Aula 8 BioCel Recepção e Transdução de sinais Med 2017 final (1)

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Comunicação celular: Moléculas 
sinalizadoras, receptores e vias de 
sinalização intracelular 
Profa. Dra. Enilza M Espreafico 
emesprea@fmrp.usp.br 
 
Laboratório de Biologia Celular e Molecular do Câncer 
Universidade de São Paulo 
Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto 
Departamento de Biologia Celular e Molecular 
Medicina – Primeiro ano - 2017 
EXEMPLOS DE RESPOSTAS 
CELULARES A UM SINAL QUÍMICO 
NO MEIO EXTRACELULAR 
Por que estudar os mecanismos de sinalização celular? 
Budding yeast cells responding to mating factor 
Comunicação intercelular precede o aparecimento dos 
organismos pluricelulares 
Figure 16-101 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Um glóbulo branco responde a quimioatraentes 
Resposta: A célula muda de forma e locomove em direção à fonte quimiotática 
Como? Através da polimerização de actina frontal e a contração na parte posterior. 
Como o sinal modifica o citoesqueleto de actina? 
Através de mecanismos de 
Transdução do sinal 
Figure 5.4b The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
Célula de carcinoma de 
mama emite um apêndice 
celular em resposta à 
aplicação localizada de 
EGF (microesfera coberta 
de EGF)
EGF
Figure 5.4a The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
+ PDGF
Fibroblastos
PDGFR-/-
48 horas
Fibroblastos
PDGFR+/+
Nulos para o 
receptor de 
PDGF - não o 
expressam 
Normais – 
expressam o 
receptor de 
PDGF 
Cicatrização de uma ferida: Efeito do fator de crescimento derivado de plaquetas 
(PDGF) em células normais (+/+) e células nulas (-/-) para PDGFR 
Figure 5.3 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
Armazenamento de PDGF pelas plaquetas – a coagulação sanguínea leva 
à liberação desse mitógeno e outros fatores de crescimento e de 
sobrevivência celular
Figure 6.4 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
Resposta ao soro no meio de cultura: mudanças na organização 
do citoesqueleto de actina 
Roteiro dos Tópicos Centrais 
 
1)   Formas de comunicação celular (sinalização intercelular) em animais e outros 
princípios gerais da comunicação celular 
 
 
2) Sinalização através de RECEPTORES intracelulares 
3) Sinalização através de RECEPTORES de superfície celular 
 
•  Receptores iônicos 
•  Receptores acoplados a proteína G 
•  Receptores enzimáticos (tirosina quinases / serina treonina quinases) 
•  Receptores cuja sinalização é dependente de proteólise 
Serão trabalhados no ED 
•  Formas de comunicação celular em animais (sinalização intercelular) 
1) Endócrina 
•  Os ligantes da sinalização endócrina são denominados hormônios. 
•  Eles são usualmente encontrados em baixas concentrações no sangue e líquido intersticial (< 
10-8 M), portanto os receptores de hormônios têm alta afinidade pelo ligante. 
•  Sinalização é relativamente lenta, pois depende de difusão e velocidade do fluxo sanguíneo. 
2) Via junção sináptica 
•  Neurotransmissão 
•  Formas de comunicação celular em animais (sinalização 
intercelular) 
•  Os ligantes são os neurotransmissores. 
•  Eles podem atingir altas concentrações (da ordem de ~10-4 M) na fenda sináptica. Portanto, os 
Receptores de neurotransmissores têm afinidade menor pelo seu ligante que os R de hormônios 
•  Sinalização rápida – em menos que um milisegundo 
3) Parácrina 
•  Formas de comunicação celular em animais (sinalização 
intercelular) 
4) Autócrina 
•  Formas de comunicação celular em animais (sinalização 
intercelular) 
b) Sinalização via junções 
comunicantes tipo fenda 
(GAP) - Justácrina 
c) Sinalização transmitida 
pela matriz extracelular, 
p.ex., via integrina 
(alguns chamam de 
Justácrina) 
a) Sinalização dependente 
de contato célula-célula – 
Justácrina. 
5) Justácrina 
•  Formas de comunicação celular em animais (sinalização 
intercelular) 
d) Via Sinapse imunológica (justácrina) 
 (junção sináptica transitória) 
•  Quantos ligantes existem adaptados para a função de comunicação celular em 
vertebrados? 
 
•  Quais são eles, onde são produzidos e como chegam à célula alvo? Agem a 
curta ou longa distância. Produzem respostas rápidas rápidas e lentas. 
•  Que concentração do ligante é necessária para que ele seja efetivo? 
•  Qual a afinidade dos receptores pelo seu ligante? 
•  Quantos genes do genoma humano codificam receptores? 
 
 
•  A natureza química do ligante tem alguma relação com o local onde o receptor 
se localiza na célula alvo? 
•  Ligantes são numerosos, variados em natureza química e agem 
sobre receptores específicos 
Passos da sinalização celular: 
• Síntese 
• Secreção 
• Transporte ou difusão no organismo 
• Detecção 
• Transdução 
• Inativação 
 da molécula sinalizadora (ligante) 
 do receptor (dessensibilização) 
•  A mesma molécula sinalizadora pode induzir diferentes tipos de respostas, de 
acordo com o tipo celular 
Figure 15-6 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
•  Características: Resposta rápida e resposta lenta 
•  Cada célula é programada geneticamente a responder a combinações específicas de sinais 
Como diferentes 
células necessitam 
de diferentes 
combinações de 
sinais para 
sobrevivência, 
cada tipo celular 
sofre restrição 
quanto a ocupar 
diferentes 
ambientes. 
•  Uma célula depende de múltiplos sinais extracelulares 
•  Uma célula animal é exposta a centenas de moléculas de sinalização em seu microambiente 
•  As células respondem aos sinais de maneira específica – a especificidade é adquirida por 
diferenciação ao longo do desenvolvimento 
Figure 15-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
•  O destino de uma célula durante o desenvolvimento depende da 
posição da célula no gradiente de morfógenos 
Hormônios esteroides 
Hormônios tireoidianos 
Ácido retinóico 
Vitamina D 
•  Ligante hidrofílico 
•  Ligante hidrofóbico 
•  Ligante gasoso 
•  Localização celular do receptor e natureza química do ligante 
1) Receptor de superfície celular: 
2) Receptor intracelular: 
Ex: Óxido Nítrico 
permeante, difusível 
Amino ácidos, 
catecolaminas, 
acetilcolina, 
nucleotídeos, 
peptídeos, proteínas 
 
•  Ligante hidrofílico se liga a um receptor de membrana e desencadeia uma 
sequência de eventos intracelulares através de uma via de sinalização (cascata 
de sinalização) 
RECEPTOR 
Alvos finais: 
Proteínas efetoras 
Proteínas sinalização 
intracelular 
RESPOSTA 
Ligante 
Via ou cascata 
de transdução 
do sinal 
Alvos finais: 
Proteínas efetoras 
Ligantes hidrofóbicos (com algumas exceções) e gasosos agem em receptores 
intracelulares que servem como receptor e efetor 
RECEPTOR 
INTRACELULAR 
Receptor e 
Efetor 
RESPOSTA 
Proteína 
reguladora da 
transcrição 
ou uma 
enzima 
Ligante 
Receptores intracelulares para ligantes 
hidrofóbicos e gasosos 
Moléculas sinalizadoras hidrofóbicas – hormônios esteroides, 
hormônio tireoideano 
Moléculas sinalizadoras hidrofóbicas - Vitamina D e ácido retinóico 
Os receptores de ácido (receptores nucleares 
tipo II), assim como o receptor do hormônio 
tireoidiano, são heterodímeros que ficam 
ligados no promotor dos genes alvos em 
complexo com co-repressores na ausência dos 
respectivos ligantes e, em presença do ligante, 
dissociam os corepressores e recrutam co-
ativadores transcricionais que promovem a 
transcrição dos genes alvos. 
Esquema geral da ação de hormônios esteróides e hormônio tiroidiano 
Hormônio esteróide 
Hormônio tiroidiano 
Transcriptional activation by the thyroid hormone 
receptor through ligand-dependent receptor 
recruitment and chromatin remodellingDOI: 10.1038/ncomms8048 
Superfamília de receptores nucleares e resposta ao ligante 
O ligante causa uma mudança conformacional no receptor 
Receptor inativo 
Receptor ativo 
Citoplasma 
ou núcleo 
núcleo 
Co-ativador ou 
co-repressor 
Figure 15-14d Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Estrutura tridimensional de um receptor nuclear 
Mudança conformacional na molécula receptora 
causada pelo ligante 
Figure 15-15 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Resposta: primária (precoce) e secundária (tardia) 
NO induz relaxamento vascular 
Como? 
Gases difusíveis dissolvidos no meio líquido podem agir como 
sinalizadores - Ex: Óxido nítrico (NO) 
Como o óxido nítrico (NO) causa o relaxamento vascular? 
Ação rápida pois o NO é convertido em nitritos e nitratos - meia vida ~5s 
Reversão se dá pela degradação do cGMP por uma enzima 
fosfodiesterase de cGMP 
Receptor e efetor: 
GUANILATO CICLASE 
relaxamento vascular NO 
 
1)   Nitroglicerina convertida em NO - Tratamento de 
angina – relaxamento de vasos que irrigam o músculo 
cardíaco 
2) Viagra ou cialis – inibidores da Fosfodiesterase de 
cGMP tipo 5 – corpo cavernoso do pênis e retina 
Aplicações clínicas que demonstram da importância 
fisiológica do NO no relaxamento vascular 
Analogia entre redes de sinalização biológicas & 
circuitos eletrônicos 
 
 
Ambas se utilizam de hierarquias, gatilhos, 
modulação, redundância e retroalimentação. 
Mais alguns princípios gerais… 
Figure 15-11 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
O tempo de vida de molécula sinalizadora precisa ser curto para que a resposta 
decaia ao cessar o estímulo e a célula restitua o estado de repouso, necessário para 
prontamente responder a novo estímulo 
Meia-vida Meia-vida 
A inativação é crucial para determinar a magnitude, rapidez e duração da resposta 
Conversão de ativa para inativa e vice-versa é crucial para sinalização 
Proteína 
quinase 
Fosfatase 
GEF 
GAP 
GEF = fator de troca 
GAP = ativador da GTPase 
Proteína 
G 
Comutadores moleculares: mudam de um estado inativo para ativo e vice-versa – a via de 
sinalização precisa recuperar o estado de repouso: ‘cada mecanismo de ativação requer um de 
desativação’ 
- proteina inativa - 
- proteina ativa - 
Fosfatase = remove o fosfato 
quinase 
•  Quais são as duas formas de interruptores (ou comutadores) e 
como ocorre a alternância entre os dois estados (mencione as 
enzimas envolvidas nos processos de ligar e desligar)? 
Figure 15-23 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Relação sinal-resposta 
Modos como as células respondem ao aumento gradual na concentração do ligante. 
Resposta ‘gradual’ ou resposta ‘tudo ou nada’ (all or none) 
Figure 15-24a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Características da resposta da população total de ovócitos estimulados 
Maturação de ovócitos em 
resposta à progesterona 
•  A resposta aumentou gradualmente 
em todos os ovócitos com o aumento 
da concentração do hormônio? 
•  A resposta foi tudo ou nada no nível 
das células individuais? 
(C) é a alternativa correta! 
Figure 15-25 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
•  Cooperatividade alostérica produz respostas abruptas (tudo 
ou nada). 
•  Resposta abruptas no caso de ativação de uma enzima e 
inibição de outra que cataliza reação oposta 
Figure 15-26 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Vias de sinalização intracelular faz uso de alças de retroalimentação 
positivas e negativas 
Figure 15-27 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Mecanismo de retroalimentação positiva dependente do 
produto da reação enzimática 
Pode criar respostas estáveis 
que permanecem por longo 
tempo após um estímulo 
transitório 
 
Importante durante o 
desenvolvimento, criando 
modificações estáveis na 
célula e sua progênie 
Figure 15-28 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Vias de sinalização intracelular faz uso de alças de retroalimentação 
positivas e negativas 
Figure 15-29 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Dessensibilização após ação da molécula 
sinalizadora extracelular 
degradação 
Receptores da Superfície Celular 
Quatro classes 
A) Receptor CANAL de IONS (Ionogênico) 
B) Receptor acoplado a PROTEINA-G TRIMÉRICA 
C) Receptor PROTEÍNA QUINASE (ou ligado a proteína 
quinase): 
D) Receptores que transmitem sinais por meio do controle da 
proteólise de moléculas sinalizadoras intracelulares 
1) RECEPTOR TIROSINA QUINASE (RTK) 
2) RECEPTOR LIGADO A TIROSINA QUINASE (RTKL) 
 3) RECEPTOR SERINA/TREONINA QUINASE (RSTKs) 
Classe C 
Receptor PROTEÍNA QUINASE (ou ligado a 
proteína quinase) 
Três subclasses: 
Classifique os receptores de superfície celular em quatro 
classes, segundo o mecanismo de transdução de sinal. 
-___________________ 
-___________________ 
-___________________ 
-___________________ 
B) Receptor ligado a PROTEINA-G TRIMÉRICA 
Tipos de receptores de superfície celular 
Especialidade de tecidos excitáveis 
A) Receptor CANAL IÔNICO 
C) Receptor enzimático (quinase) ou Ligado 
a uma Quinase 
---Alvos: uma enzima ou um canal iônico 
Via de sinalização intracelular genérica desencadeada por um ligante ao ligar um 
receptor de superfície celular 
Plataforma temporária 
para transmissão do sinal 
Segundo mensageiro (mediador 
intracelular) - Amplificação do 
sinal 
Efetor = ativador 
transcricional 
Transdução 
primária 
Transmissão 
Transdução secundária 
e amplificação 
Integração 
Espalhamento 
Ancoragem 
Modulação 
Dois modos de integração de sinais 
Sensor de 
duas vias 
Sensor de 
duas vias 
B) Receptor acoplado à proteína-G trimérica (GPCR) 
Todos os GPCRs têm em comum a estrutura central de 7 domínios transmembranas 
(7 alfa-hélices que serpenteiam a membrana) – proteína heptahelicoidal 
•  Superfamília com mais de 700 membros em seres humanos 
•  A mesma molécula sinalizadora pode ativar mais de um GPCR 
•  Em torno de 50% das drogas conhecidas agem através de 
GPCRs ou nas vias ativadas por GPCRs 
Atenção: GPCRs são extremamente 
relevantes em medicina! 
Proteina G trimérica 
Table 15-3 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Quatro principais famílias de proteínas G triméricas 
Esquema geral da ativação de uma proteína G por um GPCR 
ativação 
Transdução do sinal de uma proteína G ativada por GPCR 
transdução do sinal 
inativação 
Inativação da proteína G 
…..Hidrólise o GTP 
Que proteína faz o papel de GEF da 
proteína G heterotrimérica? 
Transdução de 
sinal via cAMP: 
um segundo 
mensageiro 
intracelular 
 
PKA ativa 
Adenilato ciclase 
Produção de cAMP 
Ativação da Proteína Quinase A (PKA) por cAMP 
PKA inativa 
Ativa abertura de canais iônicos 
Ativa enzima 
 
 
 
 
 
 
 
 
Controle da expressão gênica 
Próximo slide 
Proteina Gs 
Ativação de CREB por poteína quinase A 
Continuação… 
CRE = cyclic AMP 
response element 
CREB = CRE-binding 
 protein 
Figure 15-33 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Serotonina: 
 cAMP = 10-6 M 
Repouso; cAMP = 5 x 10-8 M 
Visualização microscópica do estímulo por serotonina em neurônios 
revelada por uma proteína fluorescente sensível ao cAMP – mudança 
na emissão de fluorescência (azul para vermelha) 
Figure 15-46a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
cAMP ativa diretamente um canal desódio sensível ao cAMP 
localizado na membrana dos cílios dos neurônios olfatórios - 
isso desencadeia a despolarização da membrana 
Luz – rodopsina transducina ativação de cGMP fosfodiesterase 
– degradação de cGMP – fechamento de canais de Na+ – 
hiperpolarização da membrana – diminui transmissão sináptica 
Resposta 
rápida= 20 ms 
Bastonetes – altamente 
sensíveis – visão não 
colorida em luz fraca 
>1000 discos membranosos 
com rodopsina sensível à luz 
Neurônio pós-sinaptico 
 
 
Neurônio ganglionar 
 
 
 Cérebro 
Neurotransmissor 
inibitório 
Na+ 
LUZ Escuro 
Inibitório 
Table 15-1 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Respostas celulares induzidas por hormônios, mediadas por cAMP 
Formação de Prostaglandina-E a partir de 
fosfolipídeos da membrana plasmática em uma 
célula sinalizadora e ação da prostaglandina em 
receptores na superfície de uma célula alvo 
Algumas moléculas sinalizadoras hidrofóbicas agem em receptores de 
superfície celular acoplados a proteína G - essa classe não será abordada 
na prova, mas tem grande importância em medicina e será tratada em outras 
disciplinas 
The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. 
 
GPCRs também podem ativar fosfolipase C-β (PLCβ) e 
transduzir sinal através de uma via de fosfatidilinositol 
Síntese do PIP2 
PIP2 é o mais 
importante 
fosfolipídeo de 
inositol na 
sinalização e 
constitui apenas 1% 
de todos os lipídeos 
da membrana 
plasmática – 
camada citosólica 
Fosfatidilinositol (PIP2) 
(IP3) 
Diacilglicerol (DAG) 
Transdução de sinal via os segundo- 
mensageiros intracelulares: 
 IP3 e diacilglicerol 
PLCβ 
Ativação de fosfolipase Cβ por uma proteína G (alfa Gq): 
 
 IP3 ativa liberação de cálcio do RE e DAG ancora a PKC à 
membrana e esta é ativada por Ca+2 
•  Cálcio citosólico: repouso = 50-100 nM / estímulo = 400 nM 
•  Cálcio extracelular = 1,5-2 mM 
•  Gradiente de cálcio através da membrana plasmática de fora para 
dentro = 15000-40000:1 
•  Esse gradiente é uma forma de estocagem de energia, assim que 
canais se abrem, cálcio entra com grande impulso (mecanismos de 
reposta ao cálcio é ubíquo a todas as células vivas para numerosos 
tipos de modificações celulares). 
•  Restauração dos baixos níveis citosólicos se faz por bombas de cálcio. 
•  É o gatilho da contração muscular e responsável por regular inúmeras 
outras funções em todos os tipos de células. 
Cálcio é um mediador intracelular universal 
Figure 15-40 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Onda de cálcio intracelular em um ovócito durante a fertilização 
Video 21.3 – fertilização e onda de cálcio 
Cálcio funciona como um mediador intracelular ubíquo 
A onda de cálcio causa modificação na superfície do ‘ovócito fertilizado’ de tal 
maneira que ele fica refratário à fertilização por outro espermatozóide e inicia o 
desenvolvimento. 
Calmodulina 
Receptores intracelulares do cálcio são ativados e 
transmitem o estímulo 
Veja o vídeo: 
Importação do regulador transcricional 
NFAT para o núcleo. Responda: Qual 
o papel da calmodulina nesse processo? 
Cite uma atividade celular que será 
desencadeada em resposta a esta 
sinalização. 
Proteina quinase dependente de calmodulina 
Envolvida na 
memória e outras 
funções 
Figure 15-41a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
•  O cálcio é extremamente abundante na natureza e só pode servir como sinalizador 
porque as células desenvolveram mecanismos para sequestrar o cálcio intracelular e 
manter baixíssimos níveis no citosol em condições de repouso. 
•  A diferença de concentração através da membrana é de mais de 10.000 vezes. 
•  Assim, a abertura de canais na membrana impulsiona fortemente o cálcio para o 
citosol. 
Vários alvos intracelulares do Ca 2+ 
 troponina C: gatilho p/contração muscular 
 calmodulina: ativa proteínas quinases 
 bomba de Ca2+ 
 adenilato ciclase 
 calpaína: proteólise intracelular 
 calretinina: ativa guanilato ciclase 
 calcineurina: fosfatase 
 gelsolina: clivagem de F-actina 
 maquinaria de fusão membranas: cálcio é necessário 
para exocitose 
Resumo: 
Mensageiros intracelulares (segundo 
mensageiros): 
 Ca2+ 
 cAMP 
 cGMP 
 IP3 
 DAG 
 PI(3,4,5)P3 (veremos adiante) 
 
Bom Estudo! 
Os temas apresentados nos slides seguintes 
serão trabalhados no ED 
 
•  Definição de proteína-tirosina-quinase e breve histórico - 
uma tirosina-quinase citoplasmática não receptor 
 
 
•  RECEPTORES TIROSINA QUINASES (RTKs) são 
receptores com domínio catalítico tirosina quinase e 
servem de receptores para fatores de crescimento, 
mitógenos e fatores de sobrevivência celular 
Transdução de sinais por meio de fosforilação do 
aminoácido tirosina em proteínas 
Figure 5.5a The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
A existência de tirosina-quinases foi demonstrada primeiramente em 
1979 por J. Michael Bishop e Harold E. Varmus, em estudos do 
Vírus do Sarcoma de Rous – um retrovirus descoberto muitos anos 
antes por Peyton Rous em sarcoma de galinha. O estudo de Bishop e 
Varmus estabeleceu a existência do oncogene v-Src e seu correlato 
proto-oncogene c-Src. Mais do que isso, estabeleceu a existência de 
oncogenes virais e proto-oncogenes celulares. 
TIROSINA QUINASES – Definição e breve histórico 
A maioria das quinases são serina/treonina quinases e o 
conteúdo de serina e treonina fosforidas é muito maior que o de 
tirosina fosforilada em uma célula. 
Se quiserem podem saber mais sobre proteína-quinases: 
https://www.youtube.com/watch?v=xG2WOd_fWqo 
https://www.youtube.com/watch?v=VatdTJka3_M 
Muitos outros vídeos estão disponíveis. 
http://www.nih.gov/catalyst/back/94.07/Seminar.html 
 
•  O conteúdo de fosfotirosinas 
aumenta de 10 a 20 vezes
O que ocorre com o conteúdo de fosfotirosinas 
quando o oncogene tirosina-quinase Src é 
introduzido em células? 
Figure 5.8 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
Especificidade da Src pelo aminoácido tirosina
C. 1) Receptores Tirosina Quinases (RTKs) 
C. 2) Receptores Ligados a Tirosina Quinases 
Figure 5.9a The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
Estrutura geral de um receptor tirosina-quinase - 
Receptor de EGF
O EGFR foi o primeiro RTK a ser descrito
Domínios estruturais do EGFR e sua similaridade com a Src
Figure 5.10 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
Diversos receptores tirosina quinases (RTKs)
ErbB1 a ErbB4
Efrinas, que agem nesse 
receptor, são ligantes que se 
localizam na superfície de 
células sinalizadoras e que 
guiam neuritos para 
formação de sinapse e 
endotélio vascular no 
processo de angiogênese 
durante o desenvolvimento 
Table 15-4 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Fatores de crescimento, hormônios e mitógenos que agem via RTKs 
Receptores de fatores de crescimento e mitógenos são ativados por 
dimerização e transautofosforilação (fosforilação cruzada) 
C.1) Receptores Tirosina Quinases 
Os ligantes de RTKs são peptídeos ou proteínas 
extracelulares, que podem ser solúveis, ancorados 
à matriz extracelular ou presentes na superfície 
de células sinalizadoras (exemplo dessa classe 
são as efrinas). 
Quantos genes existem no genoma humano que codificam RTKs? 
Qual a natureza dos ligantes de RTKs? 
Existem ~ 60 genes que codificam RTKs. 
Proteinas associadas 
Motivos SH2 e PTBs (fosfotirosina-binding) 
SH = Src homology 
O RTK ativado se trans-autofosforila e os sítios fosforilados servem para 
atracar proteínas intracelulares, formando umaplataforma de sinalização 
ancorada à membrana plasmática, que dispara sinais para múltiplas vias 
de sinalização. Algumas delas são proteínas adaptadoras que recrutam 
outras proteínas sinalizadoras. 
 
Exemplo de três enzimas que se ligam aos sítios fosforilados 
de RTKs por meio do domínio SH2: PI3K, GEF e PLCγ – 
duas delas disparam sinais estimulatórios e uma inibitório 
Proteínas com domínios SH2 ou PTB (ligantes de fosfotirosinas) ligam-se a RTKs ativos ou outras 
proteínas fosforiladas em resíduos de tirosina 
Fator de crescimento derivado de plaquetas 
Desativa a 
proteína G 
Nem todas as proteínas que se atracam diretamente ao receptor em sítios 
fosforilados têm papel de transmitir sinal estimulatório, algumas têm 
papel inibitório da via. 
 
Por exemplo, a GAP vista no slide anterior tem papel de desativar um 
pequena proteína GTPase da superfamília Ras. 
 
Outro exemplo, é a proteína c-Cbl, que cataliza a mono-ubiquitinação do 
receptor, promovendo endocitose e degradação em lisossomos, um 
mecanismo de dessensibilização de receptores (downregulation) – 
Mutação de c-Cbl causa câncer por prolongar a sinalização por RTKs. 
Outras têm papel de proteínas adaptadoras que servem para recrutar e 
conectar proteínas sinalizadoras, por ex, GEF é recrutada assim. 
Proteínas inibitórias também se atracam aos sítios 
fosforilados dos RTKs 
Transdução do sinal de um RTK pode se dar 
através de diferentes vias 
•  Ativação da via de Ras-MAPKs – via mitogênica 
•  Ativação de Rho/Rac/Cdc42/ - remodelação do 
citoesqueleto de actina e migração celular 
•  Ativação da via de PI3K-Akt (via de sobrevivência) e 
PI3K-Akt- mTor (crescimento celular) 
Vamos exemplificar 3 vias: 
Figure 5.31 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007) 
Ras-GTP
•  Ativação da via de Ras-MAPKs – via mitogênica 
Ras transmite o sinal para a via das MAPKs (quinases ativadas por 
mitógenos) que operam em módulos de três componentes enzimáticos em 
todas as células eucarióticas 
Resposta lenta Resposta imediata 
RAF 
MEK 
ERK 
importada 
para o núcleo 
S/T/Y 
S/T 
S/T 
Os três componentes MAP quinases operam em módulos em todas as células, 
cada módulo podendo ser ativado independentemente de outro por 
receptores diferentes 
Segundo a figura, qual mecanismo permite essa 
operação em módulos independentes? 
O Exemplo dado no slide anterior mostra dois módulos operando 
em paralelo em levedura. 
 
A organização desses módulos depende de proteínas que formam 
plataformas de sinalização localizadas e, assim, restringem 
espacialmente a ação. 
 
Em células de mamíferos, pelo menos 5 módulos podem operar em 
paralelo, sendo dois módulos em resposta a estresses (UV, choque 
osmótico, citocinas inflamatórias). 
Os três componentes MAP quinases operam em módulos em todas as 
células, cada módulo podendo ser ativado independentemente de outro 
por receptores diferentes 
Via conservada de levedura a humanos 
Via central de ativação da proliferacão em células de 
mamíferos 
Exemplos: 
 
EGF - em células precursoras de neurônios, pico da 
atividade Erk é em 5 min e células proliferam. 
 
NGF -- Erk fica ativa por muitas horas e os precursores 
proliferam e se diferenciam em neurônios. 
 
Via das MAPKs 
Alças de retroalimentação + e – regulam a resposta. 
Reversão da ativação de uma via de RTK é rápida e se dá, por 
exemplo, através da ação de tirosina fosfatases sobre o receptor e 
RasGAP sobre a Ras. 
 
O genoma humano contém mais de 100 genes que codificam 
tirosina fosfatases. 
Ativação e inativação da via de EGFR 
Superfamília de GTPases monoméricas (pequenas GTPases) 
Apenas duas famílias, Ras e Rho, propagam sinais 
recebidos a partir de receptores da membrana plasmática 
Figure 15-62a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
RhoGEF 
•  Ativação de Rho/Rac/Cdc42/ - remodelação do 
citoesqueleto de actina - migração celular 
Terminal do 
axônio avançando Recuo ou 
mudança de 
direção 
Contração causa o 
colapso e mudança 
de direção 
A família Rho inclui Rho, Rac e Cdc42. Existem 60 Rho GEFs, 
70 RhoGAPs em seres humanos. Diferente da Ras, as Rho 
GTPases podem se ligar a GDIs (inibidores da dissociação de 
nucleotídeos) e ficar solúveis no citosol, o que previne a ativação 
por RhoGEFs. O receptor de efrina tem o papel de guiar o 
axônio para fazer conexões com o tecido alvo correto através da 
ativação das três classes de GTPases Rho. No entanto, quando 
efrina A1 em uma célula no caminho se liga ao receptor no cone 
de crescimento neuronal, ocorre uma superativação de RhoA 
que ativa miosina-II provocando contrações e, assim, repelindo 
alvos aleatórios ao longo do trajeto. 
•  Ativação de Rho/Rac/Cdc42/ - remodelação do 
citoesqueleto de actina e migração celular 
Exemplo: Axônios de neurônios motores ao migrar em 
direção à fibra muscular alvo para estabelecer sinapse. 
•  Ativação da via de PI3K-Akt (via de sobrevivência) e PI3K-
Akt- mTor (crescimento celular) 
Figure 15-64 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Figure 15-63 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
PI3K fosforila o fosfatidil inositol no átomo de carbono 3 desviando-o da via da 
PLC. A etapa central é a formação de PIP3 que serve para atracar proteínas com 
domínios PH, como por ex, a PDK1 e Akt. 
Figure 15-65 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Ativação do crescimento celular. As células devem duplicar sua massa antes de se dividir – 
do contrário um organismo não cresceria e as células reduziriam de tamanho a cada ciclo. 
TOR complexo 1= 
Sensível à rapamicina 
Promove captação de 
nutrientes e síntese 
proteica e inibe 
degradação de proteínas 
Como a via RTK-
PI3K-Akt promove o 
crescimento? 
Tsc2 = Tuberous sclerosis protein 
(Rheb-GAP) 
HG estimula produção de 
IGF que age via IGFR 
(Rheb-GAP) 
Mecanismos de ativação de PI3K 
1) Por RTKs: Classe Ia PI3K (subunidade regulatória se liga a RTKs) 
2) Por GPCRs: Classe Ib (subunidade regulatória se liga a βγ-G proteínas 
triméricas ativas). 
3) Diretamente por Ras: ativa a subunidade catalítica 
A sinalização é interrompida por uma fosfatase do C3 do fosfatidilinositídeo, 
chamada PTEN. Mutações que levam a perda de PTEN promovem câncer. 
Desativação da via 
Integração de vias de sinalização 
Akt 
Receptores ligados a tirosina quinases C.2) 
Estrutura tridimensional do hormônio de 
crescimento humano ligado ao seu receptor 
Ativados em resposta as infecções virais 
Receptores de citocinas 
C.2) Receptores ligados a tirosina quinases 
Continuação… Receptores ligados a tirosina quinases 
 
Receptores de citocinas transduzem os sinais via JAK-STATs. As STATs 
dimerizam-se de maneira dependente de fosforilação via domínio SH2 
Table 15-6 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Hormônios e citocinas que agem em Receptor ligado a 
tirosina quinase e transmitem sinais via JAK-STAT 
A superfamília do fator de crescimento transformante TGF-β atua através de Receptor 
Serine/Threonine Kinase e Smads 
C.3) Receptores Serina/treonina quinases 
Outros ligantes semelhantes a TGF-β: inhibins, activin, anti-müllerian hormone, bone 
morphogenetic protein, decapentaplegic e Vg-1 
Moléculas sinalizadoras que agem por esse mecanismo influenciam muitas funções: 
proliferação, especificação, diferenciação e formação de padrões durante o 
desenvolvimento, produção de matriz extracelular e morte celular 
Via de sinalização dependente de Smad ativada por TGF-β ou outros ligantes semelhantes 
Inativaçãodo receptor: 
 
•  Endocitose via caveolina leva a ubiquitinação do receptor e degradação 
•  Inibidores extracelulares modulam a sinalização sequestrando o ligante 
• Receptores que ativam vias de sinalização que dependem de 
proteólise para transduzir sinais no interior das células 
•  Podemos citar 4 vias centrais: 
1.  Via de Notch; 
2.  Via de Wnt; 
3.  Via de Hedgehog; 
4.  Via de TNFα e outros sinalizadores envolvidos em imunidade (Toll-
like e interleucina-1) - agem prevenindo a degradação de NFκB – 
ativador transcricional 
As vias de Notch, Wnt e Hedgehog desempenham papéis cruciais durante o desenvolvimento 
animal e serão estudadas em detalhes em Biologia do desenvolvimento. TNFα, interleucina-1 e 
Toll-like receptors desempenham papel central na resposta inflamatória e em imunidade inata e 
suas funções serão estudadas em outras ocasiões ao longo do curso. São incluídas a seguir para 
conhecimento apenas dos mecanismos gerais. 
Figure 15-75 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Via de Notch 
Uma célula especificada a se tornar precursor neural (neuroblasto) expressa Delta, 
ligante de Notch. A interação desencadeia uma resposta nas células epiteliais que 
expressam Notch de forma que essas células são inibidas de seguir o mesmo 
destino (i.e., neural) e, portanto, permanecem como epiteliais. 
- Qual a sua função primordial? 
A via é chamada pelo 
nome do receptor! 
Resposta: O precursor 
neural expresssa Delta. 
A ligação de Delta com 
Notch desencadeia, na 
célula neural, a 
endocitose de Delta em 
complexo com o domínio 
extracelular de Notch e 
induz a proteólise do 
domínio transmembrana 
de Notch em dois pontos. 
O fragmento 
intracelular de Notch 
migra para o núcleo e 
ativa a transcrição na 
célula epitelial. Assim, 
essa célula é inibida de 
seguir o mesmo destino 
(i.é, neural) e, portanto, 
permanece como 
epitelial. 
Como ocorre a transdução de sinal na via de Notch? 
Como se dá a transdução de sinal na via canônica de WNT/β-catenin? 
Via de sinalização de WNT/β-catenin – via canônica 
Figure 15-77 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Via de sinalização de WNT/β-catenin – via canônica 
Em seres humanos existem 19 WNTs e elas ativam três vias de sinalização diferentes 
Receptor de WNT = Frizzled 
• Existem 7 receptores em seres humanos – assim como GPCRs contêm 7 hélices 
transmembranas 
Gene APC = mutado em adenoma de colon – A proteína APC tem a função de 
supressor tumoral 
Co-Receptor de Wnt: LRP – LDL receptor related protein 
β-catenina funciona como conector de caderinas à F-actina na junção 
aderente e a beta-catenina solúvel é rapidamente degradada na célula em 
condições basais. No entanto, ela é estabilizada em resposta a WNT e migra 
para o núcleo, onde age como co-ativador transcricional, removendo a repressão 
de genes que estavam reprimidos por Groucho 
cMyc – um dos genes alvos da via – codifica um fator de transcrição que age como 
potente ativador da proliferação celular 
Wnts são proteínas de sinalização que possuem um ácido graxo ligado covalentemente 
ao seu N-terminal. O nome vem da junção do nome do gene de Drosophila (Wingless, 
nome baseado no fenótipo do mutante) e do gene Int1 (proto-oncogene) de camundongo. 
Molecular Pathways: The Role of Primary Cilia in Cancer Progression and Therapeutics with a 
Focus on Hedgehog Signaling – Hassounah et al - 18(9); 2429–35. ©2012 AACR 
Via de Hedgehog. Dependente da estrutura do cílio primário 
•  Hedgehog (Hh) é uma proteína secretada que serve de ligante para o receptor Patch. 
•  Na ausência de Hh, Gli é clivada e 
transportada ao núcleo onde 
funciona como repressor 
transcricional. 
•  Na presença de Hh, Smoothened 
(Smo) é localizada na superfície do 
cílio e desencadeia a migração de Gli 
intacta para o núcleo, onde ela ativa 
genes alvos 
•  A via é crucial no desenvolvimento 
e reparo de tecidos e seu mau 
funcionamento está envolvido em 
diversas doenças. 
Um dos alvos: o próprio Patched 
•  Promove proliferação - Sinal excessivo = câncer 
•  Em mamíferos, existem três genes que codificam os ligantes Hedgehog, são eles 
Sonic, Desert e Indian 
•  A molécula de sinalização extracelular Hedgehog é uma proteína secretada. 
•  A forma ativa de Hedgehog é covalentemente ligada a uma molécula de colesterol e a um 
ácido graxo 
•  Mediadores da resposta a hedgehog: Patched (12 α-hélices TM) e Smoothened (7 α-hélices TM) 
•  Smoothned é um mediador da via que ao ser desreprimido, por ação de Hh sobre 
Patched, localiza-se na superfície do cílio primário 
•  Mutação em Patched: carcinoma basocelular - tratamento com ciclopamina, um 
inibidor de Smoothned extraído do lírio do prado - teratogênico em animais do campo 
Hedgehog liga-se a Patched aliviando a inibição de Patched sobre Smoothened 
•  Os efetores da via são fatores de transcrição Gli: Gli1 Gli2 e Gli3 
•  A proteína Gli clivada age como repressor e intacta age como ativadora transcricional 
Vertebrate Hedgehog signaling occurs in a cellular projection known as the primary cilium. (a) In the absence 
of Hedgehog ligand, PTCH is localized to the cilium and suppresses the activity of SMO, preventing its 
accumulation in the cilium through an undetermined mechanism. SUFU inhibits the transcription factors GLI2 
and GLI3 through a direct interaction, and PKA, CK1a and GSK3b phosphorylate GLI2 and GLI3, promoting 
proteolytic processing to their repressor forms (GLI2,3R) by the proteasome. (b) Hedgehog ligands bind 
PTCH and promote its downregulation and removal from the cilium. SMO is phosphorylated by GRK2 and 
CK1a and accumulates in the primary cilium, where it is activated and can signal to downstream components. 
This results in the translocation of SUFU–GLI complexes to ciliary tips. Dissociation of these complexes 
results in translocation of active GLI2 and GLI3 into the nucleus, promoting Hedgehog target gene 
transcription. 
Sinalização de Hedgehog via cílio primário 
Figure 15-79 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
TNFα e outras citocinas ativam o fator de transcrição NFκB 
Como se dá a 
ativação de 
NFκB? 
 
Figure 15-80b,c Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 
Resposta ao TNFα: um rápido pulso ou estímulo prolongado 
Importação do NFκB para o núcleo e oscilações causadas por alça de retroalimentação negativa 
Alça de 
retroalimentação 
negativa Estímulo prolongado 
IkB é um alvo transcricional de NFkB e é importante para inativar a via. Estímulo persistente 
causa oscilações devido a alça de retroalimentação negativa (ativação de IkB). 
Formação de Prostaglandina-E a partir de 
fosfolipídeos da membrana plasmática em uma 
célula sinalizadora e ação da prostaglandina em 
receptores na superfície de uma célula alvo 
Algumas moléculas sinalizadoras hidrofóbicas agem em receptores de 
superfície celular - essa classe não será abordada na prova, mas tem grande 
importância em medicina e será tratada em outras disciplinas 
The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. 
 
Bom estudo!