III Second Massengger.pdfiII Second Massengger
-
Upload
mitha-pery -
Category
Documents
-
view
34 -
download
3
Transcript of III Second Massengger.pdfiII Second Massengger
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 1
SATUAN ACARA PENGAJARAN
MATAKULIAH: PENGANTAR FARMAKOLOGI MOLEKULER
KODE/SKS : KB 252 / 2 SKS
SEMESTER : VII
PERTEMUAN : III
DOSEN : WAHYU HENDRARTI,SSi,MKes,Apt
MATERI : SECOND MASSENGER
SEKOLAH TINGGI ILMU FARMASI (STIFA)
MAKASSAR
2015 Kompetensi Utama :Mampu dalam penguasaan dan pengembangan
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 2
teknologi bidang farmasi dan kontrol kualitas.
(KU,2c)
Kompetensi Pendukung :1. Memiliki penguasaan dan keterampilan bidang
bahasa asing dan teknologi informasi. (KP,5c)
2. Mampu mengembangkan diri dalam
pengembangan obat dan sediaan bahan alam.(KP,8e)
Kompetensi Lainnya: Mampu untuk memotivasi dan memfasilitasi
masyarakat. (KL,11e)
Sasaran Belajar (TIU): Setelah menyelesaikan mata kuliah ini (pada akhir
semester), mahasiswa dapat: memahami dan
menjelaskan tentang mekanisme aksi obat dalam
tubuh pada tingkat molekuler yaitu transduksi
signal dan mekanisme aksi obat pada berbagai target
aksi obat, meliputi kanal ion, enzim, transporter, dan
reseptor yang digolongkan menjadi reseptor kanal
ion, reseptor protein G, reseptor tirosin kinase, dan
reseptor inti.
Capaian Pembelajaran (Learning outcomes): mampu
1. mengidentifikasi masalah-masalah terkait obat dan alternatif
solusinya berdasarkan prinsip-prinsip ilmiah untuk mengoptimalkan
terapi
2. Menunjukkan penguasaan konsep teoritis tentang obat, kinetika dan
mekanisme kerja obat, serta hubungannya dengan sifat fisikokimia obat
dan aktivitas biologis.
3. menerapkan konsep teoritis dan matematis dalam melakukan análisis
fenomena fisika, fisikokimia dan biologi
4. mengidentifikasi sumber informasi, menggali, menganalisis, menyusun
dan mendiseminasikan informasi terkait obat dan sediaan farmasi
lainnya
5. menerapkan konsep teoritis berbagai bidang ilmu kefarmasian dalam
melakukan riset bidang kefarmasian
6. berkontribusi dlm upaya pencarían dan atau pengembangan bahan
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 3
obat
7. membangun hubungan interpersonal & kerjasama dgan berbagai
pihak
8. mengambil keputusan yang tepat berdasarkan análisis informasi dan
data, mampu bertanggung jawab atas pekerjaan sendiri, dan dapat
diberi tanggung jawab atas pencapaian hasil kerja tim
9. mengikuti perkembangan iptek untuk meningkatkan pengetahuan,
keterampilan dan kemampuan diri secara berkelanjutan
Sasaran Pembelajaran (TIK):
Mampu menjelaskan dan memahami tentang Ligan (Neurotransmitter,
Hormon, Enzim, Obat) sebagai First Massenger (Jenis-jenis Ligan & Peranan
Ligan sebagai first massenger), serta Mekanisme Ligan serta hubungannya
dengan penyakit dan obat
Materi Pembelajaran:
(1) Ligan (Neurotransmitter, Hormon, Enzim, Obat) sebagai First
Massenger (Jenis-jenis Ligan & Peranan Ligan sebagai first
massenger)
(2) Mekanisme Ligan serta hubungannya dengan penyakit dan obat
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 4
Materi III: Mekanisme Interaksi Obat
A. Mekanisme Interaksi Obat dengan targetnya (Kanal ion, Enzim, Molekul
pembawa, dan Reseptor)
B. Peranan Second Massenger
1. Jenis-jenis target obat
2. Mekanisme dan interaksi obat dengan Ligan
3. Second Massenger
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 5
Neurotransmitters found in the nervous system
EXCITATORY
• Acetylcholine, Aspartate, Dopamine, Histamine
• Norepinephrine, Epinephrine, Glutamate, Serotonin
INHIBITORY
• GABA, Glycine Other Neurotransmitters:
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 6
Efek neurotransmitter
Pelepasan neurotransmiter ke celah sinaptika
Berikatan dengan reseptor
Membuka kanal ion atau menutup kanal ion
Perubahan potensial membran pascasinaptika
Sel pascasinaptika mengalami eksitasi atau inhibisi
Reaksi yg akan terjadi :
Mekanisme pengaktifan / pengnonaktifan protein dengan cara :
● FOSFORILASI ( Penambahan
gugus fosfat )
● DEFOSFORILASI ( Pengurangan
gugus fosfat )
● Pengaktifan GTPase
● Produksi SECOND MESSENGER
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 7
GTPase :
● Enzim yang berikatan dengan Guanosin Triphosphate (GTP) ● Aktif : Protein GTP / Protein G
a. Monomerik : terdiri dari 1 rantai polipeptida b. Heteromerik : terdiri dari : c. gugus polipeptida : α, β, dan γ
Signal transduction
Receptor Classification of Receptors
1) Pharmacological Mediator (i.e. Insulin, Norepinephrine, estrogen)
2) Biophysical and Biochemical Second messenger system (i,.e. cAMP, PLC, PLA)
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 8
3) Molecular or Structural Subunit composition (i.e. 5HT1A )
4) Anatomical Tissue (i.e muscle vs ganglionic nAChRs) Cellular (i.e. Membrane bound vs Intracellular) “Second Messenger”
• Defenisi: merupakan zat kimia yg konsentrasi intrasellulernya meningkat atau menurun (jarang) sbgi respon thdp aktivasi reseptor oleh Agonis & memicu proses2 yg menimbulkan respon seluler
• Contoh: ion Ca 2+, cAMP, inositol-1,4,5-trifosfat (InsP3) dan Diasil Gliserol (DG)
• Essential in conducting and amplifying signals from G-protein coupled receptors.
• Small, nonprotein, water-soluble molecules or ions • Readily spread throughout the cell by diffusion • Two most widely used second messengers are: Cycle AMP and Calcium
ions Ca2+ 1. cAMP
• Dibentuk dari ATP oleh enzim Adenilat Siklase • Contoh:
Pada saat Adrenoreseptor-β distimulasi, cAMP mengaktivasi enzim Protein Kinase A yg memfosforilasi protein (enzim atau kanal ion) dan menimbulkan efek fisiologi
2. Calcium Ions (Ca2+) and Inositol Trisphosphate
• Calcium more widely used than cAMP • used in neurotransmitters, growth factors, some hormones • Increases in Ca2+ causes many possible responses:
• Muscle cell contraction • Secretion of certain substance
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 9
• Cell division Two benefits of a signal-transduction pathway 1. Signal amplification 2. Signal specificity A. Signal amplification
• Proteins persist in active form long enough to process numerous molecules of substrate
• Each catalytic step activates more products then in the proceeding steps
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 10
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 11
G proteins and adenylate cyclase
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 12
adenylate cyclase (AC) is membrane-associated enzyme found in all eukaryotic cells if G protein stimulates AC called Gs if G protein inhibits AC called Gi
NO and vasodilation (example of interplay of different signal pathways)
NO most potent vasodilator known produced by endothelial cells following activation by acetylcholine,
GABA, adrenalin passes from endothelial cells to smooth muscles
passes thu’ muscle cells via gap junctions acetylcholine, GABA, adrenalin acts as 1st messenger in endothelial
cells NO acts as 1st messenger in smooth muscle cells
cGMP acts as 2nd messnger Ca2+ acts as 3rd messenger
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 13
NO activates enzyme guanylate cyclase cGMP activates the inward Ca2+ pump on membranes of Ca2+-stores
thus, lowers free [Ca2+] inside cells low [Ca2+] makes contractile filaments (actin and myosin) slide
apart smooth muscle relaxes
blood vessels dilates Receptor Signaling Pathways
Second Messengers: 1. Ions (Ca2+, Na+, K+, Cl-) 2. cAMP, cGMP, IP3, Diacylglycerol 3. DNA binding – Transcriptional regulation. 4. Phosphorylated proteins and enzymes via tyrosine kinase
receptors. Third Messengers: 1. Enzymes (PKC, PKA) 2. Ions (Ca2+, K+)
Receptor Signaling Pathways
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 14
Table 1 Analgesics
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 15
Antiarrhythmic Drugs
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 16
Antidepressant Drugs
Antidiabetic Drugs other than Insulin
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 17
Antiplatelet Drugs
Drugs acting on noradrenergic neurons
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 18
Drugs acting on serotonergic neurons
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 19
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 20
Referensi:
1. Ikawati, Z., 2006, Pengantar Farmakologi Molekuler, Gama Press,
Yogyakarta
2. Offermanns, S. & Rosenthal, W (Eds.) Encyclopedia of Molecular
Pharmacology. 2nd Edition. *For color figures please see our Electronic
Reference on www.springerlink.com
3. Beckerman, Martin. Molecular and cellular signaling (Biological and
medical physics, biomedical engineering, ISSN 1618-7210) 2005
Springer Science+Business Media, Inc. Printed in the United States of
America.
4. Killeen, Anthony A. Principles of molecular pathology. Department of
Laboratory Medicine and Pathology,University of Minnesota, Minneapolis,
2004, ISBN 1-58829-085-9
5. Lodish, et al. Molecular Cell Biology, 5th Edition
6. Gilman AG, Rall TW, Nies AS, Taylor P. (Eds.). Goodman and Gilman’s
The Pharmacological Basis of Therapeutics. 11th Edition. New York:
Pergamon Press, 2006.
7. Katzung BG. Basic and Clinical Pharmacology. 3rd ed. Connecticut:
Appleton and Lange, 1987.
8. Lullmann et al, Color Atlas of Pharmacology. 2nd Edition Thieme
Stuttgart. New York, 2000
SOAL-SOAL
1. Terangkan tentang first messenger dan second messenger seperti gambar di
bawah ini:
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 21
2. Salah satu senyawa 1st messenger adalah Neurotransmiter (NT). Tuliskan 3
NT excitatory dan 2 NT inhibitory!
3. 1st messenger berikatan dengan reseptor dan menimbulkan serangkaian aksi
pengaktifan atau peng-non-aktifan protein. Tuliskan 4 aksi tersebut!
4. Terangkan tentang gambar di bawah ini (A, B, C, D) secara sistematik!
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 22
5. Terangkan tentang cAMP seperti gambar di bawah ini:
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 23
a. Asal terbentuknya cAMP?
b. Enzim apa yang membantu?
c. Setelah cAMP terbentuk selanjutnya akan mengaktifkan enzim apa?
d. Enzim yang dibentuk akan membantu …………. Protein (diidentifikasi
sebagai efek/aksi farmakologi)
6. Terangkan tentang IP3 dan DAG seperti gambar di bawah ini:
e. Asal terbentuknya IP3 dan DAG?
f. Enzim apa yang membantu terbentuknya IP3 dan DAG?
g. IP3 dan DAG melalui mobilisasi ion …….. dapat mengaktifkan enzim
…………sehingga menimbulkan aksi farmakologi.
7. Tuliskan yang termasuk (A) 1st Messenger, (B) 2nd Messenger, dan (C) 3rd
Messenger!
8. Tuliskan 2nd dari masing-masing efektor di bawah ini:
Materi Kuliah Pengantar Farmakologi Molekuler-STIFA Makassar [Wahyu Hendrarti-2015] 24