UNIVERSIDADE ESTADUAL DA BAHIA - UNEB DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA VIDA DCV CCS006 - BIOLOGIA CELULAR Sinalização Celular PROFª POLYANNA CARÔZO DE OLIVEIRA SALVADOR - BA 2016
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
Introdução Mecanismo de ação de moléculas sinalizadoras e receptoras
Tipos de sinalização 1. Dependente de contato 2. Endócrina 3. Parácrina 4. Sináptica 5. Autócrina
Tipos de sinalização 1. Dependente de contato Importância: Especialização celular durante a embriogênese e resposta imune Ex: Fator de crescimento epidérmico (EGF)
Tipos de sinalização 2. Endócrina A comunicação envolve a transmissão do sinal por todo o corpo pela secreção na corrente sanguínea de HORMÔNIOS
Tipos de sinalização 3. Parácrina Atuam como mediadores locais sobre as células próximas. Ex: fatores de crescimento, citocinas, interleucinas, eicosanóides e neurotransmissores, óxido nítrico
Tipos de sinalização 4. Sináptica ou neuronal A secreção de um sinal químico que atua como neurotransmissor Importância: propagação do impulso nervoso
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
Respostas possíveis Ausência de sinais
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.
Tipos de Moléculas Sinalizadoras Hormônios peptídeos: Insulina, glucagon, Hormônio do crescimento Natureza proteica, hidrofílicos Glucagon Insulina
Tipos de Moléculas Sinalizadoras Neurotransmissores
Tipos de Moléculas Sinalizadoras Fatores de crescimento Natureza proteica, hidrofílicos
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
Tipos de receptores Extracelular Intracelular
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
Receptores intracelulares Exemplo: Hormônios esteróides Atuam como reguladores gênicos
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)
Receptores extracelulares Receptores associados a: Canais iônicos Ex: sinalização sináptica Proteína G Ex: regulação da atividade de outras proteínas Enzimas Ex: proteína tirosina-cinase
Receptores extracelulares Receptores associados a Canais iônicos Exemplo: Células excitáveis células musculares e no sistema nervoso
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
Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Estrutura dos receptores Superfamília de proteínas receptoras transmembrana de sete passagens
Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Estrutura das proteínas G Proteína trimérica de ligação a GDP (proteína G) intracelular
Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Função das proteínas G Interruptor proteico Estado ativado Ligado ao GTP Estado inativo Ligado ao GDP
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
Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Mecanismo de ação
Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G Mecanismo de ação
Receptores extracelulares Receptores associados a Proteínas G ALGUMAS PROTEÍNAS G REGULAM CANAIS IÔNICOS Ex: Membrana plasmática de uma célula muscular cardíaca
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
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
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
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
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
FUNÇÕES BIOLÓGICAS DO Ca ++ : - Início do desenvolvimento embrionário - Contração muscular - Secreção celular neurotransmissores Proteína-cinases dependentes de Ca 2+ /calmodulina (CaM-cinases)
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.
Receptores extracelulares Receptores tirosina-cinase 1 segmento transmembrana Domínio tirosina-cinase inativo (não fosforilado) Domínio tirosina-cinase ativ (fosforilado)
Receptores extracelulares Etapas 1. Interação com ligante 2. Dimerização do receptor induzida pelo ligante 3. Autofosforilação 4. Ligação proteínas intracelulares 5. Cascata de sinalização
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.
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
Sinalização da Insulina
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
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.
Receptores extracelulares