TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES: TIROSINA QUINASAS

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1 TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES: TIROSINA QUINASAS Dra Claudia Tomes

2 REACCIÓN de FOSFORILACIÓN CATALIZADA POR PROTEINA QUINASAS SUSTRATO-aa-OH + APPP (ATP) SUSTRATO-aa-OP + APP (ADP) Ser/Tre quinasas fosforilan residuos serina y/o treonina Tirosina quinasas (PTK) fosforilan residuos tirosina

3 SEÑALES RECIBIDAS POR RECEPTORES EN LA CARA EXTERNA DE LA SUPERFICIE CELULAR SON TRANSMITIDAS AL INTERIOR POR MEDIO DE COMBINACIONES DE PEQUEÑAS Y GRANDES MOLÉCULAS SEÑALIZADORAS INTRACELULARES

4 FUNCIONES: -AYUDAR A LA CÉLULA A DECIDIR SI TIENE QUE CRECER O NO -REGULAR LA PROLIFERACIÓN Y DIFERENCIACIÓN CELULARES -PROMOVER LA SUPERVIVENCIA - MODULAR EL METABOLISMO

5 VÍAS DE TRANSDUCCIÓN INTRACELULARES LLEVAN LA INFORMACIÓN DESDE LA MEMBRANA PLASMÁTICA AL NÚCLEO Ej: VÍA DE LA Ras. Ras ES UN INTERRUPTOR MOLECULAR QUE MEDIA LAS ACCIONES DE LA MAYORÍA DE LOS RTK

6 RECORDANDO LO APRENDIDO EN LAS CLASES DEL CICLO CELULAR Y SU REGULACIÓN Molecular Biology of the Cell. 4th Ed, 2002

7 LIGANDOS PTK: PROTEÍNAS O PÉPTIDOS, SOLUBLES O UNIDOS A MEMBRANAS INTERACTÚAN CON SUS RECEPTORES POR MEDIO DE UNIONES NO COVALENTES (ELETROSTÁTICAS, PUENTES DE HIDRÓGENO, van der WAALS, etc) ACTÚAN A MUY BAJAS CONCENTRACIONES ( M) RESPUESTAS LENTAS (horas), QUE REQUIEREN MÚLTIPLES PASOS Y CONDUCEN EVENTUALMENTE - A CAMBIOS EN LA EXPRESIÓN GÉNICA

8 LIGANDOS de RTK (I): Factor de crecimiento epidérmico (EGF) Factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) Neurotrofinas, incluyendo el factor de crecimiento nervioso (NGF) Factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) Factor de crecimiento de hepatocitos (HGF) Factor de crecimiento endotelial (VEGF) Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) Factor estimulador de la formación de colonias de macr. (M-CSF) Insulina Ephrins

9 NO-RECEPTORES (Abl,Src,Lck,Yes, Fgr, Fyn, Lyn, Hck y Blk). PTK PUEDEN SER INTRACELULARES. SE UNEN A UN RECEPTOR Y SE ACTIVAN CUANDO DICHO RECEPTOR UNE SU LIGANDO. RECEPTORES (PDGF-R, EGF-R, Ins-R, etc). PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA QUE UNEN HORMONAS Y FACTORES DE CRECIMIENTO

10 FAMILIAS DE TIROSINA QUINASAS TIPO NO RECEPTOR BLUME-Jensen & Hunter, Nature 411: , 2001

11 FAMILIAS DE TIROSINA QUINASAS TIPO RECEPTOR BLUME-Jensen & Hunter, Nature 411: , 2001

12 REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE UNA TIROSINA QUINASA TIPO RECEPTOR De Groot et al, Endocrine Reviews 27: (2006)

13 REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE TIROSINAS QUINASAS TIPO RECEPTOR: VARIACIONES PROTOTIPO: TK Y R EN EL MISMO POLIPÉPTIDO TK Y R EN DISTINTOS POLIPÉPTIDOS; UNIONES COVALENTES TK Y R EN DISTINTOS POLIPÉPTIDOS; UNIONES NO COVALENTES Cooper; De Groot et al, Endocrine Reviews 27: (2006)

14 NOS CONCENTRAMOS EN LA PARTE INICIAL DE LA VÍA

15 MECANISMO DE ACTIVACIÓN

16 QUÉ PASA DESPUÉS DE LA AUTOFOSFORILACIÓN? SE RECLUTA UNA PROTEÍNA ADAPTADORA (ej IRS) SE ACTIVA UNA ENZIMA (ej PLCγ) SE ACTIVA UNA KINASA (ej PI3K)

17 ESPECIFICIDAD: CADA FOSFOTIROSINA EN LA COLA CITOPLASMÁTICA DEL RECEPTOR RECLUTA UNA PROTEÍNA CITOSÓLICA DIFERENTE Molecular Biology of the Cell. 4th Ed, 2002

18 EJEMPLO: RECEPTOR DEL PDGF Molecular Biology of the Cell. 4th Ed, 2002

19 EJEMPLO: RET De Groot et al, Endocrine Reviews 27: (2006)

20 VÍA DE LA PLC GENERA DOS SEGUNDOS MENSAJEROS 1) DAG (DIACILGLICEROL), MENSAJERO QUE PERMANECE ANCLADO A LA MEMBRANA PLASMÁTICA. ALLÍ ACTIVA UNA Serina/Treonina QUINASA (PKC) DEPENDIENTE DE CALCIO Y FOSFOLÍPIDOS 2) IP 3 (INOSITOL1,4,5 tri-fosfato, MENSAJERO SOLUBLE QUE SE UNE A RECEPTORES ESPECÍFICOS EN LA MEMBRANA DEL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO. ESTA UNIÓN PROVOCA LA SALIDA DE CALCIO DE ESTA ORGANELA

21

22 CONCEPTO DE CASCADA A B C D RESPUESTA

23 LAS PTK AUTOFOSFORILADAS RECLUTAN PROTEÍNAS CITOSÓLICAS Grb2 = proteína adaptadora Ras-GDP = inactiva Sos = GEF para ras Movies en Cortesía del Dr Donald Slish

24 CICLO DE ACTIVACIÓN/DESACTIVACIÓN DE PROTEÍNAS G MONOMÉRICAS Molecular Biology of the Cell. 4th Ed, 2002 GEF (SOS)= guanine nucleotide exchange factor GAP = GTPase activating factor

25 A DIFERENCIA DE LOS RECEPTORES CON SIETE DOMINIOS TRANSMEMBRANA, RTK NO INTERACTÚAN DIRECTAMENTE CON SU PROTEÍNA G (Ras) TANTO LA FOSFORILACIÓN EN TIROSINA COMO LA ACTIVACIÓN DE Ras SON FENÓMENOS TRANSIENTES, FINALIZADOS POR FOSFATASAS Y GAPs. Ras CONVIERTE ESTAS SEÑALES EN OTRAS MAS PERDURABLES A TRAVÉS DE UNA CASCADA DE FOSFORILACIONES EN SERINA Y TREONINA.

26

27 Ras-GTP INICIA UNA CASCADA DE FOSFORILACIONES Raf es una Ser/Threo quinasa MEK es una quinasa dual que fosforila Threo y Tyr en MAPK

28 MAPK-P TRANSLOCA AL NÚCLEO, DONDE ACTIVA FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN La MAPK activa transloca al núcleo, donde activa la transcripción de los factores de transcripción fos y jun

29 EJEMPLO: INSULINA RESPUESTA TEMPRANA RESPUESTAS TARDÍAS

30 SE ACTIVAN GENES PARA LA DIVISIÓN CELULAR. EN OTRAS PALABRAS, LA ESTIMULACIÓN DE PTK CONDUCE A LA PROLIFERACIÓN A DIFERENCIA DE LAS CÉLULAS NORMALES QUE NO SE DIVIDEN A MENOS QUE SEAN ESTIMULADAS POR FACTORES DE CRECIMIENTO, LAS CANCEROSAS SE EMBARCAN EN MITOSIS DESCONTROLADA. LA MUTACIÓN PUEDE OCURRIR EN CUALQUIER PUNTO DE LA CASCADA

31 EJEMPLO DE MUTACIÓN EN EL RTK (ej RET EN MEN2A) SITUACIÓN NORMAL CÁNCER

32 INHIBIDORES DISEÑADOS CONTRA TARGETS ESPECÍFICOS ACTUALMENTE EN DESARROLLO (Fase I, II y III y aprobados) a = Inhibidores de GFR: Ab monoclonales; pequeños inhibidores de PTK b = antagonistas de Ras: oligonucleótido antisense; inhibidores de farnesil transf c = antagonistas de Raf: oligonucleótido antisense; pequeños inhibidores d = antagonistas de MEK: pequeños inhibidores

33 BIBLIOGRAFÍA MOLECULAR CELL BIOLOGY, Lodish, Berk, Zipursky, Matsudaira, Baltimore, Darnell. 4 th Edition. W.H. Freeman and Company, Movies en THE WORLD OF THE CELL, Becker, Kleinsmith, Hardin. 4 th Edition. Benjamin/Cummings, 2000 MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL. Alberts, Bray, Lewis, Raff, Robrts, Watson. 4 Edicion, 2002 Garland Publishing. Gratis en QUÍMICA BIOLÓGICA. Antonio Blanco. 7 ma Ed, El Ateneo, 2001

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