Receptores acoplados a proteínas G (efector: adenilil

René Campos
Estudiante de Medicina
Universidad de Panamá
Receptores acoplados a proteínas G (efector: adenilil ciclasa).
Muchas de las hormonas que circulan en el cuerpo son de naturaleza
hidrosoluble (catecolaminas y péptidos), lo que hace necesario la utilización de
mecanismos alternos para la producción de las distintas reacciones que las
hormonas hidrosolubles llevan a cabo. La razón de esto es su naturaleza que
no les permite difundirse a través de la bicapa lipídica que forma la membrana
celular como lo hacen, fácilmente, las hormonas liposolubles.
Los receptores acoplados a proteínas G conforman la familia más grande
de receptores de superficie celular. Constan de 7 dominios que se encuentran
inmersos en la membrana celular debido a su carácter hidrófobo; el residuo
amino terminal, en el medio extracelular; y el residuo carboxilo terminal, en el
medio intracelular.
La hormona se une mediante interacciones no covalentes con el receptor
acoplado a proteína G (puentes de hidrógeno, puente salino, fuerzas de Van
der Waals e interacción hidrófobica). Dicha unión lleva como consecuencia un
cambio conformacional de algunos de los 7 dominios transmembranales del
receptor acoplado a la proteína G. Cuando esto sucede, entra en juego la
proteína G -un heterodímero conformado por las subunidades alfa, beta y
gamma, donde las subunidades beta y gamma cumplen función de anclaje por
medio de grupos prenilados, actuando casi como un heterotrímero; y la
subunidad alfa cumple con la función de unión a un receptor-.
Con el cambio conformacional de los dominios transmembranales del
receptor acoplado a proteína G, ocurre un intercambio entre GDP (guanosín
difosfato), que posee la subunidad alfa, y GTP (guanosín trifosfato), lo que da
como resultado que el complejo beta-gamma se disocie de la subunidad alfa que ahora contiene un GTP y se unirá a un efector, los cuales son muy
diversos, (por ejemplo: adenilil ciclasa, canales de Ca+2, canales de Na+, canales
de Cl_, canales de K+, fosfolipasa C-beta, cGMP fosfodiesterasa, etc). Los
productos que resultan de la acción de estos efectores son los conocidos
segundos mensajeros.
René Campos
Estudiante de Medicina
Universidad de Panamá
Nos ocuparemos en explicar el sistema de la adenilil ciclasa, que es
quizás el más importante y general, de los sistemas de producción de segundos
mensajeros dentro del ser humano.
La unión de subunidad alfa-GTP a una liasa -llamada adenilil ciclasa-,
cataliza la conversión de ATP en cAMP (AMP cíclico, el segundo mensajero);
éste se une a una molécula heterotetramérica, que consta de dos subunidades
catalíticas y dos subunidades reguladoras. Esta molécula se llama: proteína
quinasa A (PKA).
El cAMP se une a las dos subunidades reguladoras, por lo que el
tetrámero se disocia, dejando así las subunidades catalíticas libres para que
lleven a cabo sus reacciones de fosforilación. Es importante decir que son 4 los
cAMP necesarios para la disociación del tetrámero (2 para cada subunidad
reguladora).
Las proteínas fosforiladas tienen efectos fisiológicos diversos como:
esteroidogénesis; secreción; transporte de iones; metabolismo de
triacilgliceroles y carbohidratos; inducción de enzimas; regulación de genes;
transmisión sináptica; crecimiento y replicación celular; entre muchos otros.
Hay que tener presente que, después de esta cascada de reacciones, estos
procesos deben regularse apropiadamente para mantener la homeostasis del
organismo. Las fosofodiesterasas, fosfoproteínas fosfatasas y las proteínas G
inhibitorias son los principales sistemas de regulación de la acción del segundo
mensajero cAMP.
Estos mecanismos serán explicados brevemente:
 Las fosfodiesterasas catalizan la hidrólisis de cAMP hacia 5´-AMP,
bajando así las concentraciones de cAMP.
 Las fosfoproteínas fosfatasas, actúan desfosforilando las proteínas que
previamente fueron fosforiladas por la subunidad catalítica de la PKA, así
estas proteínas quedan fisiológicamente desactivadas.
 Las proteínas G inhibitorias que siguen el mismo mecanismo que las
proteínas G estimulantes (la mencionada arriba unida a el receptor de la
René Campos
Estudiante de Medicina
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hormona, solo que la unión de la subunidad alfa-GTP al efector, frena la
acción catalítica del efector).
En estos principios estimulantes e inhibitorios de los receptores
acoplados a proteínas G, se basan muchos de los mecanismos de acción
de diversos fármacos, además de diversas toxinas que causan patologías
como el cólera, tosferina y difteria.
Bibliografía.
 Robert K. Murray; David A. Bender; Kathleen M. Botham; Peter J.
Kenelly; Victor W. Rodwell; P. Anthony Weil (2009). Harper
Bioquímica ilustrada. Vigésimo octava edición.
 Gerald Karp (2005). Biología celular y molecular: conceptos y
experimentos. Cuarta edición.
 http://www.ebi.ac.uk/interpro/potm/2005_9/Page2.htm
 http://www.psicofarmacos.info/?contenido=antipsicoticos&farma=abilifyazymol-irazem
René Campos
Estudiante de Medicina
Universidad de Panamá
Esquema de mecanismo de acción de una hormona hidrosoluble.
Mecanismo de acción del cólera.