Comunicación intercelular
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Comunicación intercelular: Señalización Comunicación intercelular: Señalización ➢Señalización extracelular Modos de comunicación Receptores y hormonas ➢Receptores acoplados a proteínas G Transducción por proteínas G ruta de AC/cAMP ➢Receptores nucleares ruta dePLC/IP3/Ca2+ Estructura de hormonas y receptores Mecanismos de acción ➢Receptores de membrana Transducción y Segundos mensajeros Tipos y mecanismos generales Ruta NO/cGMP ➢Receptores Tirosina-quinasas Mecanismos generales Receptor de EGF Receptor de insulina Para © Enrique Castro Los trabajos de terceros retienen su licencia original © 2010 Enrique Castro 1 Modos de comunicación intercelular Modos de comunicación intercelular Comunicación citosólica directa Comunicación por contacto celular Mol. señal Receptor Enrique Castro, 2003 (intracelular, difusible, via gap junctions) (extracelular, no difusible) Mol. señal hidrofóbica Comunicación por molécula secretada Proteína transportadora Receptor Nuclear (extracelular, difusible) Receptor emisor dianas diana mensajero, molécula señal © 2010 Enrique Castro receptor Receptor de membrana Receptor Mol. señal hidrofílica 2 Ciclo de las señales intercelulares Ciclo de las señales intercelulares ➢1. Síntesis de la molécula señal por la célula emisora ➢2. liberación al medio de la molécula señal ➢3. Transporte de la señal hasta la célula diana ➢4. Detección por una proteína receptora específica ➢5. Accción (respuesta): cambio en el metabolismo intracelular, función o programa de desarrollo por el complejo señal­receptor ➢6. Eliminación de la señal y terminación de la respuesta celular 3 © 2010 Enrique Castro Señalización: Regulación de la actividad celular Señalización: Regulación de la actividad celular Señalización por receptores de membrana Quinasas / fosfatasas Proteínas G cAMP / Ca2+ • Segundo mensajero intracelular de la actividad enzimática Enrique Castro, 2003 • Regulación A E B D C F H G Nuevas proteínas Co-activadores Co-represores HAC/HDAC © 2010 Enrique Castro • Factores de transcripción controlados por hormonas • Regulación de la expresión génica Señalización por receptores nucleares 4 Tipos de señalización intercelular Tipos de señalización intercelular Acción local S. autocrina Acción a distancia S. endocrina S. neurocrina neurona emisora glándula endocrina S. paracrina vasos Cooperación intercelular • Lenta • Rápida • Baja [M] • Alta [M] Tejido diana Coordinación intratisular axón célula diana Coordinación intertisular 5 © 2010 Enrique Castro Mecanismos de especificidad Mecanismos de especificidad Com. hormonal Células nAchR nAchR endocrinas Enrique Castro, 2003 Varios mensajeros Músculo esquelético contracción Receptores específicos de hormona mAchR Médula suprarrenal secreción mAchR Células diana Com. neurocrina neurotransmisor Músculo cardíaco relajación Glándula salivar secreción Proyección topográfica Acetilcolina (Ach) © 2010 Enrique Castro 6 Señalización combinatoria Señalización combinatoria Cóctel combinado • No hay señales únicas (master commander) • Graduación • Cooperación / integración 7 © 2010 Enrique Castro Características de las señales extracelulares Características de las señales extracelulares Propiedad Regulación de la síntesis Enrique Castro, 2003 Almacenamiento Mecanismo de secreción Unión a proteínas plasmáticas Vida media extracelular Mecanismo de eliminación Duración de la acción Tipo de receptor Mecanismo de acción Esteroides Tiroideas Péptidos y proteínas Neurotransmisores Si Si Si Si No Como proteína Difusión pasiva a través de membrana Si Proteolisis y difusión Si Gránulos de secreción Exocitosis Vesículas de secreción Exocitosis Muy raro No Horas Dias minutos segundos Metabolización enzimática intracelular Horas a días Metabolización enzimática intracelular Días Hidrólisis extracelular intracelular Control directo de la transcripción nuclear Control directo de la transcripción Recaptación, inactivación extracelular Segundosmilisegundos De membrana 2º mensajero citosólico o corrientes iónicas Receptores Nucleares © 2010 Enrique Castro Minutossegundos De membrana 2º mensajero citosólico Receptores de membrana 8 Nombres, clases y tipos de mensajeros Nombres, clases y tipos de mensajeros Clase Síntesis Alcance Acción Estructura Hormonas Glándula endocrina Circula en sangre Variable rápida (Adr) lenta (tiroideas) Neurotransmisores Terminales presinápticos Hendidura sináptica Neuromoduladores Neuronas, sinapsis Células inespecíficas paracrino Muy rápida, transitoria ms-min Sostenida, varios minutos Sostenida horas-dias Mitogénesis, diferenciación Aminas (Adr) Esteroides (cortisol) Proteínas (FSH, LH) Péptidos (MSH, ACTH) Aminas (NA, Ach, 5-HT) aa (Glutamato, GABA) péptidos (opioides) Adenosina péptidos (NPY, endorfinas) Proteínas (EGF, IGF, NGF, TGF) Citoquinas Células inespecíficas leucocitos Autocrina/ paracrina Sostenida horas-dias proliferación, diferenciación Proteínas, (Interferones, interleuquinas, IL, TNF) Autacoides diversas Autocrina/ paracrina variable Aminas, péptidos Factores de crecimiento Autocrina/ paracrina 9 © 2010 Enrique Castro Señalización ultra­rápida: transmisión sináptica Señalización ultra­rápida: transmisión sináptica Neurona motora Transmisión sináptica y neuromuscular • Permeabilidades iónicas de la membrana • Receptores ionotrópicos Enrique Castro, 2003 Transmisión nerviosa: eléctrica intracelular Placa motora Escala de tiempo ultra-rápida Fibra muscular © 2010 Enrique Castro 10 Respuestas rápidas: control de la glucemia Respuestas rápidas: control de la glucemia Ingestión de azúcar Curva de tolerancia a la glucosa Hiperglucemia: Hipoglucemia: hígado toma glucosa de la sangre hígado vierte glucosa a la sangre Mecanismo hormonal: Regulación de la actividad enzimática © 2010 Enrique Castro 11 Respuestas lentas: ciclo menstrual Respuestas lentas: ciclo menstrual Enrique Castro, 2003 © 2010 Enrique Castro 12 Receptores de membrana Receptores de membrana ➢Cascadas de transducción Organización funcional Motivos comunes ➢Mecanismos de transducción R. ionotrópicos R. acoplados a proteínas G (7TM) R. RTK y similares (1TM) Actividad en zimática intrínseca - Guanilato ciclasas / fosfatasas - S/T-quinasas - Y-quinasas Reclutan enzimas - SF R. de citoquinas - SF R. de TNF 13 © 2010 Enrique Castro Cascadas de transducción de señales Cascadas de transducción de señales señal agonista Especificidad • Receptor-ligando Enrique Castro, 2003 Receptor Amplificación antagonista señal ⊕ A ⊕ B A* • Enzimático 10 x10 B* ⊕ C 100 Transducción Terminación • Constitutiva, esencial • GTPasa de proteínas G señal ⊕ ⊗ receptor Respuestas Respuesta Regulación • Desensibilización/adaptación • Integración: hiperbólica graduada Sigmoidal interruptor (switch-like) Sensibilidad • graduada/sigmoidal C* 1000 respuesta T T convergencia divergencia estímulo © 2010 Enrique Castro 14 Niveles de señalización Niveles de señalización Hormona (1 Mensajero) er Receptor de membrana Transducción de señal Proteínas G GPCR Jak PLC AC NO Segundo mensajero cAMP IRS Y-quinasas Grb, SHC G pequeñas ras Interacciones proteína-proteína MEKKs Src DAG IP3/Ca2+ cGMP MEK MEK MEK MAPK p38 SAPK Y-quinasas cross-talk Quinasas efectoras PKA PKC CaMPK PKG S/T-quinasas S/T-quinasas Acciones © 2010 Enrique Castro 15 Segundos mensajeros Segundos mensajeros Característicos • Intracelulares • Moléculas pequeñas (bajo Mr, no proteínas) • Difusibles Enrique Castro, 2003 • Unen a S/T-quinasas (u otros efectores) Especiales (indirectos) • IP3: activa IP3R • NO: intra/extracelular, activa GC © 2010 Enrique Castro 16 Esquemas comunes en vías de señalización (1) Esquemas comunes en vías de señalización (1) Proteínas G: GTPasas controladoras • Interruptor molecular • Amplificación (ganancia) • Heterotriméricas (GPCR) • GTPasa constitutiva • Pequeñas (bajo Mr) • GTPasa activable • Multifunción • Multiples familias Factores GEF Intercambio GDP/GTP (catalizado por receptor) Forma inactiva Forma activa hidrólisis (endógeno) Factores GAP actividad GTPasa intrínseca (reloj molecular) terminación de la señal 17 © 2010 Enrique Castro Esquemas comunes en vías de señalización (2) Esquemas comunes en vías de señalización (2) Fosforilación de proteínas • quinasas/fosfatasas • actividad/unión Enrique Castro, 2003 Proteína quinasa • Forma desfosforilada Forma fosforilada Proteína fosfatasa terminación de la señal © 2010 Enrique Castro • Actividad enzimática • Capacidad de unión •Reclutamiento •Translocación 18 • Esquemas comunes en vías de señalización (3) Esquemas comunes en vías de señalización (3) Proteínas adpatadoras • Dominios proteína-proteína • Complejos de señalización • Andamiajes moleculares ligando Cambio conformacional receptor (inducido por ligando) acción Proteína adaptadora • Dos dominios P/P • Andamio molecular enzimas efectoras acción Complejo de señalización (Signalosome transductiosome) 19 © 2010 Enrique Castro Clasificación de receptores de membrana Clasificación de receptores de membrana Canales activados por transmisor • SF Receptores ionotrópicos Enrique Castro, 2003 R. acoplados a proteínas G (GPCR) • SF Receptores metabotrópicos • Varios TM (2-6) • Oligómeros constitutivos (3-5) • Canales iónicos transmembrana • 7 TM • Monómeros/dímeros constitutivos • Sin actividad enzimática (GEF) R. de segmento transmembrana único (1TM) Con actividad enzimática intrínseca • F. Rec. guanilato-ciclasas (membrana) • F. Rec. Tyr-fosfatasas (CD45) • SF Receptor de TGF (S/T-quinasa) • SF Receptores Tyr-quinasas (RTK) • 1 TM • Oligomerización inducida por ligando Tyr-quinasas solubles Sin actividad, Reclutan enzimas • SF Receptor de citoquinas • SF Receptor de TNF (dominios de muerte) • SF Integrinas (contacto intercelular) © 2010 Enrique Castro Jak Src Lck 20 Receptores ionotrópicos Receptores ionotrópicos nAchR Estructura pentámeros 4 TM • Varios TM (2-6) • Oligómeros constitutivos (3-5) • Tres familias principales 6,5 nm iGluR pentámeros ? 3+2 TM Bicapa lipídica Función • Unión cooperativa de 2 ligandos • Canales iónicos transmembrana • Corrientes/potenciales eléctricos transmembrana P2X (ATP) trimeros ? 2 TM Na+,K+ Ach • Transmisión sináptica rápida • Transmisión neuromuscular Corriente eléctrica I= © 2010 Enrique Castro nº iones / s ⋅F N av 21 Receptores acoplados a proteínas G Receptores acoplados a proteínas G • 7TM • N extracelular (unión ligando) • C intracelular ➢ Estructura N Unión de ligando Enrique Castro, 2003 e1 e2 e3 ➢ Mecanismo extracelular γ α GDP β R extracelular i2 H i3 C Unión a G RH* ➢ Ligandos • Aminas intracelular Unión de ligando interacción con proteína G 7TM i1 E E γ α GDP β Intercambio GDP/GTP Disociación GTP γ β α GTP GDP DA, NA, Adr, 5HT • Péptidos SP, BK, ACTH, glucagón E • H. Polipeptídicas FSH, LH Hidrólisis GTP reasociación • Prostaglandinas RH* © 2010 Enrique Castro γ α GDP β Unión al efector activación Pi E RH* γ β GTP α E Acción 22 Receptores Guanilato­ciclasa Receptores Guanilato­ciclasa ANP Estructura A • 1 TM • N extracelular B C D. extracelular distintivo EGF D. similar a Y-quinasa (no funcional) AC D. ciclasa (catalítico) Función GC soluble • Guanilato ciclasa de membrana • Receptores de: ANP (péptido atrial natriurético) Oligomerización? (pérdida de Na+ por riñon) PPi GC F. quimiotácticos de esperma Guanilina (enteropéptido) (secreción de fluidos, intestino) enterotoxinas diarreas cGMP GTP 23 © 2010 Enrique Castro Receptores S/T­quinasas: SF Receptor de TGFβ Receptores S/T­quinasas: SF Receptor de TGFβ Estructura Tipo II • 2 tipos de subunidades • 1 TM • N extracelular Enrique Castro, 2003 • dominios S/T-quinasa • transfosforilación Función ligando Motivo GS TTSGSGSGLP D. S/T-quinasa (activo) Transfosforilación activadora Tipo III (-glicano) presentación • Activador transcripcional TGF BMP GDF Activinas morfogenéticos © 2010 Enrique Castro activador D. S/T-quinasa (inactivo) 3. oligomerización 4. II fosforila I 5. I activado fosforila Smads • Proteína S/T-quinasa • Vía Smads (R, Co, I) • Diferenciación, antimitótico (p21) Tipo I R-Smad Tipo I Tipo II tetrámero activo Co-Smad 6. heterodimerización Fast-1 8. heterotrímero 9. transcripción Gen diana 7. translocación 24 Superfamilia de receptores Tyr­quinasa Superfamilia de receptores Tyr­quinasa dimerización inducida por ligando Y RTK • Un único segmento transmembrana • Oligomerización inducida por ligando • Dominio conservado Y-quinasa intracelular (transfosforilación) • Dominios extracelulares variables (clasificación) • Señalización vía dominios SH2 y MAPKs Y Clase I transfosforilación y activación N D. rico en Cys Clase II Clase III extracelular extracelular ss Y -P reclutamiento via SH2 ss ss 1TM SH2 P-Y D. similar a Ig P-Y fosforilación de sustratos R. insulina IGF-R C MAPK EGF-R NGF-R FGF-R PDGF-R CSF-R R. Factores de crecimiento mitógenos © 2010 Enrique Castro VEGF-R 25 Receptor de citoquinas: γIFN Receptor de citoquinas: γIFN Estructura 1 • 2 tipos de subunidades • 1 TM Enrique Castro, 2003 • N extracelular • Sin actividad enzimática • Motivos de reclutamiento NRTK 1 228 226 23 aa 252 Unión de Jak1 L P K S reclutamiento de Stat Y D K P H (fosfo-Y/SH2) Transfosforilación de STATs reclutadas © 2010 Enrique Castro 1 TM 24 aa 251 66 aa 316 221 aa 472 unión señalización P P I P L Q I E E Y L Unión de Jak2 señalización 26 Señalización por citoquinas: Ruta Jak/STATs Señalización por citoquinas: Ruta Jak/STATs Basal: / disociadas Jaks unidas (Jak1,2, Tyk2) Especificidad: uso de Jak/Tyk isoformas STATn Reclutamiento y activación de STATS • Unión vía SH2/fosfo-Y • Fosforilación en Y Activación de Jaks y transfosforilación Ensamblaje del tetrámero activo • dimerización -L- • reclutamiento • Activación Jak2 • Transfosforilación • Sitio de unión STAT Translocación nuclear p48 STATs= factores de transcripción ISRE Activación de transcripción © 2010 Enrique Castro Dimerización de STATs • Unión vía SH2/fosfo-Y GAS 27 TNF­α TNF­α yy dominios dominios de de muerte muerte (DD) (DD) Enrique Castro, 2003 © 2010 Enrique Castro 28 GPCR y proteínas G GPCR y proteínas G ➢ Receptores 7TM (GPCR) ➢ Proteínas G heterotriméricas Estructura Estructura Clasificación Ciclo vital de las proteínas G Regulación de la transducción Interacciones con Proteínas G Regulación 29 © 2010 Enrique Castro Estructura de los GPCR Estructura de los GPCR Homo/heterodímeros funcionales >1000 genes N-terminal: • Variable 6-400 S | • Glicosilado Enrique Castro, 2003 S • Puentes SS • Unión de ligando NH2 e1 e2 S-S Fosforilación GRK e3 desensibilización P 1 2 i1 3 4 5 i2 6 7 i3 Motivo DRY / ERW i3: Interacción Proteína G Bucle variable Fosforilación PKA desensibilización C-terminal: COOH • Variable 100-200 • fosforilación/regulación • Ancla palmitoilo © 2010 Enrique Castro 30 Familias de receptores GPCR (homología) Familias de receptores GPCR (homología) Familia A: Rodospsina/βAR Ancla C • R. de aminas biógenas: DA, NA, 5-HT, HA, mAchR) • R. de péptidos Sitio de unión interno DRY (CCK, endotelinas, taquiquininas,NPY, TRH, bombesina y opsinas) • R. de bradiquinina • R. de glicoproteínas y similares DRY / ERW N presenta el ligando. (FSH, LH, TSH, GnRH, fMLP, ADH, oxitocina, somatostatina, opioides) (Nucleótidos, eicosanoides, opioides) (Activados por proteasa) N largo ERW • R. olfativos y similares SS (odorantes, adenosina, cannabinoides,melanocortina) No ancla • R. de melatonina auto-ligando Familia B: péptidos tipo glucagón • R. de Calcitonina, CGRP, CRF • R. de PTH y PTHrP • R. de Glucagón y similares (GIP, GHRH, PACAP, VIP, secretina) N extra largo • R. de latrotoxina Dímeros obligatorios Familia C: glutamato/Ca2+ • • • • • No DRY R. R. R. R. R. metabotrópicos de glutamato mGluR metabotrópicos de GABA, GABAB gustativos de feromonas de Ca2+ extracelular C extra largo >1000 tipos © 2010 Enrique Castro 31 Proteínas G heterotriméricas: Estructura Proteínas G heterotriméricas: Estructura e3 extra corto Anclaje a la membrana (esencial) Enrique Castro, 2003 20 isoformas mayor, 39-52 Kda 2 subdominios N-terminal miristoilado D. GTPasa C=O | | NH S C-OMe G C-terminal isoprenilado C15: farnesilo C20: geranil-geranilo 1-12 isoformas pequeña, 7-9 KDa hélice enrollada 1-5 isoformas mediana, 35-37 KDa motivos WD, molinillo D. helicoidal Subunidad •Unión GDP/GTP •Actividad GTPasa •Interacción con receptor •Interacción con efector © 2010 Enrique Castro Dímero •Secuestro de G •desensibilización •Interacción con receptor •Interacción con efector 32 Ciclo de acción de proteínas G heterotriméricas Ciclo de acción de proteínas G heterotriméricas Alta afinidad Unión de ligando, interacción proteína G β extracelular GTP α Intercambio GDP/GTP, Disociación GDP GDP baja afinidad anclaje a membrana β α Estado basal, en reposo extracelular γ E Pi GDP - reloj molecular - amplificación E α β GTP Unión al efector, activación Hidrólisis GTP reasociación Estado activo E α γ GTP Amplificación: β Gα activa Gβγ activa Acción 1 R → varias G 1 G → varios E varios efectores 33 © 2010 Enrique Castro Efectores: Dianas de proteínas G Efectores: Dianas de proteínas G ↑ PLA2 (AA) ↑ IK ↓ ICa Enrique Castro, 2003 ↑ PLC (IP3/DAG) ↓ G Proteína G ↑ cGMP-PDE t ↓ AC (I,V,VI) © 2010 Enrique Castro AC (I) s G ↑ AC (cAMP) q i ↑ IK ↓ ICa o ↑ PLC (IP3/DAG) 34 Mutiplicidad de proteínas G y efectores Mutiplicidad de proteínas G y efectores 35 © 2010 Enrique Castro D. helicoidal Activación de proteínas G heterotriméricas Activación de proteínas G heterotriméricas D. GTPasa Hélice switch II Unión al efector Enrique Castro, 2003 Motivos WD Unión al efector reclutamiento GRKs AC (adenilil-ciclasa) s © 2010 Enrique Castro 36 Ciclo de las proteínas G: herramientas Ciclo de las proteínas G: herramientas Inhibición permanente GDP GTP Toxina pertussis (ADP-ribosilación G) Gi,Go X Intercambio, receptor GDP GTP disociación + Hidrólisis, GTPasa intrínseca inactivo Pi XToxina colérica activo (ADP-ribosilación G) Activación permanente Gs Análogos GTP no hidrolizables (GTPS, GDPNHP) NAD+ todas G nicotinamida 37 © 2010 Enrique Castro Papeles de las proteínas G Papeles de las proteínas G Amplificación • R → G • G → E Enrique Castro, 2003 Control temporal • Reloj molecular Difusión a otros receptores Ciclos de amplificación Control espacial • Difusión en la membrana Integración • Convergencia / divergencia Modulación • Sitios de regulación • Proteínas RGS • Desesibilización © 2010 Enrique Castro E2 G E1 E3 Difusión a efectores distantes R. exclusivos AR Gs R. promiscuos mAchR s ↑AC ↑cAMP Go ↑ IK Gi i ↓AC Gq q ↑PLC 38 Desensibilización de receptores Desensibilización de receptores Pérdida de respuesta: • Exposición repetida • Alta intensidad • Retroalimentación negativa (seguridad) adaptación ⊗ D. Homóloga: Perdida a si mismo señal señal 2 ⊕ ⊕ receptor ⊗ receptor 2 respuesta respuesta 2 D. Heteróloga: Perdida respuesta a otras señales Mecanismos transductor Inhibidor endosoma Internalización (secuestro) © 2010 Enrique Castro lisosoma Internalización desacoplamiento y degradación (down-regulation) Inactivación del transductor Inhibidor / antagonista 39 Desensibilización heteróloga Desensibilización heteróloga Pérdida de respuesta: adaptación AR ⊗ • Específico de vía (efector final) • Retroalimentación negativa por efector final Enrique Castro, 2003 • Desacoplamiento del Receptor • Inactivación de G? S | S Gs ⊗ R2 s NH2 S-S 1 2 3 AC 4 5 6 i3 7 cAMP X G Fosforilación i3 (S/T) desacoplamiento fosforilación G? PKA COOH PKA (PKC) PKA R Gs © 2010 Enrique Castro ⊗ R1 Gi — R Gs — Gi Cambio de función • Específico de vía 40 Desensibilización homóloga Desensibilización homóloga Vía de acción Pérdida de respuesta: adaptación • Específico de agonista • Desacoplamiento por GRKs • Internalización α β G competencia GRK Unión de ligando Basal, desocupado Exposición de i3 Vía de desensibilización Reclutamiento de GRK GRK i3, (WD) GRK Cambio de función • Específico de vía Bloqueada interacción con G Unión Src arrestina Src MAPKs • Constitutivamente activas • Actividad por disponibilidad de sustrato • Fosforilación C-terminal Fosforilación C-terminal Reclutamiento de arrestina P-C-term. Sitio de unión de arrestina Cambio de señal © 2010 Enrique Castro internalización 41 Desensibilización homóloga: internalización Desensibilización homóloga: internalización Receptor unido a p-arrestina Reclutamiento de clatrina Desfosforilación de p-arrestina Enrique Castro, 2003 arrestina adaptador Inserción en membrana Endocitosis mediada por clatrina resensibilización Receptor internalizado dinamina denudación acidificación reciclaje Vesícula endocítica Desfosforilación del receptor fosfatasa PP2A membrana Liberación del ligando acidificación endosoma degradación Regulación negativa proteasas lisosoma (down-regulation) © 2010 Enrique Castro 42 Vías de 2º mensajeros Vías de 2º mensajeros ➢ Vía Gs-cAMP-PKA ➢ Otros mensajeros Estructura NO y vía cCMP-PKG Clasificación A. Araquidónico, Pgs y LTs Acciones de la PKA Regulación ➢Vía Gq -IP3/Ca2+-PKC/CaMPK PLCβ y fosfoinosítidos DAG y PKC Acciones PKC Homeostasis del Ca2+ Receptores de IP3 y RyR Calmodulina y sus acciones CaMPK: regulación y acciones 43 © 2010 Enrique Castro Niveles de señalización Niveles de señalización Hormona (1er Mensajero) Receptor de Enrique Castro, 2003 membrana Transducción de señal Proteínas G AC GPCR Y-quinasas PLC NO Segundo mensajero cAMP Grb, SHC G pequeñas ras Jak DAG IP3/Ca 2+ IRS MEKKs Interacciones proteína-proteína Src cGMP MEK MEK MEK MAPK p38 SAPK Y-quinasas cross-talk Quinasas efectoras PKA PKC CaMPK PKG S/T-quinasas S/T-quinasas Acciones © 2010 Enrique Castro 44 cAMP como 2º mensajero cAMP como 2º mensajero Complejo H-R-G-E Inicio de la señal ΔGº=-33 KJ/mol PPi 2Pi α AC β AC síntesis Adenilil-Ciclasa ΔGº=+6.7 KJ/mol ATP 3',5'-cAMP PDE fosfodiesterasa ΔGº=-50 KJ/mol Metabolismo otras acciones degradación PKA Terminación de la señal 5'-AMP Acciones 45 © 2010 Enrique Castro Cinética de Segundos Mensajeros Cinética de Segundos Mensajeros Balance síntesis ↔ degradación [cAMP] sintesis Enrique Castro, 2003 degradación Bajo recambio Alto recambio Actividad AC basal baja Actividad AC basal alta [cAMP] [cAMP] 10 µM 10 µM 1 µM 1 µM ↑AC ↓PDE forskolina T. cólera © 2010 Enrique Castro ↑AC ↓PDE ↑AC ↓PDE ↑AC ↓PDE IBMX cafeína teofilina 46 Dianas del cAMP: PKA y otros Dianas del cAMP: PKA y otros • • • • PKA inactivo Heterotetrámero R2C2 4 sitios cAMP, cooperativos S/T-quinasa Bucle Diana RRpS/T inhibitorio 4 cAMP + Kd2<Kd1 Unión cooperativa activo Actividad quinasa Activación cooperativa 100%- proteína sigmoidal -RRpS/T- ≈10 µM 50%- proteína OH Umbral de activación -RRpS/TATP ADP O- Pi Fosforilación de proteínas diana (secuencia específica) [cAMP]i Otras dianas • Canales iónicos activados por cAMP (epitelio olfatorio) • Rap1-GEF (proteínas G pequeñas) 47 © 2010 Enrique Castro Estructura de la holo­PKA Estructura de la holo­PKA Estructura de R Bucle inhibidor pseudosustrato • homodimerización • R-I citosólica / R-II membrana Enrique Castro, 2003 Unión aC Bucle pseudosustrato N C Dimerización R-R -R-R-G-A-I Subunidad catalítica Subunidades reguladoras Unión cAMP Estructura de C • Bilobar con surco R inhibe constitutivamente a C por bloqueo del centro catalítico N Lóbulo catalítico D. quinasa conservado Unión ATP Transferencia Pi Surco de unión C Lóbulo de reconocimiento © 2010 Enrique Castro ATP Secuencia diana Unión de sustrato 48 Dianas de la PKA: efectos del cAMP Dianas de la PKA: efectos del cAMP β ↑ Glucogenolisis Fosforilasa quinasa Complejo H-R-G-E Efectos citosólicos α AC ↑ Lipolisis TG-lipasa cAMP ATP hepatocitos, músculo esquelético adipocitos ↑ Secreción de electrolitos CFTR intestino, bronquios ICa ↑ Fuerza contráctil corazón CREB CBP/p300 Activación transcripcional Translocación nuclear de C AF pC HAT mediator RNApol II © 2010 Enrique Castro 5' TGACGTCA 3' 49 Terminación de la señal: fosfodiesterasas (PDEs) Terminación de la señal: fosfodiesterasas (PDEs) Complejo H-R-G-E Enrique Castro, 2003 5'-AMP α β AC 3',5'-cAMP ATP PPi PDE fosfodiesterasa ΔGº=-50 KJ/mol N D. localización membrana, citosol citoesqueleto D. regulador Inespecíficas cAMP y cGMP Inhibida por xantinas X PDE PDE PDE PDE 1 2 3 10 IBMX, cafeína teofilina (asma) CaM/Ca2+ ↑ (muy abundante) cGMP ↑ cGMP ↓ reguladores cAMP ↓ unión reguladores D. catalítico conservado D. regulador unión PDE1 C © 2010 Enrique Castro Específicas cAMP PDE 4 PDE 7,8 no inhibida IBMX Específicas cGMP PDE 5,9 PDE 6 5 inhibida Sildenafilo Gt ↑ (fotoreceptores) 50 Terminación de la señal: fosfatasas Terminación de la señal: fosfatasas Función esencial: desfosforilación P Prot H2O Estructura Pi CaM • diméricas reguladora N C Auto inhibitorio Unión B A B catalítica Prot glucógeno músculo núcleo soma dendritas • PP2C: monomérica • Específicas Y-P (>30) • por localización (B) M: PNUTS: PR55: PR55: • PP1: dimérica, espectro ≈ PKA • PP2A: trimérica, amplio espectro • PP2B: dimérica, CaM/Ca2+ calcineurina Fam. PPM Fam. PTP Regulación G: Fam. PPP PKA B B PP1 + P PP1 Por proteínas inhibidoras • reguladas por fosforilación A B P PPI PKA PPI P PPI B A 51 © 2010 Enrique Castro Adenilil ciclasa (AC) Adenilil ciclasa (AC) Estructura • Duplicación interna: 2 x (6 TM+ catalitico) • N y C citosólicos 1er clúster TM 2º clúster TM Enrique Castro, 2003 Regulación por ↑ 1,8 ↓ 5,6 s CaMPK-II ↓3 • • • • Regulacion Regulación por CaM/Ca2+ ↑ 4,7 ↓ 1 C1 ATP·Mg i i: ↓ 1,5,6,8 o: ↓ 1 Unión de forskolina 9 isoformas de membrana Gs estimula todas 4 reguladores: s, i, Ca2+ fosforilable © 2010 Enrique Castro Sitio principal de glicosilación C2 PKC ↑ 1-3,7 PKA ↓4 ↓ 5,6 AC = integrador de señales detector de coincidencias 52 Integración en la ruta del cAMP Integración en la ruta del cAMP Estimulantes Adrenalina (AR) DA (D1,D2) 5-HT (5HT1, 5HT2) HA (H-2) PGE Adenosina (A2) glucagón opioides ACTH, CRH FSH, LH, PKC TSH, PTH odorantes gusto Inhibidores ⊖ s ⊕ ⊖ Ca cGMP 3',5'-cAMP ⊖ PDE ⊕⊖ 2+ i ATP 5'-cAMP (amargo,dulce) ⊖ AC noradrenalina ( 2AR) Acetilcolina (mAchR) Adenosina (A1) Dopamina 5-HT opioides Glutamato (mGluR) somatostatina ⊕ ⊕ ⊖ ⊕ Prot P Pi PP Prot ⊖ 53 © 2010 Enrique Castro Vías de 2º mensajeros Vías de 2º mensajeros ➢ Vía Gs-cAMP-PKA Estructura Clasificación Acciones de la PKA ➢ Otros mensajeros NO y vía cCMP-PKG A. Araquidónico, Pgs y LTs Regulación Enrique Castro, 2003 ➢Vía Gq -IP3/Ca2+-PKC/CaMPK PLCβ y fosfoinosítidos DAG y PKC Acciones PKC Homeostasis del Ca2+ Receptores de IP3 y RyR Calmodulina y sus acciones CaMPK: regulación y acciones © 2010 Enrique Castro 54 Señalización por Fosfolipasa C Señalización por Fosfolipasa C Unión de 1er mensajero Ruta • Gq, Go, G • Dos segundos mensajeros noradrenalina ( 1AR) Acetilcolina (mAchR) 5-HT (5HT-1c) HA (H1) ATP (P2Y) Glutamato (mGluR) quininas: BK, AT CRH, TRH, oxitocina extracelular Gq Go (membrana) Doble acción IP3 (membrana) citosol Dos 2º mensajeros Estructura Unión PIP2 • Dominios PH, C2 y catalítico Gq Activadores DAG PLC PIP2 Sustrato lipídico Fosforilación Tyr Ca /CaM 2+ Manos EF Unión PS/Ca2+ PLC N PLC N PLC N Ca PH cat No funcional PIP3 Unión G PH cat PIP3/PIP2/IP3BP PH Ca cat X P Y cat C2 SH2 SH2 SH3 Ca cat C2 C Actividad GAP H cat C2 C C 55 © 2010 Enrique Castro Reciclaje de 2º mensajeros en la ruta PLC Reciclaje de 2º mensajeros en la ruta PLC CDP-DAG Enrique Castro, 2003 PI-4quinasa DAG DAG quinasa PIP-5quinasa quinasa DAG PLC ATP PA ADP CTP Terminación de la señal Ins-P 5-fosfatasa reciclaje Inhibidor Li+ Ins-P Ins-P 1-fosfatasa 4-fosfatasa X X X © 2010 Enrique Castro Ins-3,4-P2 IP3 quinasa inositol-1,4,5trisfosfato Ins-1,4-bisP Ins-P 4-fosfatasa Ins-4-P Ins-3-isP IP3 X Ins-1,3,4,5tetrakisfosfato Ins-1,3,4-P3 56 Efectores en la ruta PLC: DAG/PKC y Ca Efectores en la ruta PLC: DAG/PKC y Ca2+2+/CaMPK /CaMPK Membrana plasmática R DAG G Respuesta celular PKC PLC Acción dual Dos sistemas efectores IP3 [Ca2+]i ≈ 100 nM Ca2+ Respuesta celular CaMPK IP3R Canal de Ca 2+ ⊕ Retículo endoplásmico [Ca2+] ≈ 500 µM 57 © 2010 Enrique Castro Estructura y tipos de PKC Estructura y tipos de PKC Familias de PKC cPKC, convencional Enrique Castro, 2003 C1 C1 C2 Unión unión Ca2+ forbol DAG PS pseudosustrato autoinhibidor nPKC, nueva PS, no Ca2+ aPKC, atípicas © 2010 Enrique Castro unión ATP C3 nPKC, nuevas catalítico C4 α, β, γ PS, DAG, Ca2+ / AA δ, ε, η, θ PS, DAG, ξ, ι, λ, ζ PS, AA, PI3K? 58 Regulación de la PKC Regulación de la PKC Regulación activa •Translocación •Activación membrana Translocación Unión DAG, activación desfosforilación inactiva Fosforilaciones constitutivas PKC en reposo (citosol, citoesqueleto) inactiva PKC quinasa autofosforilación coloca autohibidor N-pseudosustrato alinea D. catalítico 59 © 2010 Enrique Castro Acciones de la PKC Acciones de la PKC α β Canales iónicos transportadores DAG ↑↓ corrientes sinápticas neuronas GSK3 ↓ ↓ Glucogeno-síntesis Hepatocitos, músculo Glucógeno-sintasa -quinasa Ca Enrique Castro, 20032+ Calponina PKC músculo liso atípicas GLUT raf1 IKK ↑ captura de glucosa intestino, músculo MAPK I B pp90rsk Tranlocación nuclear Degradación I B ↑ contracción pp90rsk PKC TF Regulación expresión génica NF-IB ↑ resp. inmune linfocitos IL-2 COX-2 NOS-2 Genes pro-inflamatorios © 2010 Enrique Castro SRF P SRF MAPK P P Elk-1 (TCF) Fos Jun Genes de respuesta temprana mitogénesis 60 Producción sostenida de DAG Producción sostenida de DAG metabolismo fosforil-colina Colina + Pi PC-PLC PI-PLC PIP2 •<0.1% PL •memb. Plasmática DAG IP3 Pi PI-PLC PKC, Tyr-quinasas PC-PLC PLD PA DAG ►Localización • plasmalema • RE • núcleo [señal] ►Isoforma 0 0 s cPKC PKC, inducción •20-50% PL •memb. Plasmática •memb. RE •otras memb. PLD ⊕ PA Recambio temporal IP3 PC colina PAPH ⊕ m PKC • Ca2++ DAG → cPKC • DAG → nPKC h tiempo DAG nPKC 61 © 2010 Enrique Castro Homeostasis intracelular del Ca2+ Homeostasis intracelular del Ca2+ SMOCs ROCCs GPCR Ca2+ VOCCs entrada por membrana plamática PLC Enrique Castro, 2003 Ca2+ Ca2+ Retículo endoplásmico Ca 0.5 mM Ca 2+ Ca Ca2+ Ca2+ liberación de reservorios intracelulares parvalbúmina IP3R 2+ Mecanismos de subida de [Ca2+]i Tampones Ca2+calbindina, IP3 SERCA 1-2 mM Ca2+ 2+ acciones 100 nM cADPR Ca2+ RyR SERCA Ca2+ Ca2+ Ca2+ uniportador Ca2+ mitocondrial Ca2+ Ca2+ Na+ Intercambiador Na+/Ca2+ © 2010 Enrique Castro Ca Mecanismos de bajada de [Ca2+]i 2+ PMCA 62 Tipos de señales de Ca Tipos de señales de Ca2+2+ 63 © 2010 Enrique Castro Señales de Ca Señales de Ca2+2+: IP : IP33, RyR y CICR , RyR y CICR Ca2+ Enrique Castro, 2003 IP3 Ca2+ baja afinidad alta afinidad (sat. a [Ca2+]r) inhibitorio cADPR baja afinidad alta afinidad (saturado en reposo) Moduladores múltiples IP3R controlado por IP3 RyR controlado por Ca2+ ➢CICR ● ● ● amplificación extensión oscilaciones © 2010 Enrique Castro 64 Estructura de la Calmodulina Estructura de la Calmodulina Bisagra (x2) Mano EF Hélice E N 4 repeticiones C apo-Calmodulina Ca2+-Calmodulina Ca2+ Sitio de unión de Ca2+ N Hélice F Met expuestas Bolsillos hidrófobos, Met ocultas Sitio de unión de Ca 2+ N D Kd 0.5-1 µM región bisagra 4 Ca2+ carbonilo Unión cooperativa E Met expuestas parcialmente expuesto C H2 O N Ca2+ C D nuevos sitios de unión por “parches” hidrófóbicos © 2010 Enrique Castro 65 Dianas de calmodulina: baah Dianas de calmodulina: baah Motivos de unión a calmodulina H R • Baah: basic amphipatic alpha helix A Cara básica K T W Motivo baah Enrique Castro, 2003 Cara hidrófóbica (unión a calmodulina) CaMPK-I Baah de espectrina V T A S V M L F Unión de calmodulina a baah • Interacciones hidrofóbicas bisagra MLCK Ca2+-calmodulina, conformación extendida © 2010 Enrique Castro Zona hidrofóbica péptido MLCK (diana) 66 Dianas y acciones del Ca Dianas y acciones del Ca2+2+ citosólico citosólico Integración sináptica neuronas Exocitosis, liberación NT neuronas ↑ Homeostasis del Ca2+ Modulación cAMP ↑ NO/cGMP Canales iónicos IK Sinaptotagmina S100 Acciones directas Proliferación celular Cáncer y metástasis ↑ Contracción músculo estriado MLCK ↑ ↑ Contracción músculo liso Fosforilasa↑ quinasa ↑ glucogenolisis músculo Calcineurina ↑ ↑ Respuesta inmune linfocitos TnC Ca2+ ↑ Ca-ATPasa ↓ IP3R CaM Acciones mediadas por CaM AC PDE ↑ NOS fosfatasa ↑ MAPK ↑ Pyk2 Interacciones con otras rutas Proteína-quinasas dependientes de CaM CaMPK-II citosólica nuclear CaMPK-IV Aprendizaje y memoria (neuronas) motilidad celular (fibroblastos, macrófagos) proliferación/apoptosis 67 © 2010 Enrique Castro Acciones nucleares del Ca Acciones nucleares del Ca2+2+: expresión génica : expresión génica citosol inmunosupresores Enrique Castro, 2003 © 2010 Enrique Castro Ca2+ CaM CaMPK-II 68 Vías de 2º mensajeros Vías de 2º mensajeros ➢ ➢ Otros mensajeros Vía Gs-cAMP-PKA Estructura NO y vía cCMP-PKG Clasificación A. Araquidónico, Pgs y LTs Acciones de la PKA Regulación ➢ Vía Gq -IP3/Ca2+-PKC/CaMPK PLCβ y fosfoinosítidos DAG y PKC Acciones PKC Homeostasis del Ca2+ Receptores de IP3 y RyR Calmodulina y sus acciones CaMPK: regulación y acciones 69 © 2010 Enrique Castro NO: Acción paracrina NO: Acción paracrina Ach (mAchR) BK SP Enrique Castro, 2003 endotelio músculo liso vascular NO: mensajero intercelular (transitorio, local) dianas: GC → cGMP nitrosilación de proteínas (Hb, NF- B) © 2010 Enrique Castro 70 La ruta cGMP / PKG La ruta cGMP / PKG Guanilato ciclasa GC membrana GC soluble hemo GTP cGMP cGMP ↑ PKG-II NO GMP cGMP cGMP PDE (membrana) cGMP fosfolambano Guanilato ciclasa Localización (I: acetil, II: miristoil) Leu zip D. dimerización cGMP cGMP B. pseudosustrato PKG-I cG2 unión cGMP Cooperativa sigmoidal © 2010 Enrique Castro C Thr-P D. catalítico ↑ Relajación músculo liso IP3R cGMP cGMP PLC? (citosol) NLS(I) cG1 N Secreción de fluidos intestino, bronquios Activación plaquetaria TF Expresión génica núcleo 71 Comunicación intercelular: vías de Tyr­quinasas Comunicación intercelular: vías de Tyr­quinasas ➢Mecanismos generales Tipos de Tyr-quinasas Receptores y transfosforilación Enrique Castro, 2003 Proteínas adaptadoras: dominiós de interacción P-P Proteínas G pequeñas ➢Receptores RTK Estructura de hormonas y receptores Mecanismos de activación ➢La ruta de PI3K y relacionadas PI3K y PIPn de membrana Activación y efectos de PKB Mecanismos de acción de la insulina Otras enzimas reclutadas por RTK ➢Receptores de citoquinas Tipos de receptores Tyr-Quinasas solubles ➢Las rutas de MAPKs Tipos y mecanismos generales La ruta ras-raf-erk. Papel de ras. Regulaciones en la ruta raf-ras-erk Efectores y acciones de las MAPKs Otras rutas de MAPKs © 2010 Enrique Castro 72 Niveles de señalización Niveles de señalización Hormona (1 Mensajero) er Receptor de membrana Transducción de señal Proteínas G AC GPCR Jak PLC NO Segundo mensajero cAMP Y-quinasas Grb, SHC G pequeñas ras Interacciones proteína-proteína IRS Src MEKKs DAG IP3/Ca2+ cGMP MEK MEK MEK MAPK p38 SAPK Y-quinasas cross-talk Quinasas efectoras PKA PKC CaMPK PKG S/T-quinasas S/T-quinasas Acciones 73 © 2010 Enrique Castro Señalización por fosforilación en Tyr Señalización por fosforilación en Tyr ➢ Fosforilación en Tyr es rara • Abundancia de proteínas fosfo-Y ~1% respecto a fosfo-Ser/Thr ➢ Mediada por Tyr-quinasas y Tyr-fosfatasas Enrique Castro, 2003 • Balance de actividades Fosforilación de proteínas en Tyr es un mecanismo primario de transducción de señales quinasa fosfatasa ➢ Múltiples y diversas acciones fisiológicas • • • • Regulación Regulación Regulación Regulación de de de de enzimas citosólicas citoesquelo tráfico de vesículas la expresión génica Proliferación celular Apoptosis Diferenciación celular Respuesta inmune © 2010 Enrique Castro Cáncer 74 Mensajeros y señalización Tyr­quinasas Mensajeros y señalización Tyr­quinasas Mitógenos Factores de supervivencia (factores de crecimiento) (factores de crecimiento) EGF FGF PDGF Insulina IGFs vía PLC ● Tyr-proteína-quinasas y fosfoproteínas [Ca2+]i Vía Rho/Rac ● Reorganización citoesqueleto ● Síntesis de proteínas ● Expresión génica Vía PI3K Crecimiento celular Síntesis DNA División celular Proliferación Diferenciación vía MAPKs Citoquinas R. de antígenos IL-2,3,4,5,6 F. Hematopoyéticos GH, PRL, Lep TCR BCR 75 © 2010 Enrique Castro Mecanismos GF/ras/MAPKs: proliferación Mecanismos GF/ras/MAPKs: proliferación Hormona (1 Mensajero) EGF FGF PDGF er Factores de crecimiento Receptor de Enrique Castro, 2003 membrana Transducción de señal Grb2 Sos ras raf Cascada MAPKS Quinasas efectoras MEK ERKs Síntesis nucleótidos/DNA Factores de transcripción (respuesta temprana) © 2010 Enrique Castro Proliferación Diferenciación celular 76 Transducción de señales por RTK Transducción de señales por RTK 1. Transfosforilación RTK • Inducido por ligando extracelular PLC SH2 P- Y • Unión D. SH2/SH3 etc. • Asociación con proteínas G pequeñas Y -P SH2 PI3K 5. Activación otras rutas 2. Reclutamiento de adaptadores G • Interruptor molecular • Activación de quinasas iniciadoras MAPKKK • Múltiples acciones MAPKK 4. Cascada 3 quinasas • Fosforilación secuencial • Activación quinasas efectoras (MAPKs) Andamiajes moleculares • Reclutamiento/Localización • Regulación 3. Activación G pequeña MAPK 77 © 2010 Enrique Castro Activación de proteína G ras Activación de proteína G ras N P P Anclaje a membrana P Grb2 Sos SH3 PH GAP C p130 GAP • Reguladora (terminación) • RasGAP (reclutable, fosforilable) Pi ras P SH2 actividad GAP Enrique Castro, 2003 SH3 GAP ras GTP GDP GTP efector de ras: raf • Ser/Thr quinasa • Activación cascada MAPKs GDP raf actividad GEF de sos • Intercambio GDP/GTP • Activación de ras Ras controla: • Duración • Amplificación • Localización © 2010 Enrique Castro MEK Cascada MAPKs ERKs 78 La cascada MAPK de ERK La cascada MAPK de ERK Módulo MAPK • Cascada 3 quinasas sucesivas • Fosforilación múltiple • Fosforilación dual: S/T - Y Estequiometría 1:1 no amplificación cinética “interruptor” Inductor MAPKKK Activación compleja Muy regulada ras GTP proteína G pequeña ras GTP raf quinasa S/T ATP P Activación secuencial en complejo multiproteico P raf ADP raf P MAPKK S-xxxx-S/T S-xxxx-S/T MEK MEK DSK: doble especificidad fosforila S/T y también Y MAPK ATP MP1 MEK ERKs ADP P P T-E-Y T-E-Y ERK ERK Bucle de activación (AL) quinasa S/T P ATP ADP Fosforilación proteínas diana © 2010 Enrique Castro Acciones de las ERK 79 Mecanismos IR/PI3K/PKB: crecimiento Mecanismos IR/PI3K/PKB: crecimiento Hormona (1 Mensajero) Insulina IGF er Receptor de Enrique Castro, 2003 membrana Transducción de señal Segundo mensajero Cascada MAPKS Quinasas efectoras SHC IRS PI3K 3'-PIP3 rho PLD raf DAG PDK PKB PKC Crecimiento celular Supervivencia/antiapoptosis Efectos metabólicos (GLUT, GSK) © 2010 Enrique Castro 80 La ruta Insulina/PI3K/PKB La ruta Insulina/PI3K/PKB Basal Complejo de señalización 1. Reclutamiento adaptadores 3. Síntesis mediador lipídico 2. Reclutamiento efector primario: PI3K • Acciones Reclutamiento de Q. efectora 4. Translocación de PKB 5. Activación de PKB 81 © 2010 Enrique Castro El complejo de señalización de InsR El complejo de señalización de InsR Enrique Castro, 2003 PI(4,5)P2 PH -pY PI3K -pY SHC pYGrb2 pY Acción mitogénica (pobre) © 2010 Enrique Castro Grb2 pYras SHP2 pY- Acciones principales Metabólicas Supervivencia Crecimiento Otros adaptadores Gab1-SHP2 Cbl/APS/Crk Acciones en membrana 82 Vías de acción de Insulina Vías de acción de Insulina ● Bloqueado por wortmanina activación Rho/rac (membrane ruffling) translocación GluT Activación PKB (todo lo demás) ● insulina ● InsR rho/rac Membrane ruffling ras P Proliferación Translocación GluT Insensible a wortmanina activación PDH Parcialmente sensible activación ras/MAPKs proliferación PKB ?? rab Expresión génica Supervivencia ciclo celular Supervivencia antiapoptosis Síntesis de proteínas Crecimiento celular Efectos metabólicos © 2010 Enrique Castro 83 mTOR y crecimiento celular mTOR y crecimiento celular PKB rheb Enrique Castro, 2003 Regulación actividad PDK2 P Actividad TSC1 GAP GTP TSC2 estimulación raptor/rictor: Especificidad de sustratos mTOR GL raptor GL rictor actividad quinasa p70 S6K Otras acciones mTOR PP P 4E-BP P P 4E-BP eEF2-K eIF-4E X eEF2 Desfosfo-eEF2 activo elongación de proteínas © 2010 Enrique Castro P P P rpS6 Subunidad 40S Traducción 5'TOP mRNAs Biogénesis de ribosomas eIF-4E eIF-4A PAB eIF-4A eIF-4E P Mnk1 mRNA ERKs Complejo de iniciación (eIF3/mRNA) Ensamblaje de ribosoma funcional Traducción de 5'cap-mRNAs (genes estructurales: proteínas ) 84 InsR/PKB : supervivencia InsR/PKB : supervivencia PKB 14-3-3 P p53 FoxO P P 14-3-3 X X Fas-L Bim X IKK P X P CREB CREB P P BAD Bcl-2 BAD CRE p50 p65 IB Bcl-xL IAPs p50 p65 Bax Genes anti-apoptóticos B tBid Cit C P Caspasa 9 Bad (proapoptótico) FoxO (FasL, Bim, proapoptóticos) p53 (proapoptóticos) Apoptosis CREB (Bcl-2, antiapoptótico) NF- B (Bcl-xL, IAPs, antiapoptótico) 85 © 2010 Enrique Castro Efectos metabólicos de InsR Efectos metabólicos de InsR glucosa Trasporte Glu glucosa Translocación GluT4 Enrique Castro, 2003 Captura de glucosa HK/GK rab PKB G6P G6PDH PFK-2 Utilización de glucosa G6P inducción enzimas glucolíticas Citrato Acetil-coA © 2010 Enrique Castro PP1 Glucógeno fosforilasa GSK3 PKB ATP:citrato liasa Acetil-coA Citrato acetil-coA OAA carboxilasa Pyr -oxidación FFA PKB Síntesis de glucógeno GS 6PGA Pyr ??? GSK3 malonil-coA FFA sintetasa FFA PDE3 cAMP OAA Síntesis de TAG triglicéridos (grasa) TG Lipasa 86
