Comunicación Intercelular Notas

COMUNICACIÓN INTERCELULAR
GTP-binding proteins=GTPases
 Proteínas que tienen la capacidad de interaccionar con GTP
 Dependiendo de la conformación en la que se encuentren
presentaran diferente afinidad a GDP o GTP.
 En la medida que se remuevan o añadan grupos fosfatos se
regularan diferentes procesos celulares; donde en presencia de
GTP se presenta un estado de activación y en presencia de
GDP se presenta un estado de desactivación del proceso
celular.
 Es importante recordar que el que GDP o GTP estén
enlazados a una GTPasa en específico depende de otras
proteínas reguladoras como GAP y GEF.
Fig1: Estructura de GTP y GDP.
 El tipo de GTPasa presente en los mecanismos relacionados a
llevar un mensaje que se ha producido en el exterior de la
célula al interior para que se produzca una respuesta es una
compuesta de tres sub-unidades conocidas como GTPasas
trimericas.
Requerimientos y componentes básicos para que se ocurra la
transducción de un mensaje en el exterior de la célula al
interior para producir una respuesta intra o extra celular.
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Ligando
Receptor
G-Protein
Rutas principales que envuelven mensajeros secundarios
o c-AMP
o PI
LIGANDOS
Pueden ser:
 Compuestos sensitivos a la luz
 Hormonas
 Feromonas
 Neurotransmisores
 Su tamaño varia y puede ser desde pequeñas moléculas,
péptidos o proteínas de gran tamaño.
RECEPTORES
 Existen 6 Clases y están clasificados en base a su función y
estructura
 Class A (or 1) (Rhodopsin-like)
 Class B (or 2) (Secretin receptor family)
 Class C (or 3) (Metabotropic glutamate/pheromone)
 Class D (or 4) (Fungal mating pheromone receptors)
 Class E (or 5) (Cyclic AMP receptors)
 Class F (or 6) (Frizzled/Smoothened)
 Son proteinas Integrales
 Poseen 7 helices transmebranales
 Sufre un cambio conformacional cuando un ligando se enlaza
 El primer receptor a cual se le descubrió su estructura fue
o Rhodopsin (Fig. 2)
 El primer receptor humano en resolverse la estructura fue
o B2- Adrenérgico
o Algunas de las funciones envuelven:
 Responder a la presencia de la hormona epinefrina
la cual a su vez es sintetizada por las glándulas
adrenales y promueve:
 Aumento en presión
 Glicógenolisis
 Liberación de glucosa del hígado entre otras
o β2 es encontrado en músculos esqueletales y lisos y en
el hígado promoviendo también bronco-dilatación y
vasodilatación.
Fig. 2: Fig 2: Presenta las 3 subunidades que componen una
Proteína G y el receptor al cual esta acoplada (rhodopsin).
PROTEINA G
 Se activa cuando un receptor en la membrana sufre un
cambio en su estructura
 Compuesta de 3 sub-unidades (Fig.2)
 En su estado de desactivación, el cual es en el que se
encuentra principalmente, tiene enlazado en la unidad α a
GDP (Fig. 1)
 NO siempre están enlazadas al receptor al cual están
acopladas
 Su función es análoga a la de GEF promoviendo que la
subunidad α libere GDP y lo intercambie por GTP
 La subunidad α es una GTPasa y una vez hidroliza su
enlaze GTP a GDP se inactiva, por lo tanto el tiempo de
activación esta relacionado a este evento.
 Para que la subunidad α y el complejo   actúen sobre un
targget no necesariamente tienen que separarse.
 Si la subunidad α se enlaza a un regulador de las señales
de las proteínas G (RGP) este actuará como un análogo de
GAP.
RUTAS PARA LA TRANSDUCCIÓN DE SENALES
 Ruta de AMP ciclico (cAMP)
Fig. 3: Ruta de señales intracelulares que envuelve al mensajero
secundario cAMP
 Un mensajero primario (epinefrina) se enlaza al
receptor.
 Este sufre un cambio conformacional que promueve
que GDP sea remplazado por GTP en la Proteina G
 La Proteína G activada provoca que el efector
adenylyl cyclase (glucoproteina transmembranal)
sufra un cambio es su conformación que expone el
sitio de enlace de ATP. Dejando este susceptible a
la catalización de ATP a cAMP (mensajero
secundario).
Fig. 4: Transformación de ATP al mensajero secuandario (cAMP)
hasta su forma 5-AMP degradado por la enzima fosfodiesterasa.
 cAMP actua como un activador alostérico de
proteínas kinasas A (PKA).
 PKA activada actúa como un regulador del
metabolismo celular fosforilando enzimas envueltas
en las rutas metabólicas. También puede actuar en
la regulación de genes específicos, secreciones
celulares, permeabilidad de membrana y control de
canales iónicos.
 cAMP fosfodiesterasa es una enzima que puede
degradar cAMP a 5’AMP, lo cual terminaría con la
señal amplificada. (Fig. 4)
 Ruta de Phosphatidylinositol
 Comienza del mismo modo que el de cAMP pero
desde el efector en adelante es diferente ya que en
esta ruta una fosfolipasa C (PLA C) es el efector.
 Este esta localizado en membrana plasmatica
 PLA C hidroliza en la membrana a PI(4,5)P2
 PI(4,5)P2 forma dos mensajeros secundarios
 I(1,4,5)P3
o Se enlaza con el receptor en la
membrana del ER liso y de la
mitocondria.
o Ayuda a abrir los canales de Ca+2
 DAG
o Ayuda a activar proteína kinasa C
(PKC), la cual fosforila una gran
variedad de proteínas cambiando de
esta manera su actividad catalítica
 VER ANIMACIÓN:
 http://entochem.tamu.edu/G-Protein/index.html