regulação do metabolismo

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REGULAÇÃO DO METABOLISMO 
 As vias metabólicas devem ser coordenadas, de modo que a produção de energia 
e a síntese de produtos finais estejam de acordo com as necessidades da célula. 
Além disso, células individuais funcionam como parte de uma comunidade de 
tecidos que interagem, e não como entidades isoladas. Desse modo, um 
sofisticado sistema de comunicação evoluiu para coordenar as funções do 
organismo. Os sinais regulatórios que informam determinada célula sobre o 
estado metabólico do organismo como um todo incluem hormônios, 
neurotransmissores e a disponibilidade de nutrientes. Esses, por sua vez, 
influenciam sinais gerados dentro da célula. 
COMUNICAÇÃO INTRACELULAR 
 A velocidade de uma via metabólica pode responder a sinais reguladores que 
surgem no interior da célula. Por exemplo, a velocidade de uma via pode ser 
influenciada pela disponibilidade de substratos, pela inibição ocasionada pelos 
produtos ou por alterações nos níveis de ativadores ou inibidores alostéricos. 
Esses sinais intracelulares normalmente determinam respostas rápidas e são 
importantes para a regulação do metabolismo a cada momento. 
COMUNICAÇÃO INTERCELULAR 
 A capacidade de responder a sinais intercelulares é essencial para a sobrevivência 
e para o desenvolvimento dos organismos. A sinalização entre células permite 
uma integração ampla do metabolismo e frequentemente resulta em uma resposta 
mais lenta do que aquela observada para sinais intracelulares, como uma mudança 
na expressão gênica. A comunicação entre células pode ser mediada, por exemplo, 
pelo contato entre suas superfícies e, em alguns tecidos, pela formação de junções 
comunicantes, permitindo a comunicação direta entre os citoplasmas de células 
adjacentes. Para o metabolismo energético, no entanto, a via mais importante 
de comunicação é a sinalização química entre as células, mediada por 
hormônios trazidos pela corrente sanguínea ou por neurotransmissores. 
SISTEMAS DE SEGUNDO MENSAGEIROS 
 Os hormônios e os neurotransmissores podem ser imaginados como sinais e seus 
receptores como detectores de sinais. 
 Receptores- Sinaliza o conhecimento de ligante- desencadeamento de série de 
reações 
 Cascata de eventos que converte a ligação do hormônio ou neurotransmissor em 
resposta celular (transdução de sinal) 
 SISTEMAS DE SEGUNDO MENSAGEIROS: Cálcio/fosfatidilinositol e 
adenilato ciclase. 
 Adenilato ciclase: Importante para regulação de vias de metabolismo 
intermediário 
 Ambos envolvem a ligação de ligantes, como adrenalina ou glucagon, a receptores 
específicos na superfície externa da membrana plasmática. Esses receptores estão 
acoplados a proteínas G (RAPG). Tais receptores caracterizam-se por apresentar 
uma região extracelular, onde se acopla o ligante, sete hélices alfa 
transmembrana e um domínio intracelular que interage com proteínas G 
triméricas. 
 Nota: a insulina, outro regulador-chave do metabolismo, liga-se a um 
receptor de membrana do tipo tirosina--cinase 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ADENILATO CICLASE 
 
 O reconhecimento de um sinal químico por alguns receptores acoplados a 
proteínas G, como os receptores adrenérgicos dos tipos BETA e ALFA 2, irá 
disparar um aumento ou uma redução na atividade da adenilato-ciclase (AC). 
 Essa é uma enzima ligada à membrana que converte ATP em 3’,5’-monofosfato 
de adenosina (também denominado AMP cíclico ou AMPc 
 Esses sinais químicos são, com frequência, hormônios ou neurotransmissores que 
se ligam especificamente a um determinado tipo de receptor acoplado a uma 
proteína G. 
 Desse modo, tecidos que res-pondem a mais de um sinal químico devem 
apresentar diversos RAPG (receptores aclopados a proteína G) diferentes, cada 
um dos quais podendo estar ligado à AC. 
PROTEÍNAS REGULADORAS DEPENDENTES DE TRIFOSFATO DE GUANOSI NA 
 
 O efeito da ocupação pelo ligante do receptor acoplado a proteína G e sua 
consequente ativação sobre a formação do segundo mensageiro não é direto, mas 
mediado por proteínas triméricas (su-bunidades alfa, beta e Y) especializadas, que 
se localizam na membrana celular. Essas proteínas, denominadas proteínas G por 
ligarem nucleotídeos di-e trifosfatados da guanosina (GDP, do inglês guanosine 
diphosphate; e GTP, do inglês guanosine triphosphate), formam um elo da cadeia 
de comunicação entre o receptor e a AC. Na forma inativa da proteína G, a 
subunidade alfa está ligada ao GDP. 
 A união do ligante ao receptor causa neste uma alteração conformacional, 
disparando a troca desse GDP por GTP. A forma ligada ao GTP da subunidade 
alfa dissocia-se então das subunidades B E Y, e move-se do receptor para a AC, 
modificando sua atividade. 
 Muitas moléculas de proteína G alfa, ativa são formadas por um receptor ativado. 
( estimula ou inibe a AC) 
 As ações do complexo proteína Galfa -GTP são de curta duração, pois a proteína 
Galfa apresenta atividade GTPásica inerente, resultando na hidrólise rápida do 
GTP a GDP. Isso causa a inativação da proteína Galfa, sua dissociação da AC e 
reassociação com o dímero BY. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROTEÍNA- CINASE 
 O próximo passo no sistema de segundo mensageiro usando AMPc é a ativação 
de uma família de enzimas chamadas proteína-cinases dependentes de AMPc, 
como a proteína-cinase A (PKA), 
 O AMPc ativa a PKA ligando-se a suas duas subunidades reguladoras, o que leva 
à liberação de suas duas subunidades catalíticas ativadas. Essas subunidades 
catalisam a transferência de fosfato do ATP para resíduos específicos de seri-na 
ou treonina em proteínas substratos dessa enzima. As proteínas fosforiladas 
podem atuar diretamente sobre canais iônicos da célula ou, se forem enzimas, 
podem tornar-se ativadas ou inibidas 
 Nota: há diversos tipos de proteína-cinases não dependentes do AMPc, como, por 
exemplo, a proteína-cinase C. 
PROTEÍNAS FOSFATASE 
 Os grupos fosfato que são adicionados a proteínas pelas proteína-cinases são 
removidos por proteína-fosfatase, enzimas que hidrolisam ésteres de fosfato 
 Isso assegura que mudanças na atividade enzimática induzidas pela fosforilação 
de proteínas não sejam permanentes. 
HIDRÓLISE DO AMPC 
 O AMPc é rapidamente hidrolisado a 5’-AMP pela fosfodiesterase do AMPc, que 
cliva a ligação 3’,5’-fosfodiéster, a qual fechava um ciclo na molécula. O 5’-AMP 
não é uma molécula de sinalização intracelular. Desse modo, os efeitos do 
neurotransmissor ou do hormônio mediados pelo aumento do AMPc terminam 
rapidamente se o sinal extracelular for removido. 
 Nota: a fosfodiesterase do AMPc é inibida por cafeína, um composto do tipo 
metilxantina.