UNIVERSIDADE ESTADUAL DA BAHIA - UNEB DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA VIDA DCV CCS006 - BIOLOGIA CELULAR. Sinalização Celular SALVADOR - BA 2016

Transcrição

1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DA BAHIA - UNEB DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA VIDA DCV CCS006 - BIOLOGIA CELULAR Sinalização Celular PROFª POLYANNA CARÔZO DE OLIVEIRA SALVADOR - BA 2016

2 Introdução Evolução da multicelularidade Importância das vias de sinalização celular 1. Uma molécula sinalizadora se liga a um receptor 2. Ativação da cadeia de sinalização 3. Uma ou mais proteínas sinalizadoras interagem com proteína alvo 4. Alteração da proteína alvo - efeito

3 Introdução Mecanismo de ação de moléculas sinalizadoras e receptoras

4 Tipos de sinalização 1. Dependente de contato 2. Endócrina 3. Parácrina 4. Sináptica 5. Autócrina

5 Tipos de sinalização 1. Dependente de contato Importância: Especialização celular durante a embriogênese e resposta imune Ex: Fator de crescimento epidérmico (EGF)

6 Tipos de sinalização 2. Endócrina A comunicação envolve a transmissão do sinal por todo o corpo pela secreção na corrente sanguínea de HORMÔNIOS

7 Tipos de sinalização 3. Parácrina Atuam como mediadores locais sobre as células próximas. Ex: fatores de crescimento, citocinas, interleucinas, eicosanóides e neurotransmissores, óxido nítrico

8 Tipos de sinalização 4. Sináptica ou neuronal A secreção de um sinal químico que atua como neurotransmissor Importância: propagação do impulso nervoso

9 Tipos de sinalização 5. Autócrina A própria célula responde ao sinal emitido por ela Importância: mecanismo de células cancerosas para estimular sua sobrevivência e proliferação, fatores de crescimento

10 Respostas possíveis Ausência de sinais

11 Tipos de Moléculas Sinalizadoras Hormônios esteroides: cortisol, os hormônios sexuais esteroides, vitamina D, hormônio da tireóide Natureza lipídica, hidrofóbicos, necessitam de proteínas para a circulação no sangue.

12 Tipos de Moléculas Sinalizadoras Hormônios peptídeos: Insulina, glucagon, Hormônio do crescimento Natureza proteica, hidrofílicos Glucagon Insulina

13 Tipos de Moléculas Sinalizadoras Neurotransmissores

14 Tipos de Moléculas Sinalizadoras Fatores de crescimento Natureza proteica, hidrofílicos

15 Tipos de receptores 1. Extracelulares ou de superfície Moléc. sinal Grande ou Hidrofílica Resposta rápida Mudanças no movimento Secreção celular Contração muscular 2. Intracelulares ou nucleares Moléc. sinal Hidrofóbica Resposta lenta necessitam da produção de novas proteínas Aumento do crescimento Divisão celular

16 Tipos de receptores Extracelular Intracelular

17 Receptores intracelulares Exemplo: Hormônios esteróides Atuam como reguladores gênicos CORTISOL Produção: Glândulas supra-renais Efeitos: Catabolismo de biomoléculas, produção de energia, processos anti-inflamatórios Momento metabólico: jejum, stresse, inflamação

18 Receptores intracelulares Exemplo: Hormônios esteróides Atuam como reguladores gênicos

19 Receptores intracelulares Exemplo: Óxido nítrico gás dissolvido lipossolúvel - ação direta sobre enzimas relaxamento da musculatura lisa Receptor: guanilinil-ciclase Resposta: produção de GMP-cíclico (degradada por Fosfodiesterase)

20 Receptores extracelulares Receptores associados a: Canais iônicos Ex: sinalização sináptica Proteína G Ex: regulação da atividade de outras proteínas Enzimas Ex: proteína tirosina-cinase

21 Receptores extracelulares Receptores associados a Canais iônicos Exemplo: Células excitáveis células musculares e no sistema nervoso

22 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Maior família de receptores de superfície Encontrados em todos os eucariotos Atuam indiretamente na regulação de uma proteína alvo ligada a membrana plasmática Exemplos: rodopsina (a proteína fotorreceptora ativada pela luz no olho dos vertebrados) receptores olfatórios (de odor) nas fossas nasais dos vertebrados receptores que participam dos rituais de acasalamento das leveduras unicelulares

23 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Estrutura dos receptores Superfamília de proteínas receptoras transmembrana de sete passagens

24 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Estrutura das proteínas G Proteína trimérica de ligação a GDP (proteína G) intracelular

25 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Função das proteínas G Interruptor proteico Estado ativado Ligado ao GTP Estado inativo Ligado ao GDP

26 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Mecanismo de ação Molécula Sinal se liga ao Receptor de membrana A proteína G ligada ao receptor se liga ao GTP e se separa do complexo proteico A proteína G + GTP se ligam a uma enzima efetora A enzima ativada gera um segundo mensageiro que afeta outros alvos

27 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Mecanismo de ação

28 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Mecanismo de ação

29 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G ALGUMAS PROTEÍNAS G REGULAM CANAIS IÔNICOS Ex: Membrana plasmática de uma célula muscular cardíaca

30 Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G ALGUMAS PROTEÍNAS G ATIVAM ENZIMAS QUE SINTETIZAM SEGUNDOS MENSAGEIROS Adenilato ciclase Síntese do AMP cíclico Fosfolipase C Síntese trifosfato de inositol e diacilglicerol

31 ENZIMA: ADENILATO-CICLASE SINTETIZA: AMP cíclico QUE ATIVA: PROTEÍNAS CINASES DEPENDENTES DE AMP CÍCLICO (PKA) Atua rapidamente em várias partes da célula Ativação de enzimas e genes Ex: Degradação de glicogênio pelo sinalização de adrenalina (situação de stress) ou glucagon

32 ENZIMA: ADENILATO-CICLASE SINTETIZA: AMP cíclico QUE ATIVA: PROTEÍNAS CINASES DEPENDENTES DE AMP CÍCLICO (PKA) Ativação de enzimas e genes Ex: Degradação de glicogênio pelo sinalização de adrenalina (situação de stress) ou glucagon

33

34 ENZIMA: FOSFOLIPASE C SINTETIZA: Trifosfato de inositol e diacilglicerol FUNÇÃO: Liberação de Ca ++ do retículo endoplasmático para atuar na PKC FUNÇÃO: Síntese de moléculassinal lipídicas e ativação de PKC

35 ENZIMA: FOSFOLIPASE C SINTETIZA: Trifosfato de inositol e diacilglicerol FUNÇÃO: Liberação de Ca ++ do retículo endoplasmático para atuar na PKC FUNÇÃO: Síntese de moléculassinal lipídicas e ativação de PKC

36 FUNÇÕES BIOLÓGICAS DO Ca ++ : - Início do desenvolvimento embrionário - Contração muscular - Secreção celular neurotransmissores Proteína-cinases dependentes de Ca 2+ /calmodulina (CaM-cinases)

37

38 Receptores extracelulares Proteínas transmembrana Ligada na parte citosólica à enzimas ( e não à Proteína G) Fatores de crescimento (moléculas-sinal) que promovem o crescimento, proliferação, diferenciação, sobrevivência e migração celular.

39 Receptores extracelulares Receptores tirosina-cinase 1 segmento transmembrana Domínio tirosina-cinase inativo (não fosforilado) Domínio tirosina-cinase ativ (fosforilado)

40 Receptores extracelulares Etapas 1. Interação com ligante 2. Dimerização do receptor induzida pelo ligante 3. Autofosforilação 4. Ligação proteínas intracelulares 5. Cascata de sinalização

41 Receptores extracelulares Via das Ras, Raf e MAP quinases: Ras - pertencente a superfamília das GTPases monoméricas (~proteína G) - auxilia na transmissão de sinais da superfície celular para outras partes da célula. - inibição da Ras proliferação e diferenciação celular não ocorrem. - responsável por 30% dos tumores em humanos.

42 Receptores extracelulares Via das Ras, Raf e MAP quinases: Ras ativada Fosforilações de serina e treoninas duração mais longa que as fosforilações de tirosinas. Raf (MAP quinase- quinase- quinase) ativada pela Ras ativa. MEK (MAP quinase- quinase) fosforilação de treonina e tirosina. MAP quinase Proteíno-quinase ativada por mitógeno transmite o sinal para fosforilação de outras proteínas. MAP Proteína ativadora de mitógeno

43

44 Sinalização da Insulina

45 Receptores extracelulares Via de sinalização PI-3-cinase-Akt Enzima Fosfoinositídeo-3-cinase (PI-3-cinase) Serina/treonina-cinase B (Akt) Estímulo a sobrevivência e crescimento celular Fármacos antineoplásicos

46 Receptores extracelulares Via de sinalização JAK-STAT - Rota direta para controle da expressão gênica. - O papel das Citocinas (resistência a infeccção)/ hormônios (ex. Prolactina). - - JAKs- tirosinacinases citoplasmáticas/ - STATs: Proteínas reguladoras da transcrição.

47 Receptores extracelulares

48