COMUNICACIÓN INTERCELULAR GTP-binding proteins=GTPases Proteínas que tienen la capacidad de interaccionar con GTP Dependiendo de la conformación en la que se encuentren presentaran diferente afinidad a GDP o GTP. En la medida que se remuevan o añadan grupos fosfatos se regularan diferentes procesos celulares; donde en presencia de GTP se presenta un estado de activación y en presencia de GDP se presenta un estado de desactivación del proceso celular. Es importante recordar que el que GDP o GTP estén enlazados a una GTPasa en específico depende de otras proteínas reguladoras como GAP y GEF. Fig1: Estructura de GTP y GDP. El tipo de GTPasa presente en los mecanismos relacionados a llevar un mensaje que se ha producido en el exterior de la célula al interior para que se produzca una respuesta es una compuesta de tres sub-unidades conocidas como GTPasas trimericas. Requerimientos y componentes básicos para que se ocurra la transducción de un mensaje en el exterior de la célula al interior para producir una respuesta intra o extra celular. Ligando Receptor G-Protein Rutas principales que envuelven mensajeros secundarios o c-AMP o PI LIGANDOS Pueden ser: Compuestos sensitivos a la luz Hormonas Feromonas Neurotransmisores Su tamaño varia y puede ser desde pequeñas moléculas, péptidos o proteínas de gran tamaño. RECEPTORES Existen 6 Clases y están clasificados en base a su función y estructura Class A (or 1) (Rhodopsin-like) Class B (or 2) (Secretin receptor family) Class C (or 3) (Metabotropic glutamate/pheromone) Class D (or 4) (Fungal mating pheromone receptors) Class E (or 5) (Cyclic AMP receptors) Class F (or 6) (Frizzled/Smoothened) Son proteinas Integrales Poseen 7 helices transmebranales Sufre un cambio conformacional cuando un ligando se enlaza El primer receptor a cual se le descubrió su estructura fue o Rhodopsin (Fig. 2) El primer receptor humano en resolverse la estructura fue o B2- Adrenérgico o Algunas de las funciones envuelven: Responder a la presencia de la hormona epinefrina la cual a su vez es sintetizada por las glándulas adrenales y promueve: Aumento en presión Glicógenolisis Liberación de glucosa del hígado entre otras o β2 es encontrado en músculos esqueletales y lisos y en el hígado promoviendo también bronco-dilatación y vasodilatación. Fig. 2: Fig 2: Presenta las 3 subunidades que componen una Proteína G y el receptor al cual esta acoplada (rhodopsin). PROTEINA G Se activa cuando un receptor en la membrana sufre un cambio en su estructura Compuesta de 3 sub-unidades (Fig.2) En su estado de desactivación, el cual es en el que se encuentra principalmente, tiene enlazado en la unidad α a GDP (Fig. 1) NO siempre están enlazadas al receptor al cual están acopladas Su función es análoga a la de GEF promoviendo que la subunidad α libere GDP y lo intercambie por GTP La subunidad α es una GTPasa y una vez hidroliza su enlaze GTP a GDP se inactiva, por lo tanto el tiempo de activación esta relacionado a este evento. Para que la subunidad α y el complejo actúen sobre un targget no necesariamente tienen que separarse. Si la subunidad α se enlaza a un regulador de las señales de las proteínas G (RGP) este actuará como un análogo de GAP. RUTAS PARA LA TRANSDUCCIÓN DE SENALES Ruta de AMP ciclico (cAMP) Fig. 3: Ruta de señales intracelulares que envuelve al mensajero secundario cAMP Un mensajero primario (epinefrina) se enlaza al receptor. Este sufre un cambio conformacional que promueve que GDP sea remplazado por GTP en la Proteina G La Proteína G activada provoca que el efector adenylyl cyclase (glucoproteina transmembranal) sufra un cambio es su conformación que expone el sitio de enlace de ATP. Dejando este susceptible a la catalización de ATP a cAMP (mensajero secundario). Fig. 4: Transformación de ATP al mensajero secuandario (cAMP) hasta su forma 5-AMP degradado por la enzima fosfodiesterasa. cAMP actua como un activador alostérico de proteínas kinasas A (PKA). PKA activada actúa como un regulador del metabolismo celular fosforilando enzimas envueltas en las rutas metabólicas. También puede actuar en la regulación de genes específicos, secreciones celulares, permeabilidad de membrana y control de canales iónicos. cAMP fosfodiesterasa es una enzima que puede degradar cAMP a 5’AMP, lo cual terminaría con la señal amplificada. (Fig. 4) Ruta de Phosphatidylinositol Comienza del mismo modo que el de cAMP pero desde el efector en adelante es diferente ya que en esta ruta una fosfolipasa C (PLA C) es el efector. Este esta localizado en membrana plasmatica PLA C hidroliza en la membrana a PI(4,5)P2 PI(4,5)P2 forma dos mensajeros secundarios I(1,4,5)P3 o Se enlaza con el receptor en la membrana del ER liso y de la mitocondria. o Ayuda a abrir los canales de Ca+2 DAG o Ayuda a activar proteína kinasa C (PKC), la cual fosforila una gran variedad de proteínas cambiando de esta manera su actividad catalítica VER ANIMACIÓN: http://entochem.tamu.edu/G-Protein/index.html