pada subunit Ga

Perubahan struktur subunit Ga mengakibatkan protein G terdissosiasi dengan melepaskan subunit Gbg

Genom manusia mengandung >15 penyandi subunit a, 5 penyandi subunit b, dan 10 penyandi subunit g

Model adenilate siklase Enzim yang menkonversi ATP menjadi cAMP (pembawa pesan kedua)

Pengaktifan adenilate siklase Hasil dari pengikatan epinefrin di permukaan sel adalah peningkatan produksi cAMP di dalam sel

cAMP menstimulasi fosforilasi Efek cAMP dalam sel eukariot mengaktifkan protein kinase tunggal, protein kinase A (PKA) PKA berperan dalam metabolisme glikogen, ekspresi gen spesifik, dan transmisi sinaptik (syaraf)

cAMP mengaktifkan PKA Struktur subunit katalitik PKA

PKA pada degradasi glikogen

Pengesetan ulang Ga Subunit Ga memiliki aktivitas GTPase untuk menghidrolisis GTP Ga tidak aktif bergabung kembali dengan Gbg menjadi protein G

Penghentian sinyal

Kasus kolera Racun kolera (koleragen) bagian subunit A memodifikasi Ga aktif secara kovalen Protein G aktif selanjutnya menstimulasi PKA untuk membuka saluran ion klorida dan menghambat pertukaran Na+/H+ di epitel usus Akibatnya garam dan air lolos ke usus dalam jumlah banyak → diare Penanganan: rehidrasi dengan larutan elektrolit-glukosa