Sinalização Celular Rafael Silva Rocha FMRP-USP, SP, Brazil silvarochar@gmail.com http://silvarochar.wixsite.com/ssbl 1
A célula e seu ambiente Temperatura Nutrientes Estresses Integridade própria Injurias Vizinhos Estímulos mecânicos Estado fisiológico Célula 2
h%p://www.thetahealth.com/human- body- cells/#.u4ptpi- tovk 3
Sinalização celular em procariontes 4
Sinalização celular em procariontes Sinal membrana Sistema de dois componentes Sistema de um componente DNA 5
Sistemas de dois componentes Krell et al,. Annu. Rev. Microbiol. 2010. 64:539 59 6
Sinalização celular em eucariontes 7
Sinalização celular em eucariontes Mecanismos que a célula utiliza para trocar informação com o meio externo. - Arquitetura básica: Sinal extracelular Proteína Receptora Prot. de Sinalização Prot. Efetora - Tipos de Proteínas Efetoras: - Enzima - Regulador transcricional - Componente do citoesqueleto - Quanto ao alcance: - Sinalização local ou parácrina (Ex: NO e CO 2 ) - Sinalização de longa distância (endócrina e sináptica) 8
Módulos de sinalização 9
Processamento de informação 10
Especialização celular e resposta diferenciada 11
Vias de sinalização Nature Reviews Neuroscience 2012, 13(4):225-39 12
Distribuição de receptores insulina-like Nature Reviews Neuroscience 2012, 13(4):225-39 13
Passos de sinalização membrana receptor Sinal SUPORTE citosol Transdução Primária Transmissão Transdução e amplificação Integração Propagação Ancoragem Envelope nuclear Modulação Regulador ativado núcleo Gene ativado Ativação da proteína efetora Elemento de resposta Transcrição 14
Integração de sinais membrana Propagação de sinais 15
Exemplo real: sinalização celular em fibroblasto humano PLoS Comput Biol 7(12): e1002297. doi:10.1371/journal.pcbi.1002297 16
Receptores e sinalização 17
Receptores de superfície Receptores internos 18
Moléculas sinalizadoras de receptores intracelulares cortisol estradiol testosterona vitamina D 3 tiroxina ácido retinoico 19
Ativação de receptores intracelulares 20
Tipos de sinalizações 21
Sinalização endócrina vs. sináptica 22
Sinalização celular mediada por receptores de superfície 23
Sinalização celular por receptores de superfície - Tipos de receptores: - Receptores associados a canis iônicos - Importantes nas sinapses químicas - Maioria membros da família de proteína de múltiplas passagens - Receptores associados a proteínas G (GPCRs) - Transmitem a maioria dos sinais externos (~ 700 GPCRs em humanos) - Todos membros da família de proteína de múltiplas passagens - Receptores associados a enzimas - Em sua maioria cinases - Geralmente proteínas transmembrana de passagem única 24
Receptores de superfície 25
Receptores acoplados a proteína G 26
Receptores acoplados a enzimas 27
Fosforilação vs. ligação ao GTP 28
Dessensibilização do receptor Sinal extracelular Proteína Receptora Proteínas de Sinalização etc... 29
Inibição de GPCRs 30
Sinalização por receptores associados a proteína G 31
Receptores acoplados a proteína G (GPRCs) 32
Proteínas G 33
Ativação de proteínas G 34
Sinalização por receptores associados a enzimas 35
Receptores tirosina-cinase 36
Ativação de receptores tirosina-cinase por dimerização 37
Receptores associados a enzimas - Seis classes de receptores: 1. Receptores tirosina-cinases: Autofosforilação e fosforilação de proteínas sinalizadoras 2. Receptores associados a tirosina-cinases: Sem atividade intrínsica mas recrutam tirosina-cinases citoplasmáticas 3. Receptores serinatreonia-cinases: Autofosforilação e fosforilação de proteínas regulatórias latentes 4. Receptores associados a histidina-cinases: Sinalização de dois componentes por transferência de fostato 5. Receptores guanilil-ciclases: Catalizam a produção de GMP cíclico 6. Tirosina-fosfatases similares a receptor : Removem grupos fosfato de tirosinas de proteínas sinalizadoras específicas 38