RECEPTORES ACOPLADOS A ENZIMAS. FISIOLOGÍA MOLECULAR UAM CUAJIMALPA Prof. M en C MANUEL GUTIÉRREZ VILLÁN

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1 RECEPTORES ACOPLADOS A ENZIMAS FISIOLOGÍA MOLECULAR UAM CUAJIMALPA Prof. M en C MANUEL GUTIÉRREZ VILLÁN

2 RECEPTORES ACOPLADOS A ENZIMAS

3

4 PROTEÍNAS TRANSMEMBRANALES CON UN DOMINIO EXTRACELULAR DE UNIÓN A LIGANDO. El dominio de unión al ligando El dominio citoplásmico del receptor 1 sóla cadena polipeptídica

5 PROTEÍNAS TRANSMEMBRANALES CON UN DOMINIO EXTRACELULAR DE UNIÓN A LIGANDO. ENZIMA ó Formar un complejo con otra proteína que actúa como enzima El dominio citoplásmico del receptor

6 RECEPTORES DE TIROSINA CINASA RECEPTORES CON ACTIVIDAD DE TIROSINA CINASA TYROSIN KINASE RECEPTORS (RTKS)

7 RECEPTORES CON ACTIVIDAD DE TIROSINA CINASA Intervienen en funciones importantes como PROLIFERACIÓN, DIFERENCIACIÓN, SUPERVIVENCIA, entre otras. Entre sus ligandos se encuentra: NGF: Factor de Crecimiento Neuronal PDGF: Factor de Crecimiento Derivado de Plaquetas FGF: Factor de Crecimiento Fibroblástico EGF: Factor de Crecimiento Epidérmico HORMONAS Insulina Prolactina Eritropoyetina Hormona del crecimiento

8 COMO FUNCIONA? El receptor recibe un ligando Se activa su dominio intracelular con actividad enzimática Activa una proteína asociada con actividad enzimática

9 Son receptores monómeros cuando inactivos Se forman dímeros cuando contactan con su ligando aunque!!!! El ligando puede estar ya en forma de dímero

10 Son receptores monómeros cuando inactivos Se forman dímeros cuando contactan con su ligando Los dominios citoplásmicos se autofosforilan uno a otro

11 AUTOFOSFORILACIÓN SE FOSFORILAN TIROSINAS ESPECÍFICAS EN LAS COLAS CITOPLÁSMICAS DE LOS RECEPTORES

12 Son receptores monómeros cuando inactivos Se forman dímeros cuando contactan con su ligando El dominio citoplásmico ya activo puede fosforilar otras proteínas y activarlas Los dominios citoplásmicos se autofosforilan uno a otro

13 LAS TIROSINAS FOSFORILADAS SIRVEN COMO SITIO DE UNIÓN A OTRAS PROTEÍNAS

14 LAS TIROSINAS FOSFORILADAS SIRVEN COMO SITIO DE UNIÓN A OTRAS PROTEÍNAS

15 LAS TIROSINAS FOSFORILADAS SIRVEN COMO SITIO DE UNIÓN A OTRAS PROTEÍNAS

16 LAS TIROSINAS FOSFORILADAS SIRVEN COMO SITIO DE UNIÓN A OTRAS PROTEÍNAS Estas proteínas pueden ser fosforiladas y propagar la señal O pueden servir como adaptadores para la unión de otras proteínas al receptor

17 LAS TIROSINAS FOSFORILADAS SIRVEN COMO SITIO DE UNIÓN A OTRAS PROTEÍNAS Mientras las proteínas se mantengan en el complejo, activadas, siguen transmitiendo la señal hacia varias rutas simultáneamente.

18 Para que las proteínas se inactiven deben ser desfosforiladas por FOSFATASAS DE TIROSINA. En algunos casos, los receptores son endocitados y destruídos por digestión lisosomal

19 RTKs también activan Fosfolipasa C

20 Ras y CASCADA DE MAP CINASAS

21 Cascada de MAP cinasas

22 Ras Proteína G pequeña (GTPasas monoméricas) Similares a la subunidad a de las proteínas G heterotriméricas

23 Ras Proteína G pequeña Identificada primero como un ONCOGENE Regulador central de PROLIFERACIÓN y DIFERENCIACIÓN Su actividad desregulada provoca el crecimiento descontrolado en el cáncer

24 RTKS ACTIVAN RAS Proteína adaptadora Proteína activadora de Ras (GEF)

25 Ejemplo de activación de Ras Ligandos: EGFR, PDGFR, IRS-1, SHC and LNK Sos: Son of Sevenless (proteína GEF) Grb2: Growth factor receptor-bound protein 2 (Proteína adaptadora) Frontiers in Bioscience 16, , January 1, 2011

26 Ras está unido a membrana a través de una cola lipídica Sos es citosólico y está unido a Grb2 Lim W, et al (2015). Cell Signaling, GS

27 Cuando el receptor es activado, se crean sitios de unión a Grb2 Grb2 y Sos son entonces reclutados a la membrana, y activan a Ras Lim W, et al (2015). Cell Signaling, GS

28 RAS ACTIVA LA CASCADA DE MAP CINASAS MITOGENOS: Proteínas de señalización secretadas que se unen a receptores de superficie y estimulan la División Celular MAP = Mitogenactivated protein Las MAP cinasas son cinasas de Serina/Treonina. Se fosforilan en cascada, una a la otra. Se puede finalmente estimular Proliferación Celular, Sobrevivencia Celular o Diferenciación

29 Nombres genéricos Cascada de MAP cinasas

30 4 CASCADAS DE MAP CINASAS SE HAN IDENTIFICADO Se nombran de acuerdo a la MAPK involucrada: 1. ERK1/2 (Extracellular signal-regulated kinase 1/2) 2. JNK (c-jun N-Terminal Kinase) 3. p38 4. ERK5 Cada cascada con sus 3 MAP cinasas Methods in Mol Biol. 661:3-38, 2010.

31 4 CASCADAS DE MAP CINASAS SE HAN IDENTIFICADO Cada cascada está regulada a través de distintos componentes en cada ruta. El sistema completo de MAPK está codificado por cerca de 70 genes, con sus respectivas isoformas de splicing Methods in Mol Biol. 661:3-38, 2010.

32 4 CASCADAS DE MAP CINASAS SE HAN IDENTIFICADO

33 VÍA PI-3-CINASA- Akt

34

35 FOSFORILA FOSFOLÍPIDOS DE INOSITOL EN LA MEMBRANA ENZIMA PI 3-CINASA

36 PIP2 PIP3 Y ESTOS FOSFOLÍPIDOS SIRVEN COMO SITIO DE UNIÓN A OTRAS PROTEÍNAS QUE RELOCALIZAN DEL CITOSOL A LA MEMBRANA ENZIMA PI 3-CINASA

37 ACTIVACIÓN DE Akt (PKB) PDK1=Proteína Cinasa Dependiente de PIP3 PDK1 y Akt son reclutadas a PIP3 PDK1 fosforila y activa Akt Akt activada se disocia de la membrana para fosforilar sustratos en otro lugar

38 AKT TIENE MUCHAS FUNCIONES DIFERENTES PROMUEVE SUPERVIVENCIA CELULAR FOSFORILANDO LA PROTEÍNA Bad

39 RECUERDAN AL RECEPTOR DE INSULINA? CÓMO SE LIBERAN LAS VESÍCULAS?

40 CÓMO SE LIBERAN LAS VESÍCULAS? P P Actividad de tirosina cinasa

41 CÓMO SE LIBERAN LAS VESÍCULAS? El Receptor de Insulina fosforila al Sustrato del Receptor de Insulina 1

42 CÓMO SE LIBERAN LAS VESÍCULAS? Recluta fosfatidil Inositol 3 cinasa, activándola

43 CÓMO SE LIBERAN LAS VESÍCULAS? Catalizando la formación de PIP3 a partir de PIP2

44 CÓMO SE LIBERAN LAS VESÍCULAS? 3- phosphoinositide dependent protein kinase-1

45 CÓMO SE LIBERAN LAS VESÍCULAS? Que fosforila Akt

46 1. GPCR EJERCICIO ESCRIBE LO QUE SEPAS DE LOS SIGUIENTES TÉRMINOS 2. COMUNICACIÓN PARÁCRINA 3. COMUNICACIÓN YUXTÁCRINA 4. PROTEÍNAS EFECTORAS 5. PROTEÍNAS G HETEROTRIMÉRICAS 6. GEFs 7. GAPs 8. ADENILATO CICLASA 9. PKA 10. RUTA DE ACTIVACIÓN DE PKA 11. FOSFOLIPASA C

47 12. IP3 Y DAG 13. RTKs 14. DIMERIZACIÓN DE RTKs 15. AUTOFOSFORILACIÓN 16. RAS 17. SOS 18. CASCADA DE MAP CINASAS 19. MAPKKK 20. PI3 CINASA 21. AKT EJERCICIO ESCRIBE LO QUE SEPAS DE LOS SIGUIENTES TÉRMINOS

48 BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA Los temas de GPCRs y TKRs pueden consultarlos de manera muy clara en: Alberts B, et al (2010). Essential Cell Biology. Garland Science, USA. 3rd ed.

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