Resumo: Apoptose e Matriz Extracelular

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RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS 
FACULDADE DE MEDICINA 
 
 
 
 
 
 
APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
 
 
 
 
 
 
MÁRCIO PINHEIRO LIMA 
10/09/2014 
 RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
APOPTOSE 
DEFINIÇÕES GERAIS 
 Morte celular programada pode ocorrer por apoptose 
 Fosfatidilserina é lançado para a parte extracelular da membrana plasmática das 
células apoptóticas 
o Reconhecido pela Anexina V 
 Caspases (c para cisteína e asp para ácido aspártico): parte da maquinaria celular 
responsável pela apoptose 
o Sintetizadas nas células como procaspases ativadas por clivagem proteolítica 
catalisada por caspases já ativas 
o Existem procaspases executoras que clivam e ativam procaspases executoras e 
proteínas específicas na célula 
o Caspases iniciadoras têm pró-domínios longos que contém um domínio 
recrutador de caspases (CARD), que permite que se liguem a prteínas 
adaptadoras em complexos de ativação quando a célula recebe o sinal 
apoptótico. Quando nesses complexos as caspases permanecem muito 
próximas, o que é suficiente para ativá-las 
 
 
VIA EXTRÍNSECA 
 
 
 
LIGAÇÃO DE 
RECEPTORES 
•Receptores de morte pertencem à família TNF (inclui o próprio TNF e Fas) 
•Ao se ligar ao ligante Fas os domínios de morte na cauda do receptor 
recrutam proteínas adaptadoras 
FORMAÇÃO 
DO DISC 
•Proteínas adaptadoras recrutam procaspases-8, -10 ou ambas 
•O recrutamento forma o DISC (Death-inducing Signalling Complex) 
CASCATA DE 
CASPASES 
•As caspases iniciadoras no DISC se ativam 
•Após a ativação as caspases inciadoras ativam caspases executoras 
 RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
 
VIA INTRÍNSECA 
 A via intrínseca da apoptose depende da liberação de proteínas mitocondriais que 
normalmente ocupam o espaço intermembranas, com destaque para o citocromo c 
o No citosol o citocromo c se liga a uma proteína adaptadora de ativação de 
procaspases chamada Apaf1. A Apaf1 se oligomeriza num heptâmero 
chamado apoptossomo. As Apaf1 no apoptossomo então recrutam 
procaspases iniciadoras do tipo procaspase-9 
o As procaspases-9 são ativadas por proximidade e viram caspases-9, que ativam 
outras caspases executoras 
VIA INTRÍNSECA 
 
LIGAÇÃO ENTRE VIA EXTRÍNSECA E VIA INTRÍNSECA 
 A via intrínseca da apoptose pode ser regulada principalmente pela família de 
proteínas Bcl2 
o As Bcl2 regulam a via intrínseca controlando a liberação de citocromo c e 
outras proteínas mitocondriais no citosol 
o Podem ser proapotóticas ou antiapoptóticas 
o Antiapoptóticas: Bcl2 e Bcl-XL 
o Proaptóticas 
 BH123: Bax e Bak 
 Bax é citosólica e só se desloca para a membrana mitocondrial 
quando recebe o sinal apoptótico 
 Bak está ligada à membrana externa mitocondrial 
 BH3-apenas: Bim, Puma, Noxa, Bid 
LIBERAÇÃO DO 
CITOCROMO C 
•O citocromo c é liberado da mitocôndria para o citosol 
FORMAÇÃO DO 
APOPTOSSOMO 
•No citosol o citocromo c se liga à Apaf1, causando a hidrólise do dADP ligado 
a dATP da proteína 
•A troca de de dADP por dATP ou ATP causa a formação do apoptossomo 
CASCATA DE 
CASPASES 
•As procaspases-9 são recrutadas para o apoptossomo através de seu 
domínio CARD (domínio recrutador de caspases) 
•As procaspases-9 próximas se ativam e podem clivar e ativar caspases 
executoras 
 RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
 Quando um estímulo apoptótico dispara a via intrínseca as proteínas BH123 formam 
oligômeros na membrana mitocondrial externa, liberando o citocromo c e outras 
proteínas 
 As proteínas Bcl2 antiapoptóticas encontram-se na membrana externa mitocondrial, 
do RE e nuclear. Inibem a via apoptótica se ligando a uma proteína Bcl2 apoptótica 
inibida 
 As proteínas BH3-apenas ligam os estímulos apoptóticos e a via intrínseca da apoptose 
o Inativam as proteínas Bcl2 antiapoptóticas. Essa inativação permite o 
agrupamento de Bax e Bak na superfície da membrana 
o Na ausência de sinais de sobrevivência celular uma via de sinalização que 
depende da MAP-cinase JNK ativa a Bim 
o Em resposta a dano no DNA que não pode ser reparado a proteína supressora 
tumoral p53 se acumula, o que causa a transcrição de genes que codificam 
Puma e Noxa 
o Quando receptores de morte ativam a caspase-8 na via extrínseca ela cliva Bid, 
gerando tBid. tBid se desloca para a membrana mitocondrial, onde inibe 
proteínas Bcl2 antiapoptóticas 
 
LIGAÇÃO DE VIA EXTRÍNSECA COM VIA INTRÍNSECA 
 
INIBIÇÃO DA APOPTOSE 
 Os inibidores de apoptose (IAPs) ligam-se às caspases ativadas e as inibem, algumas 
vezes as marcando para destruição. Assim, protegem a célula de ativações 
espontâneas de caspases 
 Na ativação da via intrínseca um dos tipos de proteínas liberadas pela mitocôndria são 
as anti-IAPs, que bloqueiam a atividade inibidora das caspases 
ESTÍMULO 
APOPTÓTICO 
•Chegada do estímulo apoptótico 
•Ativação de proteínas BH3-apenas 
INATIVAÇÃO 
•Proteínas BH3-apenas inativam proteínas Bcl2 
antiapoptóticas 
•Removida a inibição, as proteínas BH123 se agregam 
LIGAÇÃO COM A 
VIA INTRÍNSECA 
•O agregamento das proteínas BH123 causa a liberação 
de citocromo c e outras proteínas no citosol 
• Início da via intrínseca 
 RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
 Fatores de sobrevivência são moléculas de sinalização extracelular que previnem a 
apoptose 
o Podem atuar de várias formas 
 Estimulando a produção de proteínas Bcl2 antiapoptóticas 
 Ativando a cinase serina/treonina Akt, que pode fosforilar e inativa a 
proteína Bad. Quando ativa a Bad promove apoptose ao inibir Bcl2 
 Inibindo proteínas anti-IAP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
 MATRIZ EXTRACELULAR 
LÂMINA BASAL 
 A lâmina basal é o suporte do epitélio. Também circunda as células musculares, 
células adpiosas e células de Schwann. Nos glomérulos a lâmina basal atua como um 
filtro 
o DOENÇA RELACIONADA: epidermólise bolhosa juncional 
 Constituída principalmente de duas classes de moléculas: proteínas fibrosas 
(normalmente glicoproteínas) e glicosaminoglicanos (GAGs), que podem se unir a 
proteínas centrais para formar proteoglicanos 
 A maior parte da lâmina basal madura contém as glicoproteínas laminina, colágeno 
tipo IV e nidogênio e o proteoglicano perlecana. Outras moléculas, como o colágeno 
tipo XVIII e a fibronectina, importante na adesão do tecido cojuntivo com a matriz 
 A laminina é a organizadora primária das camadas da lâmina. A laminina-1 é uma 
proteína flexível formada por três cadeias polipetídicas longas (α, β e γ), que podem se 
ligar a outras proteínas 
 As moléculas de colágeno tipo IV formam múltiplas camadas flexíveis e planas 
 Nidogênio e perlecana conectam as redes de colágeno e laminina 
 A lâmina basal pode atuar como barreira seletiva ao movimento de células. No tecido 
epitelial, por exemplo, impede que fibroblastos a atravessem, mas não impede 
macrófagos, linfócitos ou processos nervosos 
INTEGRINAS 
 Os receptores de matriz prendem a célula à lâmina basal e permitem à matriz afetar o 
comportamento celular ou à célula afetar a matriz 
 Os principais receptores de matriz são as integrinas 
o As integrinas são compostas por subunidades α e β não covalentemente 
ligadas que atravessam a membrana 
o A porção extracelular se liga a proteínas da membrana basal como a laminina 
ou a fibronectina 
o A porção citosólica se liga a proteínas que a conectam ao citoesqueleto. A mais 
importante dessas é a talina 
 As integrinaspodem sofrer mudanças de uma conformação ativa para uma 
conformação inativa. A mudança de conformação em uma extremidade afeta a outra 
o Quando inativa as porções da integrina ficam aderidas uma à outra 
o Quando uma integrina se liga a um ligante fora da célula os domínios 
extracelulares se desdobram juntamente com os intracelulares, que se ligam 
ao citoesqueleto, numa ativação “de fora pra dentro” 
o A talina compete com a cadeia α da integrina para ligação na cadeia β. Quando 
uma talina se liga à cadeia β esta se afasta da cadeia α, causando a separação 
das duas cadeias, numa ativação “de dentro pra fora” 
 RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
 Sinais recebidos de moléculas-sinal intracelulares (como o PIP2, ou de 
vias de sinalização por receptores ligados à proteína G e receptores 
tirosina-cinase) podem causar a ligação da talina 
 A ativação das integrinas também pode influenciar a recepção de 
sinais nas vias de sinalização 
 
TIPOS DE INTEGRINA 
β1 
Encontrada na maioria das células dos 
vertebrados 
β2 
Expressas exclusivamente na superfície dos 
leucócitos. Ligam-se a contra-receptores da 
superfamília das Igs 
β3 
Encontradas em uma variedade de células, 
incluindo plaquetas 
Β4 Hemidesmossomos 
 
MACROMOLÉCULAS DE MATRIZ: GAGs E PROTEOGLICANOS 
 Na maioria dos tecidos conjuntivos as macromoléculas da matriz são produzidas pelos 
fibroblastos, na cartilagem pelos condroblastos e no osso pelos osteócitos 
 Os glicosaminoglicanos (GAGs) são cadeias polissacarídicas não-ramificadas 
compostas por um amino-açúcar que geralmente é sulfatado (N-acetilglicosamina ou 
N-acetilgalactosamina) e um ácido urônico (ácido glicurônico ou ácido idurônico). Seus 
tipos principais são hialuronana, sulfato de codroitina e sulfato de dermatana, sulfato 
de heparana e sulfato de queratana 
o São fortemente hidrofílicos e negativamente carregados 
o Ocupam um grande volume 
o A grande quantidade de água que atraem cria uma pressão por inchaço 
(turgor) que permite à matriz suportar compressão 
o A hialuronunana é uma GAG atípica. Não é sulfatada e é composta por 
unidades dissacarídicas repetidas no mesmo padrão, e geralmente não está 
ligada a uma proteína central 
 É produzida em grandes quantidades no desenvolvimento 
embrionário, onde atua como preenchimento, sendo degradada pela 
hialuronidase. Também é produzida na cicatrização 
 Com exceção da hialuronana todos os GAGs a um núcleo protéico na forma de 
proteoglicanos 
o O GAG é ligada ao núcleo protéico primeiramente em uma cadeia lateral 
de serina, onde se fixa um ligante tetrassacarídico composto por xilose, 
galactose, galactose e ácido glicurônico 
 Os proteoglicanos podem se ligar a moléculas sinalizadoras e podem aumentar ou 
diminuir sua atividade 
 Alguns proteoglicanos estão ligados ou inseridos na bicamada lipídica e podem 
atuar como correceptores 
o Um tipo importante de proteoglicano de membrana são as sindecanas 
 RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
SÍNTESE DA 
CADEIA PRÓ-α 
•Além de conter sinais de endereçamento, a cadeia pró-α contém pró-peptídeos adicionais 
HIDROXILAÇÃO DE 
PROLINAS E LISINAS 
SELECIONADAS 
•A hidroxilação forma hidroxiprolinas e hidroxilisinas na cadeia 
•Necessita do ácido ascórbico para ocorrer 
GLICOSILAÇÃO DE 
HIDROXILISINAS 
SELECIONADAS 
•Hidroxilisinas selecionadas são glicosiladas, dando um aspecto de glicoproteína ao pró-colágeno 
•Após esse processo o colágeno assume sua composição normal, sendo formado principalmente por 
prolinas, hidroxiprolinas e glicinas 
AUTOMONTAGEM DE 
TRÊS CADEIAS PRÓ-α E 
FORMAÇÃO DE HÉLICE 
TRIPLA 
•Nesta etapa o pró-colágeno encontra-se pronto para ser secretado 
SECREÇÃO 
•Na secreção os pró-peptídeos ainda se encontram ligados à molécula de pró-colágeno 
CLIVAGEM DOS 
PRÓ-PEPTÍDEOS 
•Enzimas específicas fora da célula removem os pró-peptídeos 
•A partir dessa etapa o colágeno deixa de ser pró-colágeno para virar colágeno 
AUTOMONTAGEM 
EM FIBRILAS E 
FIBRAS 
•As moléculas de colágeno se agrupam em fibrilas, que posteriormente se transformam em fibras 
COLÁGENO 
 Os colágenos são compostos por uma tripla hélice onde três cadeias polipeptídicas 
(cadeias α). São ricos em prolina e glicina 
o A glicina, sendo o menor aminoácido, permite que o colágeno se enrole 
em tripla hélice 
 Colágenos podem ser fibrilares (como o tipo I) e se reunirem como fibrilas de 
colágenos após serem secretados. Essas fibrilas podem então se unir e formar 
fibras colágenas, associados a fibrilas (como os tipos IX ou XII), ou formadores de 
rede (como o tipo IV) 
 O colágeno resiste a forças tensoras 
 
SÍNTESE DO COLÁGENO 
 
 RESUMO: APOPTOSE E MATRIZ EXTRACELULAR 
FIBRAS ELÁSTICAS 
 Vários tecidos necessitam de força elástica para exercerem sua função. As fibras 
elásticas na matriz desses tecidos fornecem a resistência necessária 
 O principal componente das fibras elásticas é a elastina 
o Principal proteína de matriz extra-celular das artérias 
 O núcleo das fibras de elastina é coberto por uma camada de microfibrilas 
compostas por glicoproteínas como a fibrilina 
o DOENÇA RELACIONADA: síndrome de Marfan 
PROTEÍNAS DE LIGAÇÃO 
 A matriz extra-celular contém várias proteínas que se ligam a fibras de colágeno, 
outras macromoléculas e receptores de superfície celular 
 A fibronectina é um dímero e suas subunidades são ligadas por ligações dissulfeto. 
Cada dímero é dividido em várias subunidades e estas são divididas em módulos. A 
fibronectina é capaz de realizar ligações com diversas estruturas, como com o 
colágeno, células e heparinas. 
 A fibronectina se liga às integrinas por meio da sequência RGD, formada por Arg-
Gly-Asp 
DEGRADAÇÃO DE MATRIZ 
 A matriz geralmente é degradada por proteases que atuam próximas às células 
que as secretam 
o Geralmente metaloproteases de matriz, que dependem da ligação de Ca2+ 
ou Zn2+ para sua atividade, ou serina-proteases, que possuem serinas 
reativas 
 As proteases de matriz são estritamente reguladas por três mecanismos básicos: 
o Ativação local: as proteases são secretadas como precursores inativos que 
podem ser ativados localmente quando necessário. Um exemplo é o 
plasminogênio, que quando ativado por clivagem auxilia a destruição dos 
coágulos sanguíneos 
o Confinamento por receptores de superfície celular: nesse caso as 
proteases se ligam a receptores de superfície em células, confinando sua 
área de ação. Isso ocorre com o ativador de plasminogênio tipo urocinase 
(uPA), ligado à extremidade de axônios em crescimento 
o Secreção de inibidores: nesse caso a ação das proteases é restrita pela 
secreção de inibidores como os TIMPs e as serpinas