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1
Transdução de Sinais
Bioquímica I
Aula 17+18
2
Biossinalização
FUNDAMENTAL PARA A 
VIDA
pH,
Pressão osmótica,
Disponibilidade de alimentos,
Oxigênio,
Luz,
Predadores e tóxicos
RESPOSTAS
3
Etapas da Sinalização
1) Síntese e liberação da 
molécula sinalizadora 
pela célula sinalizadora.
3) Detecção do sinal pela 
célula alvo através de um 
receptor específico.
Resposta 
celular
4) Modificação do metabolismo, da 
função ou do desenvolvimento celular 
acionada pelo complexo sinal-receptor.
2) Transporte da molécula 
sinalizadora até a célula 
alvo.
4
Etapas da Sinalização
Sinais que induzem respostas nas células
Antígenos
Glicoproteínas de superfície
Componentes da matrix extracelular
Fatores de crescimento
Hormônios
Luz
Neurotransmissores
Odores
Feromômios
outros
5
Tipos de Sinalização Extracelular
Autócrina
A célula secreta moléculas sinalizadoras que agem sobre seus 
próprios receptores
Ex: Fatores de crescimento, eicosanóides
Uma única célula 
recebe um sinal 
autócrino fraco
Em um grupo de células 
idênticas, cada célula recebe 
um sinal autócrino fraco
Molecular Biology of the Cell, 4a Ed. (traduzido)
6
Tipos de Sinalização Extracelular
Parácrina
Moléculas sinalizadoras
secretadas por uma célula 
atuam em alvos próximos
ou como 
mediadores locais
Ex: fatores de crescimento, 
citocinas, interleucinas e 
neurotransmissores
Molecular Biology of the Cell, 4a Ed. (traduzido)
Célula 
sinalizadora
Mediador 
local
Células-alvo
7
Tipos de Sinalização Extracelular
Endócrina
Célula endócrina
Receptor
Célula-alvo
Hormônio
Corrente 
sanguínea
Célula-alvo
Moléculas sinalizadoras 
(hormônios) agem em 
células distribuídas no 
organismo
Ex: EGF (crescimento)
Molecular Biology of the Cell, 4a Ed. (traduzido)
8
Tipos de Sinalização Extracelular
Célula 
nervosa
axônio
sinápse
neurotransmissor
Célula-alvo
Sináptica
Molécula sinalizadora
(neurotransmissor) age 
em uma célula alvo 
próxima onde foi 
formada a sinapse 
nervosa
Ex: acetilcolina
Molecular Biology of the Cell, 4a Ed. (traduzido)
9
Tipos de Sinalização Extracelular
Célula 
sinalizadora Célula-alvo
Molécula-sinal 
ligado na 
membrana
Molecular Biology of the Cell, 4a Ed. (traduzido)
Proteínas ligadas à 
membrana plasmática de 
uma célula podem 
interagir com receptores 
de uma célula adjacente.
Ex: Fator de crecimento 
epidérmico (EGF)
Dependente de contato
10
Propriedades da Transdução de Sinais
1) Especificidade
Molécula sinal
receptor complementar
encaixe específico
Lehninger, Principles of Biochemistry, 3a Ed. (modificado)
11
Propriedades da Transdução de Sinais
Hormônio do crescimento - receptor
12
Propriedades da Transdução de Sinais
2) Amplificação
Aumento geométrico 
do sinal
enzimas enzimas
cascata 
enzimática
Lehninger, Principles of Biochemistry, 3a Ed. 
(modificado)
13
Propriedades da Transdução de Sinais
3) Dessensibilização / Adaptação
REPOSTA
Ativação de um 
receptor
desativa receptor ou o 
remove da superfície 
celular
circuito 
retroalimentador
Lehninger, Principles of Biochemistry, 3a Ed. 
(modificado)
14
Propriedades da Transdução de Sinais
sinais 
múltiplos
REPOSTA
Sinais (X) ou potencial de membrana 
(Vm) possuindo efeitos opostos
Comunicação entre as 
vias de sinalização
resposta 
unificada
Lehninger, Principles of Biochemistry, 3a Ed. (modificado)
4) Integração
15
Propriedades da Transdução de Sinais
Células podem responder de formas diferentes ao 
mesmo sinal
Molecular Biology of the Cell, 4a Ed. 
16
Mecanismos Gerais de Transdutores de Sinais
Receptor enzimático
Ligante em extracelular 
domínio estimula 
atividade enzimática no 
domínio intracelular
Receptor Canal Iônico
Abre ou Fecha, de acordo 
com sinal ligante (S) ou 
potencial de membrana 
Receptor Ativador
Ligante externo (R) ativa Proteína 
de ligação ao GTP intracelular 
(G), a qual regula uma enzima que 
gera um segundo mensageiro 
intracelular, X.
Membrana 
plasmática
Envelope 
nuclear
Receptor Esteroíde
Ligação do esteróide 
em uma proteína 
nuclear receptora 
permite ao receptor 
regular a expressão 
específica de genes
17
Transdução por Canais Iônicos
Despolarização: influxo Na+, Ca2+
efluxo Cl-
Hiperpolarização: efluxo K+
Alterações balanceadas :
Na+, K+, Ca2+ e Cl-
Células sensoriais, 
miócitos e neurônios
Canais são reguláveis.
Potencial transmembrana
(Na+K+ ATPase)
18
Transdução por Canais Iônicos
Lehninger, Principles of Biochemistry, 3a Ed. 
Receptor Nicotínico da Acetilcolina
Membrana pós-sináptica (em certas sinapses) e
Junções neuromusculares (neurônio -miócitos)
Serotonina e Glutamato (K+, Na+, Ca2+); 
Glicina e GABA (ácido g-aminobutírico) (Cl- ou HCO-3)
19
Transmissão Neural
Sinal Elétrico
(potencial de ação)
Corpo neuronal axônio
impulso 
nervoso
Liberação de 
neurotransmissor na fenda 
sináptica
Abertura de Canais
Na+, Ca+ influxo
K+ efluxo
Canais Regulados por Voltagem
20
Receptores Enzimáticos
Lehninger, Principles of Biochemistry, 3a Ed. 
Receptor Tirosina-Quinase
INSULINA
Enzimas do metabolismo
Expressão gênica
Ligante interage no 
domínio extracelular
Domínio intracelular (Tyr-P) 
fosforila Tyr de proteínas
21
Receptores Enzimáticos
Receptor Tirosina-Quinase da Insulina
Cystein-rich 
domain
Fibronectin III
L1- domain
Tyrosine 
kinase
L2- domain
22
Receptores Enzimáticos
Receptor Tirosina Quinase 
da Insulina
23
Receptores Enzimáticos
Hubbard, R.R. & Till, S.H. (2000)
Fosforilção da Tirosina
24
Regulação da Expressão Gênica pela Insulina
Ligação da insulina/ 
fosforilação do receptor Tyr 
carboxiterminais
Receptor fosforila IRS-1 nos 
resíduos Tyr
Complexo: IRS-Gbr2-
Sos-Ras. 
Ras perde GDP 
Ras liga GTP
Ras ativada liga para 
Raf1 ativando-a
Raf-ativa (fosf-Ser) a 
MEK e MEK ativa (fosf-
Thr-Tyr) MAPK
MAPK vai para 
núcleo e ativa 
fatores de 
transcrição Elk e 
SRFFatores Elk e SRF 
induzem 
transcrição de 
genes
25
Regulação do Metabolismo pela Insulina
Ativação da Glicogênio Sintase
IRS-fosforilada ativa PI3K 
que converte PIP2 em PIP3
PKB ligada PIP3 é ativada 
fosforilada e fosforila GSK3 
inativando-a
GSK3-inativa não 
inativa a 
Glicogênio Sintase
Síntese do 
Glicogênio 
acelerada
PKB estimula transportador 
de glicose (vesículas) a vir 
para a memb. Plasmática para 
captar glicose
26
Receptores Enzimáticos
PPi
Guanolil-
Ciclase
1 2
2º mensageiro 
Transmite Sinais 
intracelulares
Coração libera ANF (volumoso) 
e Rim: cGMP aumenta excreção 
de Na+ (água) reduzindo volume
1
2
Regula secreção de Cl- no 
intestino. Endotoxina (E.coli) 
liga para receptor e aumenta 
cGMP e diminui reabsorção 
de H2O (diarréia)
cGMP
27
Receptores Acoplados à Proteína G
e
Mensageiros Secundários
28
Receptores ligados à Proteína G
Ativação e auto-
inativação de Gs
29
Receptores ligados à Proteína G
Receptor b-adrenérgico da ADRENALINA
PKA
ativa
Fosforila 
Proteínas Alvo 
de de resposta
1) Receptor
2) Proteína 
ligadora de 
GTP – “G”
3) Enzima que 
produz 
mensageiro 
secundário 
cAMP
30
Receptores ligados à Proteína G
Adenilil Ciclase
Proteína Gs
Segundo mensageiro
Ativação da 
PKA
Fosforilação de 
Proteínas
Ligação da proteína G na Adenilil ciclase
31
Receptores ligados à Proteína G
Ativação da PKA (proteína kinase dependente de cAMP)
inibidor
ATP
Domínio auto-
inibitório
Ligação do 
cAMP
Liberação do 
Sítio Ativo
32
Receptores ligados à Proteína G
PKA
P
(Glicose)n
(Glicose)n-1
Estimulação da degradação de 
Glicogênio pela Adrenalina
Músculo
Fígado
33
Receptores ligados à Proteína G
Enzimas reguladas pela PKA (proteína kinase dependente de cAMP)
34
Cascata da Adrenalina
Amplificação do sinal
Receptores ligados à Proteína G
35
Receptores ligados à Proteína G
Efeito transitórioda Adrenalina
1) Auto-inativação de 
Gs (hidrólise do GTP)
EX: Toxina de cólera 
bloqueia ativ. GTPase
36
Receptores ligados à Proteína G
2) Degradação do cAMP pela fosfodiesterase
Efeito transitório da Adrenalina
Fosfodiesterase pode usar cAMP 
ou cGMP como substrato.
37
Receptores ligados à Proteína G
3) Dessensibilização do 
Receptor b-adrenérgico.
38
Outros
Mensageiros Secundários
39
Mensageiros Secundários – DAG e IP3
FOSFOLIPASE C
Fosfatidilinositol 4,5 bifosfato
Diacil Glicerol (DAG)
Fica na membrana
Inositol 1,4,5 trifosfato
(IP3)
Liberado na citoplasma
40
Ca2+ + DAG
ativam PKC que 
fosforila proteínas-
alvo
Fosfolipase C ativada
IP3 ativa canais de 
Ca2+ no retículo
[Ca2+]citop <10-7 vai 
para 10-6
41
Cálcio é mensageiro secundário de muitas 
transdução de sinais
Ex:
Exocitose no neurônio
Contração muscular
Rearranjos do 
citoesqueleto
42
Regulação da Transcrição por 
Hormônios Esteróides
43
Regulação da Transcrição por Tirosina Quinase (JAK\STAT)
1. Citocina (eg mediador inflamatório)
liga ao complexo receptor\JAK (Janus
Associated Kinase).
2. JAK ativada fosforila tirosina
específica de STAT (Signal Transducer
and Activator of Transcription).
3. STAT fosforilada dimeriza, e expõe o
sinal de localização nuclear.
4. O dímero de STAT é translocado ao
núcleo, onde associa com o DNA.
(1)
(2)
(3)
(4)
44
Regulação da Transcrição por Hormônios Esteróides – Receptores Nucleares
Efeito em 
horas ou 
dias
Ex: Tamoxifeno compete com 
estrógeno no câncer de mama
45
Transdução de Sinal e Percepção 
Sensorial
46
Transdução sensorial na Gustação
Ex: 
doce
47
Transdução sensorial na Olfação
48
Transdução sensorial na Visão
Recepção da luz nos vertebrados
luz
Bastonetes 
claro-escuro
Cones cores
RETINA
49
Transdução sensorial na Visão
Hiperolarização dos Bastonetes pela Luz
 cGMP
 Influx de Na+
=> Hiperpolarização
50
Transdução sensorial na Visão
Mudança conformacional na Rodopsina
retinal
Proteína G 
transducina
rodopsina
Luz
Precursores na 
Vitamina A
51
Base molecular da absorção do fóton no bastonete
52
Transdução sensorial na Visão
Cada cél. Cone tem uma 
opsina diferente
Ambiente do cis-retinal 
diferentes
Receptores com espectro de 
absorção diferentes
CORES
Daltonismo: devido a mutações ou ausência do 
receptor
53
Mecanismos Gerais de Transdutores de Sinais
Receptor enzimático
Ligante em extracelular 
domínio estimula 
atividade enzimática no 
domínio intracelular
Receptor Canal Iônico
Abre ou Fecha, de acordo 
com sinal ligante (S) ou 
potencial de membrana 
Receptores Acopladas á 
Proteína G
Ligante externo (R) ativa Proteína 
de ligação ao GTP intracelular 
(G), a qual regula uma enzima que 
gera um segundo mensageiro 
intracelular, X.
Membrana 
plasmática
Envelope 
nuclear
Receptor Esteroíde
Ligação do esteróide 
em uma proteína 
nuclear receptora 
permite ao receptor 
regular a expressão 
específica de genes
54

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