Transduccion De Senales Final

Transducción de señales Dr. Jaime Fornaguera Receptores Enzima Receptores de 1 Dominio Trasmembrana: Existen al menos 5 familias, 2 de las cuales son las que estudiaremos: 1. Guanilato Ciclasa : El mismo receptor tiene actividad guanilato ciclasa. Su sustrato es el GTP al cual le quita un pirofosfato y queda un GDP 2. Tirosin Kinasa: Es la familia mas grande estas ademas de ser receptores fosforilan en residuos de tirosina. Lo novedoso acerca de ellas es que a diferencia del resto de protein kinasas no van a fosforilar en residuos de serina treonina, sino más bien en tirosinas. Tambien existen: 3. Asociados a Tirosin Kinasa: receptores que ellos mismos no son tirosin quinasa pero permiten activar tirosin quinasa 4. Tirosin Fosfatasas: Poco conocidos, que aparte de ser receptores tambien desfosforilan proteínas que estaban fosforiladas. 5. Serin Treonin Kinasa: importantes en inmunología Guanilato Ciclasa • Tienen 1 dominio transmembrana. • Van a ser proteinas transmembrana del tipo I, ya que tienen su extremo amino terminal extracelularmente y el carboxilo terminal intracelularmente.

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El carboxilo es el que tiene la actividad enzimática (osea, está dentro de la cell!!). Su ligando más estudiado es el factor natriurético atrial (FNA, PNA o ANF) Cuando el atrio siente presión sanguínea alta entonces suelta el FNA para que este viaje hasta el riñon (tipo hormona) donde abre canales de sodio que saca agua y aumenta el volumen de la orina. Todo esto sucede gracias al GMPc. Este activa una protein quinasa G, la cual está compuesta de dos subunidades moleculares (como la protein

quinasa A) y al llegar el GMPc (2 por acada subunidad reguladora) se sueltan las subunidades catalíticas y se fosforilan canales de sodio (abriéndolos).

Tirosin kinasa: • más del 95% de esta familia son receptores que activan procesos de proliferación y diferenciación celular. Osea, la mayoría de estos son receptores de factores de crecimiento.(si! La insulina también es un factor de crecimiento!) • Todos los receptores serán monómeros en forma inactiva MENOS el receptor de insulina. Este último en su forma inactiva será un heterodímero con 2 subunidades α y 2 subunidades β; lo que le confiere una ventaja sobre el resto de los factores de crecimiento, ya que esta podrá actuar muchísimo más rápido por que no necesita la dimerización. • Por qué es que ocupan dimerizarse los receptores? Porque cada subunidad debe fosforilar a la de enfrente, osea autofosforilación. Video: Receptores de Tirosin Kinasa Todos los receptores de 1 dominio transmembrana tienen 2 actividades posibles para activar o modular su acción dentro de la membrana: 1- Fosforilar otras proteinas 2- Gracias a la autofosforilación, puede activar proteínas a través de lo que se conoce como los dominios SH2. Estos permiten la activación de una proteína SIN fosforilarla. Esto implica que no todos los receptores de tipo tirosin kinasa van a actuar siempre fosforilando. *Un mismo receptor puede activar distintas proteínas por medio de dominios SH2 Cómo funciona la activación de dominios SH2? Se tienen que autofosforilar los dímeros. Estos, se unirán con la proteína en los residuos del tipo SH2 que consta de dos sitios dentro de la cadena, uno de unión al receptor y el otro dominio es de unión a un fosfato que cambiará su forma terciaria y así activa a molécula intraceluar. Eso sería una activación de tipo alostérica.

Ojo!! Aquí pueden ver que el dominio SH2 va a tener 2 sitios: el de unión a la cadena del receptor y el de unión al fosfato que le dará su cambio conformacional.

Los receptores de un dominio transmembrana pueden activar la fosfolipasas C (PLC) que pertenece al mecanismo del fosfatidil inositol que activa Calcio calmodulina a través del IP3 y el Diacil glicerol que activa PKC (para que conecten con la clase anterior). El receptor de insulina es activado por insulina (evidentemente!). El receptor va a activar un sustrato intramembrana de insulina, el cual va a ir a activar a otras moléculas por medio de los dominios SH2 (ej: a la GRB2). Existe una proteína intermediaria que hace q se active la via de las mapquinasas. Este intermediario se llama SOS, la cual activará a RAS(una proteína g monomérica). Para activar RAS se le cambia su GDP x GTP. Una vez que ya se activo, esta activará a RAF, quien activará a ERK quien activará a la MAPK y se irá al nucleo a activar transcripción de genes de proliferación y crecimiento celular.

Es interesante recordadar que la protein quinasa C también puede fosforilar a RAF para empezar la vía de las MAPkinasas. El receptor de insulina puede activar solo por fosforilación y no por SH2. Osea son independientes.

Efecto metabólico de la insulina sin activar SH2, solo con fosforilación: El receptor de insulina fosforila al sustrato del receptor de insulina (IRS-1), quien activará a la PI-3K por medio de los dominos de SH2. La PI-3k va a activar al fosfatidil inositol difosafato ( PIP2) convirtiendolo en PIP3. El PIP3 activará la PKB por medio de la PDK1. Una vez activada la PKB fosforilará GSK3 en un residuo de serina, inactivándola. Tanto la PI-3K como la PKB son serin treonin kinasas. La PKB fosforila la glicógeno sintasa (GSK3) inactivándola, impendiendo que se degrade el glucógeno. Y también la PKB permite que las vesículas que tienen GLUT 4 (solo en tejido adiposo y músculo esquelético) viajen a membrana, dejando entrar glucosa. Esto producirá hipoglicemia en sangre.

El profe le dio énfasis a que en los receptores de 7 dominios transmembrana la fosforilación es de suma importancia para regulación, NO NECESARIAMENTE SIGNIFICA QUE SE ACTIVAN como se vio con la GSK3. También comentó que los factores de intercambio de nucleótidos de guanina, es otro mecanismo por medio del cual se puede lograr la activación de las proteínas G en general. Por que? Por que había que cambiar un GDP por un GTP, entonces estos factores de intercambio de guanina favorecen el intercambio. Si estos se inhiben, inhiben el proceso y no se activa la proteína G Receptores de tipos intracelulares ó nucleares. No están asociados a membranas y su acción va a ser sobre el material genético, osea dentro del núcleo; de ahí su nombre. A pesar de esto NO todos están dentro del núcleo, hay algunos citoplasmáticos.

Veremos 2 grupos a pesar de que existen varias más: Tipo 1 y Tipo 2. Estos serán activados por ligando que llegan hasta donde se encuentran ellos, por lo que tienen que ser liposolubles para poder traspasar la membrana. Tipo 1: Se encuentran ya sea en el citoplasma o en el núcleo y su característica básica es que están siendo acompañadas por chaperonas (proteínas de shock térmico) quien los mantienen inactivos y los localizan en cierta parte de la célula. Funcionan asi: entra el ligando, se une con el receptor haciéndole un cambio conformacional que le permitirá soltar a la chaperona. Una vez que se sueltan, se dimerizan con otro receptor activado (ojo, siempre trabajan como homodímeros) y viajarán hasta su sitio de unión del ADN: el HRE (Elementos de Respuesta Hormonal). Los HRE son dos secuencias palindrómicas de nucleótidos (una para cada receptor) separadas por tres nucleótidos. Las hormonas esteroideas actúan por medio de receptores tipo 1, como por ejemplo estrógenos, testorona, cortizol, aldosterona, etc. Tipo 2: A diferencia de los primeros SOLO se encuentran en NUCLEO, NO cuentan con una CHAPERONA y pueden actuar como HOMODÍMEROS, MONÓMEROS O HETERODÍMEROS. En este caso, los HRE pueden no tener ninguna separación entre las secuencias de nucleótidos de unión a los receptores o pueden tener hasta 5 nucleótidos de separación. Ejemplos de este tipo de receptores serian los retinoides, hormona tiroidea, vitamina D y ecdysona (en animales que “mudan”).

Todos los receptores nucleares van a tener tres regiones diferenciadas: 1. Dominio de unión al ligando (LBD) el cual es el más variable genéticamente. 2. Dominio de unión al ADN (DBD). Esta es la más conservada genéticamnete. Es la que se une a los HRE y son específicas, tienen 2 dedos de zinc para afirmar la unión al HRE. 3. Todo lo demás que no es LBD ni DBD(suena barato pero asi lo dijo forni) que son puntos de regulación. Serán estimuladas por fosforilación.

Estructura de un receptor

Los dominios AF1 y AF2 serán ligando dependientes. El AF1 está siempre más cerca del dominio amino terminal y es específicamente inmunogénico. El AF2 será el más cercano a la parte carboxilo terminal. Los dominio NLS es el que se encuentra entre la parte de unión al ligando y la parte de unión a la hormona, y tiene importancia en la dimerización de los receptores. Activación transcripcional AR Cómo activan transcripción? Modelo clásico (guiarse con la imagen) Vamos a tener el receptor (AR), el complejo de inicio de la transcripción (TIC) y el coactivador (adivinen cual es). Si pueden observar, a la par del TIC hay una flechita con una “equis” indicando que no se puede dar la transcripción. Una vez que se une el ligando al receptor (parte de abajo del dibujito) este se adhiere al HRE, el receptor activa el coactivador, que promueve al complejo de inicio de la transcripción y se da la transcripción del material genético. Este es el modelo típico, asi en teoría deberían de funcionar todos los receptores intracelulares.

El coactivador con otra proteína de unión al ADN se encuentran muy cerca de los dominios de activación de los genes, por lo que el receptor no se une al ADN sino que se une al coactivador. Entonces, el dominio de unión al ADN?? Hoy sabemos que el receptor puede unirse a una proteína que está unida a un HRE, sin ser él mismo quien se une a este sitio. De esta manera se activa el TIC y se da la transcripción

Existen receptores de membrana (ej de 7 dominios) que son también activados por sustancias liposolubles que se pensaba que solo actuaban en receptores intracelulares, esteroides fundamentalmente. Esto revolucionó el enfoque de la bioquímica y también de la clínica, por que muchos de los medicamentos a base de esteroides actuaban tan rápido. Ahora se sabe que los efectos rápidos de los esteroides se deben a que hay receptores de membrana que so activados por esteroides (antes se creía que activaban receptores que entraban se unian a los HRE y causaban la transcripción de un gen… osea, dem lento) y que usaban los mismos mecanismos de sustancias que no atravesaban la membrana. Los esteroides pueden activar receptores de membrana asociados a proteínas G y funcionan también con receptores de un dominio transmembrana, osea interactúan con los factores de crecimiento. Y también está el efecto lento de los esteroides que actúan atravesando membrana y llegando a HRE. Los dos primeros rompieron el dogma: esteroides o sustancias lipofílicas no pueden atravesar la membrana… PUES SI LO HACEN!!