receptor de estrógeno

Receptor de EstrógenoReceptor de Estrógeno

Doutorando: MV Me Rodrigo V. de Doutorando: MV Me Rodrigo V. de OliveiraOliveira

Orientador: Arlindo de Alencar Araripe Orientador: Arlindo de Alencar Araripe MouraMoura

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁUNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

PROGRAMA DE DOUTORADO INTEGRADO EM ZOOTECNIAPROGRAMA DE DOUTORADO INTEGRADO EM ZOOTECNIA

DISCIPLINA DE TÓPICOS ESPECIAIS EM REPRODUÇÃO E DISCIPLINA DE TÓPICOS ESPECIAIS EM REPRODUÇÃO E LACTAÇÃOLACTAÇÃO

IntroduçãoIntrodução

EstrógenosEstrógenos Hormônios Hormônios

esteróides (18 C)esteróides (18 C) estradiol (E2), estradiol (E2),

estrona (E1) e estriol estrona (E1) e estriol (E3).(E3).

ProduçãoProdução OvárioOvário PlacentaPlacenta Córtex AdrenalCórtex Adrenal Cél. Leydig do Cél. Leydig do

testículotestículo

colesterol

pregnenolona

17b - estradiol

andrógeno


Estradiol (E2)

Glândula mamária

Comportamentos social e sexual

Sistema Cardiovascular

Sistema Músculo-esquelético

Sistema NervosoKorach et al., 1994

Feedback liberação de gonadotropinas hipofisárias

Funções:


Receptor de Receptor de estrógenosestrógenos Superfamília Superfamília

receptores nucleares: receptores nucleares: ligantes hidrofóbicosligantes hidrofóbicos

Proteínas (500-600 Proteínas (500-600 Aas)Aas)

Fatores de transcrição Fatores de transcrição dependentes de dependentes de estrógenos estrógenos (classicamente...)(classicamente...)

N C

Rollerova, E.; Urbancikowa, M. (2000)

Fig. Alteração da conformação do Fig. Alteração da conformação do receptor de estrógeno após a ligação do receptor de estrógeno após a ligação do estradiol.estradiol.

IntroduçãoIntrodução Receptores nucleares de Receptores nucleares de

estrógeno (isoformas)estrógeno (isoformas)

Receptor estrógeno Receptor estrógeno αα (RE (REαα)) Útero, glândula mamária, Útero, glândula mamária,

hipotálamo, ossos, vasos hipotálamo, ossos, vasos sanguíneossanguíneos

Receptor estrógeno Receptor estrógeno ββ (RE (REββ)) Próstata, céls. Granulosa, Próstata, céls. Granulosa,

Intestino, Pulmão e LeucócitosIntestino, Pulmão e Leucócitos

RE: αα e e ββ

CélulasGreene et al., 1986;

Kuiper et al., 1996

Tab . Cromossomas que Tab . Cromossomas que contém os genes que contém os genes que

codificam os RE em humanos e codificam os RE em humanos e bovinos.bovinos.

EspécieEspécie ERERαα ERERββ

HumanaHumana Cromossomo Cromossomo 66

Cromossomo Cromossomo 1414

BovinaBovina Cromossomo Cromossomo 99

Cromossom10Cromossom10

Tab. Fenótipos de fêmeas de Tab. Fenótipos de fêmeas de camundongos knockout para Receptor de camundongos knockout para Receptor de estrógeno estrógeno αα e e ββ..

Knockout REKnockout REαα Knockout REKnockout REββ

FertilidadeFertilidade infértilinfértil subfértilsubfértil

Trato reprodutivoTrato reprodutivo InfantilInfantil

Insensibilidade a Insensibilidade a estrógenoestrógeno

Ovários anovulatórios, Ovários anovulatórios, cistos e tumorescistos e tumores

Ovulação espontânea Ovulação espontânea e resposta a Tt e resposta a Tt superovulatórios superovulatórios reduzidasreduzidas

Glândula mamáriaGlândula mamária InfantilInfantil Sem diferenças Sem diferenças significativas com significativas com indivíduos normaisindivíduos normais

Sistema neuro-Sistema neuro-endócrinoendócrino

Hipófise: (+) FSH e LHHipófise: (+) FSH e LH

Sangue: (+) E2, T4, Sangue: (+) E2, T4, FSH e LHFSH e LH

(-) PRL(-) PRL

Níveis séricos normaisNíveis séricos normais

ComportamentoComportamento (+) Infantilidade e (+) Infantilidade e AgressividadeAgressividade

Nenhuma alteração Nenhuma alteração que afetasse a que afetasse a reprodução.reprodução.

Zhao et al., 2008

Tab. Fenótipos de machos de Tab. Fenótipos de machos de camundongos knockout para Receptor de camundongos knockout para Receptor de estrógeno estrógeno αα e e ββ..

Knockout REKnockout REαα Knockout REKnockout REββ

FertilidadeFertilidade infértilinfértil fértilfértil

Trato reprodutivoTrato reprodutivo (-) testículo, (-) testículo,

(-) epit.seminífero(-) epit.seminífero

(-) concentração sptz(-) concentração sptz

(+) alterações sptz(+) alterações sptz

Nenhuma alteração Nenhuma alteração significativasignificativa

Sistema neuro-Sistema neuro-endócrinoendócrino

Hipófise: (+) LHHipófise: (+) LH

Sangue: (+) LH, T4 e Sangue: (+) LH, T4 e E2E2


ComportamentoComportamento Monta normal, mas (-) Monta normal, mas (-) intromissão e intromissão e ejaculaçãoejaculação

(-) agressividade(-) agressividade


Zhao et al., 2008

Tab. Transcritos de Receptores Tab. Transcritos de Receptores de estrógenos em células de estrógenos em células

testiculares humanastesticulares humanasCélulaCélula ERERαα ERERββ

LeydigLeydig ++ ++

PeritubularPeritubular -- ++

SertoliSertoli -- ++

EspermatogoEspermatogoniania

-- ++

EspermatócitEspermatócitosos

++ ++

EspermátideEspermátide ++ ++

EspermatozóiEspermatozóidede

++ ++Carreau et al. 2007

IntroduçãoIntrodução Receptor de estrógenosReceptor de estrógenos

Domínios funcionaisDomínios funcionais

N-terminal ou A/B (pouco conservada) Ligação ao DNA ou C (conservada) Ligação ao estrógeno ou D/E/F

A B C D E FN C

AF-1

AF-2

Rollerova, E.; Urbancikowa, M. (2000)

Fig. Domínios dos receptores Fig. Domínios dos receptores de estrógeno de estrógeno αα e e ββ

Domínios dos REsDomínios dos REs

Domínio N-terminal Função Ativadora 1 (AF-1) Sítios de fosforilações AF-1: envolvida na interação de ptns e

ativação transcriptacional Atividade AF-1: ERα > ERβ


Domínio de ligação ao DNA (C) (+) Resíduos de cisteína (s-s) 2 dedos de zinco (zinc fingers)

2 folhas b antiparalelas e 1 a hélice (30 Aas) Zn=> Cisteína e/ouHistidina

Dimerização ERα ≈ ERβ (96% homologia) Sequência P box: ERα = ERβ

Fig. Interação dos dedos de Fig. Interação dos dedos de zinco com a molécula de DNA.zinco com a molécula de DNA.


Domínio de ligação ao DNA (C) P box ( entre os dedos de zinco):

reconhecimento do HRE

REα e REβ se ligam a uma variedade EREs


Domínio COOH-terminal Ligação ao estrógeno, dimerização, translocação

nuclear e transativação da expressão do gene alvo

Função de ativação (AF-2): regulada pela ligação aos estrógenos

AF-2: dimerização, interacão com outras ptns co-ativadoras ou repressoras da transcrição

AF-2 de ambos os RE tem uma superficie de interação composta por aminoácidos em hélice3,4,5 e 12.


Domínio cooh-terminal

Domínio D: região dobradiça e região de ligação da ptn chaperona HSP90

(transporte => núcleo)

Fig. Ação das chaperonas nos Fig. Ação das chaperonas nos receptores nuclearesreceptores nucleares


Domínio COOH-terminal E/F: domínios de ligação aos estrógenos E: ptns co-ativadores

Estabiliza a ligação do estrógeno e o receptor

p60 e p23


Codificação de RECodificação de RE Complexa estrutura da região 5Ćomplexa estrutura da região 5´ Região 5´: 9 éxons => Região 5´: 9 éxons => ≠ 5ÚTR RNAm≠ 5ÚTR RNAm REα: 5 éxons: 5 éxons

Fig . Receptores de estrógeno de Fig . Receptores de estrógeno de membrana marcados com E2-BSA-FITC membrana marcados com E2-BSA-FITC (estradiol 17b associado albumina e (estradiol 17b associado albumina e fluoresceína) células mamárias.fluoresceína) células mamárias.

Interações Receptor Estrógeno-Interações Receptor Estrógeno-DNADNA

Mecanismo clássico Ligação direta do estrógeno ao RE e posterior

ação na transcrição do DNA. Mecanismo não direto de ligação ao DNA

Interações protéicas com outros fatores de transcrição

Mecanismo via segundos mensageiros (rápido) Ação dos estrógenos mediada por RE associados

a membrana (REm)

Fatores transcriptacionaisFatores transcriptacionais

Proteínas de interação com Proteínas de interação com receptores (RIPs)receptores (RIPs) Co-ativadorasCo-ativadoras

Co-repressorasCo-repressoras

Fig . Mecanismos de ação do ReceptorFig . Mecanismos de ação do Receptor de estrógeno..

Co-ativadoresCo-

repressores

RE com ERE no DNA

RE com fatores de transcrição => DNA

Fatores de transcrição

Fig . Homodímero de receptor de Fig . Homodímero de receptor de estrógeno ligado ao elemento de resposta estrógeno ligado ao elemento de resposta ao estrógeno no DNA.ao estrógeno no DNA.

Receptores de estrógenoReceptores de estrógeno

Elementos de resposta de um Elementos de resposta de um hôrmonio (HRE)hôrmonio (HRE) Região específica de ligação do RE ao Região específica de ligação do RE ao

DNADNA PalíndromosPalíndromos 2 sequências nucleotídicas separadas 2 sequências nucleotídicas separadas

por 3 nucleotídeospor 3 nucleotídeosBeato, M. & J. Klug., 2000

Fig . Complexo de iniciação da Fig . Complexo de iniciação da transcrição: Receptor de estrógeno transcrição: Receptor de estrógeno dimerizado unido a ptns co-ativadoras.dimerizado unido a ptns co-ativadoras.

Fig . Modelo do Receptor de Estrógeno Fig . Modelo do Receptor de Estrógeno associado ao ERE no DNA.associado ao ERE no DNA.

Fig . Ligação de estrógenos e RE de Fig . Ligação de estrógenos e RE de membrana ativam cascatas que membrana ativam cascatas que estimulam os mecanismos genômicos.estimulam os mecanismos genômicos.

Fig. Esquema da ativação de Fig. Esquema da ativação de receptores de estrógenos receptores de estrógenos independente dos ligantes via independente dos ligantes via fatores de crescimentofatores de crescimento

Fato

res d

e

cresc

imen

to

Independente do ligante

Proteínas Kinases

FGF; EGF

Importância do RE na saúde Importância do RE na saúde humanahumana

Antagonistas ou InibidoresAntagonistas ou Inibidores Tt câncer de mamaTt câncer de mama Efeitos colaterais: outros Efeitos colaterais: outros

tumores, hipertermia, tumores, hipertermia, insônia.insônia.

AgonistasAgonistas Terapia de reposição Terapia de reposição

hormonalhormonal Efeitos colaterais: câncer de Efeitos colaterais: câncer de

mama e uterino, trombosemama e uterino, tromboseHalstein et al., 2004

RE como marcadores RE como marcadores reprodutivosreprodutivos

SuínosSuínos RE isoformasRE isoformas

ProlificidadeProlificidade

Ruminantes (?)Ruminantes (?)

SZREDER, T.;ZWIERZCHOWSKI, L.(2004)

Considerações finaisConsiderações finais

A reprodução é importante para a eficiência A reprodução é importante para a eficiência produtiva de animais zootécnicos. produtiva de animais zootécnicos. Consequentemente, os RE devem ser Consequentemente, os RE devem ser avaliados quanto a sua potencialidade como avaliados quanto a sua potencialidade como marcadores de fertilidade e prolificidade em marcadores de fertilidade e prolificidade em animais.animais.

A presença de estrógenos e seus receptores A presença de estrógenos e seus receptores no sêmen viabiliza novas perspectivas para o no sêmen viabiliza novas perspectivas para o estudo de funções dos estrógenos na estudo de funções dos estrógenos na capacidade fecundante espermática.capacidade fecundante espermática.

Considerações finaisConsiderações finais

A otimização da elucidação dos fenômenos A otimização da elucidação dos fenômenos relacionados a ativação da transcrição relacionados a ativação da transcrição mediada por RE evoluirá em paralelo com a mediada por RE evoluirá em paralelo com a determinação da estrutura e mecanismo de determinação da estrutura e mecanismo de ação das proteínas co-reguladoras ação das proteínas co-reguladoras envolvidas. O que também irá ajudar em envolvidas. O que também irá ajudar em estudos farmacológicos para redução dos estudos farmacológicos para redução dos efeitos colaterais da terapias relacionadas a efeitos colaterais da terapias relacionadas a tumores de mama e reposição de tumores de mama e reposição de estrógenos.estrógenos.

Obrigado pela atenção...Obrigado pela atenção...

[email protected]@rocketmail.comcom


Codificação de RECodificação de RE Complexa estrutura da região 5´Complexa estrutura da região 5´

receptor de estrógeno

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