Tema 11 - Proteínas G PDF

Preview

Summary

Download Tema 11 - Proteínas G PDF

Description

FISIOLOGÍA GENERAL

TEMA 11 – PROTEÍNAS G Además de los receptores celulares, existen unas proteínas que habitualmente se encuentran asociadas a las vías de señalización celular en respuesta a una señal externa. Se clasifican en tres grandes grupos: Proteínas G: Grupo de proteínas que une/hidroliza GTP y actúan como interruptores de la comunicación intracelular. Proteínas quinasas: Segundos mensajeros disparados por la unión de un ligando a sus receptores. Generalmente dependen de la actuación previa de las proteínas G. Proteínas adaptadoras: Necesarias para que las vías de señalización se mantengan unidas.

SEÑALIZACIÓN A TRAVÉS DE RECEPTORES DE SUPERFICIE CELULAR ASOCIADOS A PROTEÍNAS G Constituyen la mayor familia de receptores de la superficie celular y median la mayoría de respuestas celulares. Se han descrito más de 100 miembros de esta familia Una molécula señal puede activar muchos miembros diferentes. A pesar de la diversidad química y funcional estos receptores tienen una estructura similar  Una cadena polipeptídica que atraviesa 7 veces la membrana. Hay dos tipos de proteínas G 1. PG monoméricas que se encargan de la transmisión de señales intracelulares y regulan el tráfico de vesículas, etc. 2. PG triméricas: Compuesta por 3 cadenas polipeptídicas (α, β, γ)  Subunidad α se une/hidroliza GTP, activando la adenil cicla sa  Subunidad βγ (complejo) anclado a la cara citoplasmática de la MP Ambas son proteínas con actividad GTPasa y actúan como interruptores moleculares que saltan entre dos estados: (1) activo cuando están unidas a GTP y (2) inactivo cuando están unidas al GDP. La mayoría de receptores acoplados a las proteínas G activan una cadena de acontecimientos que modifican la concentración de las moléculas señal intracelulares (segundos mensajeros) que a su vez, estas transmiten la señal alterando el comportamiento de determinadas proteínas en la célula. Ejemplos de segundos mensajeros: AMPc y Ca 2+. PROTEÍNAS G TRIMÉRICAS Receptores que modifican los niveles intracelulares de AMPc modulando la adenil ciclasa a través de una proteína G estimuladora (Gs) El AMPc es un mediador intracelular de la acción hormonal y para que actúe su concentración debe variar, aumentando o disminuyendo.

Sabemos que la proteína G fluctúa entre dos conformaciones: Inactiva forma de trímero unida a una molécula de GDP a la αs. Activa por la unión de un ligando une una GTP al αs. Se cree que cuando se activa la proteína G, la subunidad αs se separa del complejo βγ permitiendo que la αs active la adenil ciclasa y esta a su vez active la producción de AMPc. Sin embargo, las células son capaces de responder rápidamente a estos cambios debido a que la vida media de αs es corta. La actividad GTPasa se estimula cuando la adenil ciclasa se une al αs, de forma que el GTP se hidroliza a GDP inactivando la proteína G.

Receptores que disminuyen los niveles de AMPc inhibiendo la adenil ciclasa a través de una proteína G inhibidora (Gi) Una misma molécula señal puede incrementar o disminuir la concentración intracelular del AMPc en función del tipo de receptor al que se una. Por ejemplo, en el caso de la adrenalina esta se puede unir - A un receptor β-adrenérgico que activa la adenil ciclasa - A un receptor α-adrenérgicos que inhiben la adenil ciclasa. Esta diferencia se debe a que los receptores α-adrenérgicos se unen a una proteína Gi (inhibidora) mientras que los β-adrenérgicos se unen a Gs (estimuladora). La diferencia entre estas es que el Gi presenta una subunidad αi. Se cree que tanto la α como el complejo βγ contribuyen en la inhibición de la adenil ciclasa. αi la inhibe de forma directa βγ inhibe la síntesis del AMPc de dos maneras. (1) directamente uniéndose a la ciclasa y (2) indirectamente uniéndose a algunas subunidades α. Existen toxinas que provocan la pérdida de este efecto, la toxina pertúsica. Esta impide la interacción de los complejos Gi con los receptores, y por tanto permanece unido a GDP perdiendo la capacidad de inhibir a la adenil ciclasa.

Algunas proteínas G triméricas regulan directamente canales iónicos Las proteínas G activan o inactivan directamente canales iónicos, alterando así su permeabilidad iónica., y por tanto, la excitabilidad de la membrana. Por ejemplo, los receptores muscarínicos de la acetilcolina activan la proteína Gi. Una vez activada la subunidad αi se inhibe la adenil ciclasa y se abre directamente los canales de K+ de la membrana plasmática del músculo, produciendo una menor despolarización y disminuyendo su excitabilidad.

PROTEÍNAS G MONOMÉTICAS Proteínas Ras - Proteínas RHO y RAC: Transmisión de señales desde receptores de la superficie celular al citoesqueleto de actina - Familia RAB: Regulación del tráfico del transporte intracelular. Las proteínas Ras participan en la transmisión de señales desde receptores tirosina quinasa hasta el núcleo, estimulando la proliferación o la diferenciación celular. Se distinguen dos estados de las mismas: (1) activo cuando unen GTP y (2) inactivo cuando unen GDP. La s proteínas Ras hidrolizan el GTP más lentamente y por tanto, permanece más tiempo activo. Sin embargo, en la célula hay unos mecanismos que regulan la actividad de Ras (proteínas activadoras GTPasa y nucleótidos de guanina).

EL Ca2+ Y LOS FOSFOLÍPIDOS DE INOSITOL 1. Estudiado en las células nerviosas, en las cuales un estímulo produce una despolarización de la membrana plasmática que provoca la apertura de canales de Ca 2+ y por tanto, la entrada de este en el terminal nervioso. Esto produce la secreción del neurotransmisor.

2. La unión de moléculas señal extracelulares a los receptores de la superficie celular provoca la liberación de Ca 2+ del RE. Estos acontecimientos además de estar acoplados a la apertura de los canales de Ca 2+ también interviene otra molécula, IP3. Proceso de señalización de PI activados por la fosfolipasa C Cuando una molécula señal se une a un receptor unido a una proteína G (Gq) se activa la fosfolipasa C que degrada la PIP2 generando dos productos: IP3 y diacilglicerol. En este punto, el proceso se bifurca. El IP3 difunde rápidamente por todo el citosol donde va a liberar Ca 2+ del RE uniéndose a canales liberadores de Ca 2+ sensibles a IP3. Estos canales son similares a los canales de Ca 2+ del retículo sarcoplásmico que desencadenan el proceso de contracción muscular. Para finalizar, el IP3 es rápidamente desfosforilado y el Ca 2+ que entra en el citosol es rápidamente bombeado hacia el exterior....