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Universidade Federal do CearáPrograma de Pós-graduação em Zootecnia

Tópicos Avançados de Fisiologia da Reprodução e Lactação

Erika Bezerra de Menezes

Arlindo de A. A. Moura

RECEPTOR DE ANDRÓGENOS

INTRODUÇÃO

Testoterona (T4)

Diidrotestosterona(DHT)

Receptor de andrógenos (AR)

Modular as funções fisiológicas

Desenvolvimentodos órgãos reprodutivos

Manutenção sexual do macho

Espermatogênese

INTRODUÇÃO

Receptores Andrógenos

Receptores nucleares

Fatores de transcrição

Expressão de genes

Ativação de genesresponsivos

Complexo Receptor-andrógeno

REVISÃO DE LITERATURA

Estrutura do receptor de andrógenos

Bases moleculares da ação dos andrógenos

ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDRÓGENOS

ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS

Receptor de Andrógenos

NR3C4 (Sub-família de receptores nuclear 3, grupo

C, membro 4)

Proteína monomérica modular - Fosfoproteína

919 aminoácidos

100-110 KDa

Codificado gene de 901 kb localizado na

região Xq 11-12 do cromossomo X

8 Exóns – separados por introns (0,7-26 kb)

Região codificantes (cDNA) ~ 2757 pb

04 domínios funcionais

Região N-terminal codificada pelo exon A

Ativação da regulação transcricional

Mais ativo co-regulador da superfície de

interação

Região N-terminal

555 aa (Prolina, Glutamina e Glicina)

Corresponde a metade da proteína do AR

Humanos

Repetições de glutaminas (11-31 resíduos) e

glicinas (16-27 resíduos)

Expansão dos resíduos - 40-65 resíduos

Doença de Kennedy - Atrofia muscular

espinhal e bulbar

Ligação ao DNA - Região central

Rica em cisteína

Ligação ao DNA - Região central

Seqüência de aminoácidos

56 – 79% similar entre os diferentes receptores

de esteróides

Dobradiça

Contém um sinal de localização nuclear

necessário para a translocação do complexo

andrógeno/receptor do citoplasma para o seu

sítio de ação nuclear

C-terminal - Ligação ao andrógeno

C-terminal

Codificada pelos exons D, E, F, G, H

290 aa

Representa 30% da proteína do AR

Porção 5’ do exon D

Responsável por codificar a região da

dobradiça

C-terminal

Ativação da transcrição

Dimerização do receptor

Interagir com proteínas inibitórias

A B C D E F G H

Regulação da transcrição

Ligação ao DNA

Ligação ao hormônio

Cromossomo X

Intron

5’ 3’

N-terminal C-terminal

Duas isoformas

AR-A (87KDa)

AR-B (110 KDa)

BASES MOLECULARES DA AÇÃODO RECEPTOR DE ANDRÓGENOS

BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDROGENOS Efeito sobre o desenvolvimento

Andrógenos Células Difusão

Testosterona

Ativação dos receptores nos Ductos de Wolff

Características sexuais primárias

Diidrotestosterona

Seio urogenital

Folículos capilares

Características sexuais secundárias

BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

Mecanismo de Ação

Gênica Não- Gênica

Mecanismos de ação – Gênica (Direta)

Função primária - Regula a expressão de genes

Fator transcriptacional de ligação ao DNA

Passos

Ligação

Receptor Andrógeno

Mudanças conformação do receptor

N-terminal

Transformação no receptor

Tamanho do receptor

Sua afinidade pelo DNA

Mecanismo – não é conhecido

1ª compactação (Maior)

2ª Compactação

Dissociação de um complexo multi-protéico

Proteínas “Heat-shock”

Outras proteínas do citoesqueleto

Transportar do citosol até o núcleo

Proteínas “Heat-shock” Hsp90 e Hsp70

Manutenção dos receptores no plasma

Prevenção e estabilidade de sua forma nativa

Dois Dedos de zinco “zinc-fingers” que se

ligam ao DNA, codificada pelos exons B e C

1º Dedo de zinco – media o reconhecimento

do DNA entre interações, com especificas

pares de base, facilitando a ligação entre

receptor e o principal encaixe com o DNA

2º Dedo de zinco – Estabiliza o complexo

receptor/DNA e media a dimerização no

receptor de andrógenos.

Ligação ao DNA

1º Dedo de zinco

Tem a informação primária para reconhecer

áreas específicas – DNA (AREs)

Mediar o reconhecimento do DNA entre

interações, com especificas pares de base,

facilitando a ligação entre receptor e o

principal encaixe com o DNA

Ligação ao DNA

Especificidade – Base do dedo de zinco

SerinaGlicina

Valina

Ligação ao DNA

2º Dedo de zinco

Estabiliza a ligação do complexo receptor/DNA e

media a dimerização no receptor de andrógenos.

Especificidade – região terminal do dedo de zinco

Aminoácidos que reconhece a região central da

sequência AREs

Representação de uma proteína (azul) contendo três dedos de zinco em ligação ao DNA (laranja). Os íons de zinco (verde) estão coordenados com resíduos de aminoácidos na proteína.

A ligação ocorre em seqüência especifica do DNA

Elemento responsável pela resposta

androgênica do DNA (Androgen Responsive

Elements – ARE)

Localizada em regiões regulatórias dos genes

Recrutamento de co-fatores que regula a

expressão de genes regulados por

andrógenos

AREs Seqüência Referências

Alta afinidade, Não especifica

GRE177 GTTACA AAC TGTTCT Beato et al. 1989

C3(1) ARE AGTACT TGA TGTTCT Claessens et al. 1989

GRE2 TAT TGTACA GGA TGTTCT Beato et al. 1989

PSA ARE1 AGCACT TGC TGTTCT Reigman et al. 1991

SLP-HRE-3 GAAACA GCC TGTTCT Loreni et al. 1988

Alta afinidade, Especifica-RA

PB-ARE-2 GGTTCG TGG AGTACT Rennie et al. 1993

SLP-HRE-2 TGGTCA GCC AGTTCT Loreni et al. 1988

SC ARE 1, 2 GGCTCT TTC AGTTCT Verrijdt et al. 1999

Baixa afinidade, Não especifica

PB-ARE-1 ATAGCA TCT TGTTCT Rennie et al. 1993

MVDP pARE TGAAGT TCC TGTTCT Darne et al. 1997

GPX5 ATCCTA TGT TGTTCT Lareyre et al. 1997

CRP2 AGAAGA AAA TGTACA Devos et al. 1997

Baixa afinidade, Especifica-RA

SC ARE AGCAGG CTG TGTCCC Haelans et al. 1999

RA ARE (homodímero)

Cada monômero reconhece metade da região

palindrômica do ARE

Estrutura palindrômica

5’-AGAACA-3’ separadas por 3-bp (5’-

GAACANNNTGTTCT-3’)

Núcleo – RA - H

Interagir com outras proteínas no núcleo

ou trasncriptação de genes

Elevação aumento da síntese de mRNA

Síntese de proteínas especificas

Atividade de transcrição

Co-reguladores dos receptores de andrógenos

Influência sobre a seletividade

Capacidade do DNA em se ligar ao receptor

Co-reguladores

Regular diretamente a atividade

transcriptacional por meio de interações físicas

Fatores transcriptacionais gerais

RNA polimerase II

Co-reguladores

Modifica as histonas covalentemente;

Remodelagem da cromatina

Alto gasto de energia (ATP)

Mecanismos de ação

Receptores de andrógenos - Citoplasma

Interagir com andrógenos pode causar uma

rápida mudança na função da célula

Transporte de íons

Mecanismos de ação

Facilitada pelo recrutamento de outras proteínas

ligadas ao DNA

Fator de resposta do soro ativar vários genes

crescimento muscular

Não-gênica (Indireta)

Características

Estímulo rápido

Mediada pela membrana plasmática

Perda de etapas necessárias para a resposta

gênica

Características

Estímulo rápido

Os efeitos tem ocorrer rapidamente

(Segundos/minutos)

Não suficiente longo para que ocorra permitir

a transcrição/traduação dos genes

Características

Mediada pela membrana plasmática

A resposta pode envolver receptores

internalizados ou associados a proteínas

Induzida quando o andrógeno é conjugado a

grandes moléculas

T4 conjugada a albumina

Características

Perda da maquinaria necessária para uma

resposta gênica

Mecanismos de ação – Não-gênica (Indireta)

Mecanismos regulatórios de cálcio intracelular

[Ca2+]i

Ocorre de segundos a minutos

[Ca2+] IP3

Via canais de cálcio

Reservas intracelulares

Propagação

[Ca2+]

Estimular a ativação de receptores de andrógenos

desde que os níveis de cálcio estimule

a ligação do andrógeno ao receptor

ERK ou ScrFosforilação

Atividade transcriptacional

Proteína G

Fosfolipase C

Mecanismos regulatórios de cálcio intracelular

[Ca2+]i

Expressão gênica

Função na fisiologia celular

Mudanças na fluidez da membrana plasmática

Receptores

Canais iônicos

Reações de 2º mensageiros

Andrógenos

Membranas

CargasATP

Penetrar o complexo lipídico/proteíco

Hidrolize de ATP

Ativação das reações de secundário mensageiros

AR – demonstra ativar reações de 2º mensageiro

independente de sua clássica atividade

transcriptacional

Interage

Parede interna da membrana

celular

Tirosina Quinase c-SRc

Atividade da tirosina quinase c-Scr

Inibida – interage com os domínios Scr-2 e Scr-3

Estimulada – interage com outras proteínas

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A elucidação da ação dos andrógenos

mediada pelos receptores permite uma melhor

compreensão dos processos fisiológicos,

particularmente no período da maturação e

desenvolvimento sexual, quanto para a fertilidade

masculina. Além de auxiliar no esclarecimento de

defeitos associados a diferenciação sexual e/ou

infertilidade.

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