Questões de Biofísica

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1) Cite 3 exemplos do papel da fluidez de membrana nos eventos de
sinalização química?
Resposta: A fluidez da membrana favorece a movimentação das proteínas no
oceano lipídico, fazendo com que em uma mesma via de sinalização haja uma
interação de proteínas (uma comunicação) com aquelas que estavam
afastadas, além de facilitar a mudança na conformação; balsas lipídicas são as
regiões enrijecidas, onde há uma movimentação das proteínas para esta parte
para facilitar a integração de proteínas e de sinais; há também as cavéolas na
membrana plasmática que são curvaturas na membrana com a presença de
esfingolipídeos, colesterol e dímeros de caveolinas, para facilitar a ligação de
um ligante com o receptor, aumentando a oportunidade de uma sinalização
química.
2) Antagonistas noradrenérgicos de receptores beta são medicamentos muito
utilizados no mundo todo para o tratamento da hipertensão. Essa classe de
medicamento atua em receptores metabotrópicos do coração que ativam a via
do AMPc. Descreva detalhadamente a via do AMPc
Resposta: Um receptor sete alças transmembrana (receptor metabotrópico)
vai ativar uma proteína-G (essa proteína dependerá da via e do receptor)
porque o ligante mudou a conformação física desse receptor, fazendo com que
ele seja percebido pela proteína. Essa ativação fará que GDP saia e GTP
entre, haverá uma troca entre os dois que vai permitir que a subunidade alfa da
proteína se separe das subunidades beta e gama, e se difunde na membrana
plasmática para ativar uma enzima. Essa enzima é uma proteína integral de
membrana, chamada adenililciclase que vai catalisar AMPc (o segundo
mensageiro) através de ATP. Há uma amplificação de sinal que irá aumentar a
concentração de AMPc para ele ativar a proteína quinase-a. O AMPc vai se
ligar a proteína PKA que é composta por duas subunidades regulatórias que
podem se ligar a quatro AMPc, e outras duas subunidades catalíticas que
fosforilarão alvos proteicos. O AMPc pode ajudar na quebra de lipídeos, reduzir
síntese de glicogênio e aumentar a quebra de glicogênio para fornecer energia.
3) Os inseticidas organofosforados são produtos altamente lipossolúveis. Em
consequência, esses compostos são rapidamente absorvidos por quase todas
as vias, como a pele, mucosas, pulmões e via gastrointestinal. Os
organofosforados, inibindo irreversivelmente a acetilcolinesterase, causam uma
transmissão colinérgica excessiva que é responsável pelos sintomas
observados na intoxicação. A atropina é um antagonista de receptores
muscarínicos e é utilizada como antídoto em casos de intoxicação por
organofosforado. Os receptores muscarínicos do tipo M1 estão presentes no
encéfalo e em glândulas. Esses receptores ativam a via do IP3 e DAG.
Descreva detalhadamente esta via:
Resposta: A via do IP3 e DAG pode ser ativada por: acetilcolina, hormônio,
outros neurotransmissores ou proteínas, se ligando a um receptor aclopado a
essa via (Gq). O sinal ativa o receptor metabotrópico que está acoplado a uma
proteína-Gq. Fazendo com que a subunidade alfa se dissocie da beta-gama e
troque GDP por GTP e a subunidade alfa da proteína-Gq ativa uma enzima
(fosfolipase-c). Diferente da via AMPc, não haverá o uso de ATP, mas sim de
um lipídeo de membrana (Fosfatidilinositol 4,5-bifosfato) utilizado pela
fosfolipase-c para formar um inositoltrifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG). Ou
seja, a fosfolipase-c quebra o lipídeo de membrana e forma IP3 e DAG (vão
ficar solúveis no citosol). O IP3 como agonista do canal de cálcio, vai ativar o
canal e permitir que o cálcio saia do retículo endoplasmático e se ligue a uma
sinasse (ativando uma PKC). O DAG com o cálcio ativa uma proteína sinasse-c
e vai fosforilar diferentes alvos proteicos (pela PKC).
4) São características gerais da sinalização química: especificidade,
amplificação, adaptação e integração. Comente sobre cada uma dessas
características:
Resposta: A especificidade da sinalização química se refere a características
físico-química da substância e sua afinidade com o receptor alvo (com o sítio
de ação do receptor alvo). Uma substância pode ter especificidade para mais
de um receptor, podendo ter uma resposta máxima, submáxima e dentre
outros, mas pode ocorrer também de a mesma substancia se ligar a diferentes
receptores e causar respostas diferentes; Na amplificação há eventos
intracelulares levando a uma amplificação de sinal, ativando uma cascata de
sinalização (o que é energeticamente favorável); Já na adaptação de
receptores ou dessensibilização, a célula pode responder a um estímulo
exagerado e dessensibilizar os receptores; E a integração de sinal é quando
uma célula não tem só um tipo de receptor, então de acordo com a
especificidade, vai ter um determinado ligante, neurotransmissor ou sinal, que
vai ter uma especificidade a esse receptor e uma via de transdução intracelular.
Um pode aumentar uma substância x e o outro pode diminuir essa mesma
substância. Cada receptor pode ativar uma via de sinalização e isso pode se
integrar na célula, fazendo com que a resposta final seja o saldo das vias
interagindo.
5) Os receptores podem ser classificados de acordo com o seu mecanismo de
transdução. Relacione esta classificação com a velocidade da resposta celular:
Resposta: Os receptores podem ser classificados em: ionotrópicos,
metabotropicos, catalíticos e nucleares. Os receptores ionotrópicos atuam na
escala de milissegundos abrindo e fechando os seus poros por onde os íons
passam. É uma resposta celular rápida e direta (por hiperpolarização e
despolarização); Os metabotrópicos atuam na escala de segundos, o receptor
tem que mudar sua conformação para ativar uma proteína-G, que se ligará a
uma enzima e essa enzima que vai catalisar uma reação, acumulando
segundos mensageiros e consequentemente ativar cinases que vão abrir ou
fechar os canais. Ainda é uma velocidade rápida para resposta celular; Os
catalíticos não precisam formar segundos mensageiros, os próprios receptores
têm formas de executar fosforilação e ativar síntese proteica. Só que fará com
que seja uma resposta celular demorada, em uma escala de horas; E os
receptores nucleares não estão na membrana, então seu ligante precisa
permear a membrana plasmática e encontrar ele. Por envolver geração de
novas proteínas, é uma resposta celular lenta, demorada, em escala de horas.