Aula sinalização 2

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Agentes sinalizadores
Peptídeos e proteínas (insulina , citocinas, fatores de crescimento)
Esteróides (estradiol, testosterona)
Gases solúveis (NO, CO)
Nucleotídeos, retinóides, derivados de ácidos graxos
Luz
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Natureza das moléculas sinalizadoras
hidrofílicas
hidrofóbicas
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Hormônios esteróides e seus receptores intracelulares
DT
DL
Núcleo
citoplasma
DNA
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Receptores acoplados a proteína G (GPCR)
 A classe mais numerosa de receptores superfície (fungos - mamíferos)
 Mamíferos: células olfatórias usam de 500 a 1000 diferentes GPCrs
e outras células usam outros 500 diferentes tipos de GPCRs para responder a 
diversos estímulos
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Mecanismo de ativação 
dos GPCRs
Ativação da Proteína G
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subunidades Ga 
atividade GTPásica 
 são capazes de hidrolizar GTP em GDP
Desativação da Proteína G
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Subunidade a 
ativada 
 
Enzima ativada 
síntese de moléculas mensageiras que atuam em proteínas alvo intracelulares 
 
Substrato 
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Substratos alvos ativados pelos GPCRs
Os maiores segundo mensageiros produzidos a partir da ativação dos GPCRs:
cAMP
Inositol trifosfato (IP3)
Diacilglicerol (DAG)
Canal de K+
Adenilato
ciclase
cAMP
PKA
PLC-b
IP3 DAG
Ca2+ PKC
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Proteína Gbg pode ativar canais iônicos
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Proteína G e AMPc
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Mecanismo de ativação 
da Adenilato-ciclase
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AMP cíclico-PKA estimula a quebra de glicogênio
mas inibe a sua síntese
Aumento do AMPc
Estimulação da quebra de
 glicogênio
Inibição da síntese de
 glicogênio
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Enzimas fosfodiesterase
 AMPc + H2O  AMP
A fosfodiesterase que cliva o AMPc é ativada pela PKA
o AMPc estimula a sua própria degradação levando a uma rápida dimuição do sinal gerado pelo AMPc
Controle da Sinalização via AMPc
� EMBED ChemDraw.Document.4.5 ���
cAMP
_995715997.cdx
_1054628864.cdx
_1054629572.cdx
_966260460.cdx
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GPCR
Gas
Adenilato-ciclase
AMPc
PKA
GPK
GP
Glucose 1- fosfato
GS
CREB
Transcrição gênica
Inibição da síntese de glicogênio
PKA = proteína quinase A
GPK = quinase glicogênio fosforilase
GP = glicogênio fosforilase
GS = glicogênio sintase
= ativação
= inibição da 
ativação
P
P
P
P
Fosfodiesterase 
de
AMPc
Núcleo
citoplasma
adrenalina
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Algumas Respostas celulares mediadas pelo 
AMP cíclico
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Mecanismo de ativação da fosfolipase C
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Receptor associado à Proteína G
Fosfolipase C
DAG
IP3
Ca+2
PKC
Calmodulina
Calmodulina
Quinase
CaM-quinase abundante nas sinapses
Importantes para a memória
Proliferação celular
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Mecanismo de ativação da Calmodulina quinase (CaM-quinase)
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Sinalização induzida pela luz em células 
Fotorreceptoras bastonadas da retina
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Bastonete da retina
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Luz
citosol
lúmem 
Disco 
fosfodiesterase 
ativa 
Membrana 
plasmática 
dos bastonetes 
abertura do canal iônico 
aumenta a conc. 
de GMPc 
Adaptada ao escuro
rodopsina
Fechamento do canal iônico
 
 [GMPc] 
fosfodiesterase 
inativa 
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Receptores Associados a Enzimas
Segundo tipo mais importante de receptores de superfície celular
Seis classes de receptores:
1) tirosino-quinases: fosforilam tirosinas específicas
2) associados a tirosino-quinases: se associam com proteínas com atividade
tirosino-quinase
3) tipo tirosino-fosfatase: removem o grupo fosfato de tirosinas de proteínas sinalizadoras específicas
4) serinotreonino-quinases: fosforilam serinas ou treoninas específicas em proteínas reguladoras de genes
5) guanilil-ciclases: catalisam diretamente a produção de GMPc no citosol
6) associados à histidino-quinase: quinase fosforila suas próprias histidinas, transferindo o fosfato para uma segunda proteína sinalizadora
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Receptores Tirosino-quinases
ligante
Domínio
tirosino-quinase
Ativação
via
diferentes
hormônios
rearranjo leva à autofosforilação 
domínios quinase próximos fosforilam um ao outro em múltiplas tirosinas
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Receptores tirosina quinase
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Mecanismo de ativação dos Receptores Tirosina Quinase
Monômeros
 inativos
trans-fosforilação
Dimerização
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Receptores Tirosino-quinases
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Receptores Associados a Tirosino-quinases
EPO/Interferons
tirosina quinase
(Tyr K)
proteína substrato
proteína substrato
fosforilada
ligante
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Proteínas com atividade GTPase
família Ras
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Proteínas de sinalização intracelular
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Proteínas Adaptadoras
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Proteínas Adaptadoras
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Proteínas Integradoras
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Segundos mensageiros
-moléculas pequenas
-gerados em resposta à ativação do receptor
-difundem-se para longe da fonte geradora
hidrossolúveis – citosol (ex: AMPc e Ca+2)
lipossolúveis – membrana plasmática (ex: diacilglicerol)
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Epinefrina
Amplificação
Amplificação
Amplificação
Amplificação
Adenilil
ciclase
AMPc
Proteína quinase A
(PKA)
Ativação da enzima
Produto
AMPc
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A sinalização via proteína G ativa a transcrição gênica.
1 - Síntese de AMPc
2- Ativação da Pka pelo AMPc 
3- A unidade catalítica da PKA migra para o núcleo
4- Ativação da cAMP response element binding protein (CREB transcription factor)
5- CREB se liga ao CRE e ativa o gene. 
6- Transcrição
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Resposta Rápida induzida por AMPc
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Receptor intracelular de Ca+2 - Calmodulina 
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Calmodulina – receptor intracelular de Ca+2
encontrada em todas as células eucarióticas
dose-resposta:  [ Ca+2]  ativação da calmodulina
não tem atividade enzimática própria – se liga a outras proteínas
ativa enzimas dependentes de Ca+2 – CaM quinases
quinase de cadeia leve de miosina – ativa contração
fosforilase quinase – degradação de glicogênio
CaM quinases multi-funcionais
	CaM quinase II – propriedade de memória molecular (autofosforilação)
		prolonga atividade da enzima (aprendizagem ?)
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NFAT – Nuclear Factor of Activated T lymphocytes
	induz síntese de IL-pró-inflamatórias (IL-2, IL-3, IL-4, TNF-α)
Receptor intracelular de Ca+2 - Calcineurina - NFAT
Calcineurina – fosfatase que ativa NFAT – (fosfatase 2B)
	alvo para ciclosporina e FK506 (tacrolimus)
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Via NFAT
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JAK- janus quinases
STAT – signal transducers and activators of transcription
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We have postulated that caloric restriction alters a transcription factor that plays a critical role in the regulation of the IL-2 gene. The transcription of the IL-2 gene is regulated by the binding of several transcription factors (NFAT, AP-1, AP-3, NF-kB, and OCT-1) to enhancer sequences within the 300-bp promoter region of the IL-2 gene (reviewed in 42,43). The transcription factors AP-1, AP-3, NF-kB, and OCT-1 are ubiquitous transcription factors; i.e., they are involved in regulation of a variety of genes in various tissues, whereas NFAT is an IL-2-specific transcription factor that is unique to T cells and binds to the NFAT purine-rich sequence in the IL-2 promoter (42,43). The NFAT transcription factor is a multipeptide complex consisting of a cytoplasmic component (NFAT-c) and constitutive and inducible nuclear component (NFAT-n) (44). The constitutive factor consists of members of a family of oncoproteins, i.e., Elf-1 (45). The inducible nuclear component consists of members of the Fos and Jun family of oncoproteins (46-49). Stimulation of T cells with an antigen/mitogen or phorbol ester induces the expression of the nuclear component of the NFAT complex, specifically Fos and Jun, through the protein kinase C (PKC) signaling pathway. In addition, an antigen, mitogenor calcium ionophore stimulates the translocation of NFAT-c from the cytoplasm into the nucleus through the inositol-1,4,5-triphosphate (IP3) signal transduction pathway. The cellular levels of calcium are elevated in the activated T cells, and it is believed that the increase in calcium levels activates the calcium-dependent phosphatase activity of calcineurin, which dephosphorylates NFAT-c (figure 2). The dephosphorylated form of NFAT-c then translocates into the nucleus and forms a complex with the nuclear components (Fos/Jun/Elf-1) of the NFAT complex. Binding of the NFAT complex (NFAT-c + NFAT-n) to the IL-2 promoter then stimulates the transcription of the IL-2 gene. 
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