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Slide 1
y R eceptores Associados à Proteína G
y Formam a família mais numerosa dos receptores de superfície celular.
y Enorme diversidade de moléculas sinalizadoras extracelulares.
y Estrutura comum: proteínas receptoras transmenbrana sete-passos.
Apesar da diversidade de moléculas, todas são formadas por uma única cadeia
polipeptídica que atravessa a bicamada lipídica sete vezes. Ex: rodopsina, receptores
olfatórios, etc.
y Evolutivamente antigos.
Bacterias possuem um mecanismo semelhante ao de receptores associados a proteína G.
ex: bacteriorodopsina ± funciona como uma bomba de H
+
impulsionada pela luz.
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y Proteina G ± proteínas de ligação ao nucleotídeo guanina.
y Heterotriméricas - apresentam 3 subunidades ( e)
y Subunidade liga nucleotídeos de guanina que regulam a atividade da proteina G.
Estado não-estimulado:
Subunidade está ligada a uma GDP;
Proteína G está inativa.
Sinal extracelular se liga a um receptor:
Mudança na conformação do receptor transmembrana;
Liberação GDP pela subunidade a e troca por GTP;
Subunidade dissocia-se do complexoe tais partes, agora ativas, podem
interagir com suas proteínas-alvo localizadas na membrana.
As subunidades permanecem separadas por um tempo limitado:Hidrólise de GTP a GDP;
R eassociação entre parte a e complexo e inativação da proteína G.
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Foto de mecanismo da proteína G
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y Importância do mecanismo de inativação da proteína.
Cólera ± doença causada por bactéria que se multiplica no intestino produz uma
proteína chamada toxina da cólera.
Essa proteína penetra nas células que revestem o intestino e modifica a subunidade
de uma proteína G, tornando-a incapaz de hidrolisar sua GTP. Logo a subunidade
permanece indefinidamente ativada, e provoca, então, um efluxo prolongado e
excessivo de Ca2+
e de água para o intestino, resultando em diarréia severa e
conseqüente desidratação.
Coqueluche ± infecção respiratória, bactéria se prolifera nos pulmões e produz uma
proteína chamada toxina pertussis.
Já essa proteína inativa a proteína G, pois a bloqueia em seu estado ligado à GDP.
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As proteínas-alvo das subunidades da proteína G podem ser canais iônicos ou
enzimas ligadas à membrana.
Diferentes tipos de proteínas G afetam alvos distintos. Essa especificidade
garante uma resposta apropriada para o sinal de acordo com o tipo de célula.
Canais
Iônicos
Batimento cardíaco - controlado pro dois grupos de fibras nervosas: um acelera e o
outro diminui os batimentos.
A redução de batimentos está ligada à liberação de acetilcolina.
A acetilcolina se liga a receptores associados à proteína G em células musculares
cardíacas.
O complexo ativado se liga à face intracelular de um canal de K +
na membrana
da célula cardíaca, forçando a abertura e o efluxo de K + até que a GTP de seja
hidrolisada.
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Enzimas ligadas à membrana
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A interação da proteína G com canais iônicos tem uma reação imediata no
comportamento da célula. Já a interação com enzimas-alvo tem conseqüências mais
complexas, como a produção de moléculas sinalizadoras intracelulares adicionais.
Os alvos mais freqüentes da proteína G são a adenilato ciclase (AMP cíclico) e a
fosfolipase C .
Essas novas moléculas geradas pela ativação das enzimas são chamadas de segundos
mensageiros.
Os primeiros mensageiros seriam os sinais extracelulares.
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Adenilato ciclase
A subunidade da proteína Gs ativa a adenilato ciclase, aumentando a síntese do AMP
cíclico a partir da ATP.
Para a regulação da concentração de AMP cíclico, uma segunda enzima, a fosfodiesterase
do AMP cíclico, converte o AMP cíclico em AMP. Em presença do hormônio adrenalina, a ativação da proteína G nos diferentes tecidos
levam a respostas distintas relacionadas à preparação do corpo para uma resposta rápida.
Célula do músculo esquelético ± aumento de AMP cíclico e conseqüente
degradação de glicogênio.
Célula do tecido adiposo ± degradação de triglicerídeos a ácidos graxos. (forma
de combustível de uso imediato)
Glandula arenal ± secreção de cortisol
Proteinoquinase dependente de AMP cíclico (PK A): enzima ativada pelo AMP cíclico
catalisa reações intracelulares e altera atividades de determinadas proteínas.
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Fosfolipase C
Após sua ativação, a fosfolipase C propaga o sinal pela degradação de um fosfolipedeo
de inositol.
Ela retira o açúcar-fosfato da fosfolipideo de inositol
Com a degradação, duas moléculas são formadas: inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) e
diacilglicerol (DAG).
IP3 é liberado no citosol e chega ao retículo endoplamático, liga-se aos canais de cálcio e
os abre.
O diacilglicerol, junto com o Ca2+
, auxilia na ativação da proteoquinase C (PK C).
Com a mesma função da PKA, vista anteriormente, essa enzima fosforila um conjunto de
proteínas.
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FOTO
A hidrolise de um fosfolipídio de inositol de membrana por uma fosfolipase C ativada
produz duas moléculas sinalizadoras intracelulares. IP3 se difunde pelo citosol e se liga
aos canais especiais de cálcio na membrana do RE., liberando o íon. O gradiente
eletroquímico grande faz com que o Ca saia. O diacilglicerol permanece na membrana
com o Ca, auxilia na ativação da proteoquinase C, que e recrutada do citosol e fosforila
suas proteínas-alvo, propagando o sinal
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Desencadeamento de processos biológicos pelo Ca2+
A presença de cálcio livre no citosol é desecandeada por muitos sinais diferentes,
não somente por aqueles relacionados a proteína G. Durante a fertilização do ovulo pelo espermatozóide, os canais de cálcio se abrem,
e assim começa o desenvolvimento do embrião.
Nas células musculares esqueléticas, com liberação de cálcio tem-se o inicio da
contração.
Em células secretoras, o cálcio tem função fundamental no desencadeamento da
secreção, assim como nas células nervosas.
Seus efeitos são geralmente indiretos: os íons interagem com proteínas
transdutoras, chamadas proteínas ligadoras de Ca2+
.
Camodulina ± proteína presente em celulas eucarióticas. Sua conformação é
alterada com a ligação com o cálcio, e adquirem a propriedade de se enrolar ao
redor de varias proteínas-alvo.
Fotorreceptores do olho
� Nos bastonetes do olho, a luz é captada pela rodopsina (um receptor associado à proteína
G).
� Ao ser estimulada pela luz, a rodopsina ativa uma proteína G chamada transducina.
� A subunidade a, ao ser ativada, estimula o fechamento dos canais de sódio, e então, a
mudança na voltagem gera o impulso.
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Marque a alternativa errada:
a) No estado não-estimulado, receptor e a proteína G estão inativos.
b) A ativação da proteína G se deve pela falta de afinidade entre a subunidade E
e o complexo FK.
c) Os mecanismos que desligam um sinal não são importantes comparados com
os que ligam.
d) A toxina da bactéria que causa a cólera impede a hidrolise da GTP da
subunidade E da proteína G.
e) A hidrolise da GTP para GDP é fundamental para a reassociação e inativação
da proteína G.
RESPOSTA: C
Considere as afirmações abaixo e marque a CORRETA.
a) O cálcio está relacionado tanto com o desenvolvimento embrionário após a
fecundação quanto à contração muscular.
b) Através da bomba de Ca2+
existente na membrana do reticulo endoplasmático,
existe um alto gradiente eletroquímico de cálcio no citosol.
c) A interação do cálcio com a calmodulina permite o desenrolamento dessa
proteína e a alteração de suas atividades.
d) Nos bastonetes do olho, a luz é captada pela transducina.
e) O impulso gerado nos bastonetes se deve pela abertura dos canais de sódio, e
conseqüente alteração no potencial da membrana em 1 mV.
RESPOSTA: A
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