Biossinalização

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Laís Silva Gomes – 06/2021 
@laissg1 
Bioquímica - Biossinalização – 03/05/2021 
A maioria dos processos são dependentes de processos de biossinalização. 
Uma molécula biológica (sinalizadores) leva o sinal para outra célula. É a ação de biossinalizar 
(sinalização biológica). Forma como as células se comunicam. 
Característica universal de todas as células de se comunicar umas com as outras, que depende do 
sinal e de existência de receptor (são os dois protagonistas). 
No caso da Maria Elizabeth, o processo de sinalização mediado pela insulina (sinalizador) não 
acontece devidamente. Toda vez que ela consome alimentos ricos em carboidratos e gorduras, a 
glicemia sobe (alteração dos níveis de glicose – hiperglicemia). Em um cenário de hiperglicemia é 
necessário diminuir a glicose. O organismo precisa de um informante (molécula sinal - insulina). 
Para receber o sinal, é preciso ter receptores, que apresentam baixa sensibilidade (capacidade do 
receptor de responder a mínimas alterações). Se a sensibilidade está baixa, dificilmente o receptor 
deve responder. 
O processo de sinalização mediado pela insulina está comprometido por uma baixa sensibilidade 
do receptor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Laís Silva Gomes – 06/2021 
@laissg1 
 
Bioquímica - Biossinalização – 05/05/2021 
O receptor é necessário. Reage com o sinal e dentro da célula, cria mecanismos para a criação da 
resposta. 
Na 2ª situação existem várias possibilidades de ação para apagar o fogo. Para agir rapidamente, é 
necessário que tenha energia (ATP) de forma rápida (situação de susto ou fuga). 
▪ Necessidade: gerar energia (ATP) 
▪ O que o organismo pode usar como substrato para geração de energia: glicogênio. 
Para usar reservas energética, o organismo precisa estar ciente dessa necessidade, precisando de 
uma molécula sinal. 
▪ Molécula sinal: informa às células que é vivenciada uma situação de susto, e precisa da 
geração de energia 
É necessário também de molécula receptora, que interage com o sinal. Decodifica a mensagem do 
sinal e a partir desse momento, dentro da célula acontece a cascata de sinalização, e ao fim, uma 
resposta celular, que sacia a necessidade. 
Definição de biossinalização: capacidade universal das células de se comunicarem umas com as 
outras. A manutenção da homeostase do organismo é totalmente dependente desse processo. 
Acontece por algumas etapas previamente definidas, passos primordiais para concretização da 
capacidade de comunicação. 
1. Um sinal interage com o receptor. 
o A molécula sinal carreia uma informação (mensagem) das diferentes necessidades 
do organismo. 
o Para toda molécula sinal (expressa ou secreta o sinal) existe uma molécula 
receptora (recebe e interpreta o sinal). O receptor é tipo um decodificador; faz com 
que a célula entenda o que o sinal tenta informar. 
o Nem toda molécula sinal é hormônio. Podem ser lipídeos, derivadas de proteínas, 
carboidratos (glicoproteínas). 
o Nem todo receptor é receptor de superfície. Existem receptores intracelulares. O 
que determina é a característica da molécula sinal. 
Moléculas polares demandam receptores de superfície. 
Molécula apolar pode atravessar a membrana, não demandando de receptores de 
superfícies. Utilizam receptores predominantemente intracelulares. 
2. Receptor ativado interage com a maquinaria celular (proteínas intracelulares). Elas vão 
sendo ativadas em sequência, a partir do momento que interagem com o receptor. É a 
chamada cascata de sinalização. 
o Cascata de sinalização é uma ativação sequencial de proteínas intracelulares. 
o Ela não é contínua para sempre. O desfecho é a ativação de uma proteína-alvo (ou 
efetoras). Ela é a responsável por efetuar a resposta celular. 
3. Produção da resposta celular, através da proteína efetora (que foi alcançada pela cascata 
de sinalização) 
INTERAÇÃO SINAL-RECEPTOR → CASCATA DE SINALIZAÇÃO → PRODUÇÃO DE RESPOSTA 
 
Laís Silva Gomes – 06/2021 
@laissg1 
 
 
Bioquímica - Biossinalização – 10/05/2021 
TIPOS DE BIOSSINALIZAÇÃO (SINALIZAÇÃO CELULAR) 
É necessário atentar à característica da molécula-sinal e molécula receptora. 
1. Sinalização dependente de contato: só se concretiza a partir do contato célula-
sinal//célula-alvo; a molécula-sinal é expressa na superfície de uma célula (célula 
sinalizadora), e a molécula receptora está expressa na superfície da célula-alvo. 
Ex.: inflamação mediada pela célula imune (leucócito com glicoproteína na superfície – 
molécula sinal) e lectinas (moléculas receptoras); processo de internalização viral. 
2. Parácrina: tem uma célula-sinalizadora que secreta o sinal para as células-alvo, que estão 
próximas. 
Ex.: eicosanoides. 
3. Sináptica: apresenta características semelhantes à sinalização parácrina. A diferença é que 
a sináptica ocorre somente em células neuronais. O neurônio produz o sinal 
(neurotransmissor), que é secretado no meio extracelular, e o sítio de atuação é numa 
célula próxima. 
Ex.: sinapse no cérebro. 
4. Endócrina: a célula sinalizadora (é a célula-endócrina) produz a molécula sinal e secreta 
no meio extracelular. Pode cair na circulação sanguínea e ser carreada à células-alvo que 
estão distantes do local de síntese. Atuação sistêmica, em todo o organismo, mas somente 
as células-alvo com receptor de superfície adequado responderão a esse sinal. 
Ex.: hormônios. 
5. Autócrina: atua no mesmo local de produção do sinal. 
CARACTERÍSTICAS GERAIS DA TRANSDUÇÃO DE SINAL 
1. Especificidade: capacidade da célula de expressar um receptor especifico para dado sinal, 
mas dependendo da sua maquinaria, gera respostas diferente (determina a variabilidade 
na resposta celular). 
2. Amplificação; uma molécula sinal interage com o receptor, que quando ativado, começa a 
interagir com a maquinaria celular. A partir do momento que a 1ª proteína se ativa, 
promove ativação de outras. Essa amplificação é a capacidade do processo de sinalização 
amplificar o sinal a partir da cascata de sinalização. 
3. Modularidade: se correlaciona com a resposta celular; capacidade do processo de 
biossinalização modular a resposta, mas para isso, é preciso atuação das proteínas 
moduladoras (atraem proteínas da cascata). 
Proteínas moduladoras (ou de ancoragem): vão protagonizar essa característica da 
modularidade. Não tem atividade catalítica definida. Serve de âncora, isto é, fica no meio 
da cascata e atraindo outras proteínas intracelulares. Dependendo de quem são essas 
proteínas, a resposta gerada pode tomar caminhos diferentes. 
4. Dessensibilização: perda de sensibilidade; sensibilidade é uma característica relacionada 
ao receptor, é a capacidade dos receptores responderem a mínimos sinais. Quando tiver 
excesso de resposta, a perda de sensibilidade é necessária (feedback negativo). 
5. Integração: conceito relacionado à resposta. Capacidade do processo de sinalização de 
integrar a resposta celular. Receptores diferentes produzem uma única resposta para 
benefício do todo, concretizada pela união da maquinaria celular. 
Laís Silva Gomes – 06/2021 
@laissg1 
DIVERSIDADE DE SINAIS 
Nem toda molécula sinal é hormônio. Há diversidade tanto em termos quantitativos, quanto em 
qualitativos. 
Antígenos (atuam no sistema imune), carboidratos (glicoproteínas, oligossacarídeos), 
componentes da MEC, fatores de crescimento, diferentes hormônios, hipóxia, luz, toque, 
patógenos, neurotransmissores, nutriente, odores, feromônios, sabores, entre outros. 
O organismo vários receptores para os vários sinais que podem acontecer: classes de receptores 
(responsáveis por interagir com a diversidade de sinais). 
Sinais diferentes podem interagir com os mesmos tipos de receptor. 
Existem seis classes de receptores: 
1. Receptor associado à Proteína G: receptor de superfície. O ligante é predominantemente 
polar. Mas ele sozinho não concretiza os processos. Para isso, deve ser associado à 
proteína G, a qual viabilizaa atividade do receptor e cascata de sinalização. 
2. Receptor tirosina-cinases: associado a enzimas (atividade catalítica - acelera reações 
químicas). Receptor de superfície, molécula ligante polar. A enzima tem atividade cinásica 
(toda cinase catalisa reação de fosforilação – adicionar fosfato). Então o receptor fica ativo 
toda vez que tiver sido fosforilado. 
3. Receptor guanilil-ciclase: associado a enzimas (atividade catalítica - acelera reações 
químicas). Receptor de superfície, molécula ligante polar. A enzima guanilil-ciclase é 
responsável pela síntese da GMP, derivada da GTP (molécula funcionalmente similar ao 
ATP, a diferença é a base nitrogenada). O receptor quebra o GTP e forma GMP, e usa a 
energia da quebra para ser ativado. 
4. Canal iônico com portão: uma molécula proteica na superfície celular que permite a 
passagem de íons. São tipos de receptores, porque para abrirem ou fecharem precisam de 
um sinal. Também existe canal iônico dependente de voltagem. 
5. Receptor de adesão: permeiam a adesão célula-célula; receptor de superfície. Interagem 
com as moléculas da MEC; permitem contato intra-extracelular. Extracelularmente 
interagem com moléculas da MEC. Intracelularmente, depois do contato extracelular, há 
interação com proteínas do citoesqueleto. 
6. Receptor nuclear: é um receptor intracelular, localizado no núcleo. Traz características 
totalmente distintas dos demais. Ligante apolar (hidrofóbicos). São potentes reguladores 
da expressão de diferentes proteínas no organismo (resposta celular gerada é a nível de 
expressão gênica). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Laís Silva Gomes – 06/2021 
@laissg1 
 
 
 
Bioquímica - Biossinalização – 12/05/2021 
ÊNFASE NOS RECEPTORES: ASSOCIADO À PROTEÍNA G E TIROSINA-CINASE 
 
RECEPTORES ACOPLADOS À PROTEÍNA G (GPCR) – CARACTERÍSTICAS GERAIS 
✓ Componentes essenciais: 
o Receptor na membrana plasmática: tem uma única subunidade que atravessa 7 
vezes a membrana; seu papel é receber e interpretar o sinal; 
o Proteína G: chamada de proteína G, pois tem a capacidade de ligar ao nucleotídeo 
de guanina (GTP); é uma proteína heterotrimérica (três subunidades estrutural e 
funcionalmente diferentes – sempre acopladas ao receptor), mas existem também 
as monoméricas. 
Subunidades: alfa (é importante, porque interage diretamente com o GTP; ativa 
quando liga ao GTP, inativa quando ligada ao GDP), beta e gama (alfa e gama 
formam heterodímero (recepciona a subunidade alfa toda vez que o processo de 
sinalização celular finalizar). 
A subunidade alfa (sempre que está ativa) se desprende da beta e gama, para que 
possa ativar uma enzima, a fim de gerar resposta celular. 
o Enzima efetora: responsável por efetuar a resposta. Ativada quando a subunidade 
alfa interage com ela. 
MECANISMO GERAL DE FUNCIONAMENTO DO RECEPTOR ACOPLADO À PROTEÍNA G 
1º) Interação sinal + receptor 
Na 2ª situação existem várias possibilidades de ação para apagar o fogo. Para agir 
rapidamente, é necessário que tenha energia (ATP) de forma rápida (situação de susto ou 
fuga). 
▪ Necessidade: gerar energia (ATP) 
▪ O que o organismo pode usar como substrato para geração de energia: glicogênio. 
▪ A quebra do glicogênio só acontece se tiver ativação de uma enzima: glicogênio 
fosforilase (proteína alvo). 
Essa proteína alvo não está ativa o tempo todo. 
Para usar reservas energética, o organismo precisa estar ciente dessa necessidade, precisando 
de uma molécula sinal. 
▪ Molécula sinal: informa às células que existe uma demanda energético, fazendo com 
que a célula ative a enzima responsável pela quebra do glicogênio. Nessa situação, o 
sinal predominante é a adrenalina. 
É necessário também de molécula receptora, que interage com o sinal. Decodifica a mensagem 
do sinal e a partir desse momento, dentro da célula acontece a cascata de sinalização, e ao fim, 
uma resposta celular, que sacia a necessidade. 
O receptor de adrenalina e glucagon é um receptor acoplado à proteína G. 
 
 
Laís Silva Gomes – 06/2021 
@laissg1 
2º) Mudança conformacional na face intracelular → associação da proteína G → na subunidade 
alfa tem a troca de GDP em GTP, ativando a proteína → deslocamento da subunidade alfa → 
promove a ativação da enzima → cascata de sinalização → ativação da proteína alvo 
3º) Resposta celular 
RECEPTORES ACOPLADOS À PROTEINA G (GPCR) – SISTEMA RECEPTOR β-ADRENÉRGICO 
Objetivo: promover a ativação do glicogênio fosforilase (enzima que quebra o glicogênio) para 
gerar energia. 
Ela é ativada pela adição de fosfato. Os mecanismos de regulação enzimática controlam a ativação 
ou inativação dessa enzima. 
As cinases são responsáveis pela fosforilação. 
Fosforilação é regulação por modificação covalente. 
O sinal é a adrenalina nessa situação. Informa a necessidade de energia. Os receptores acoplados 
à proteína G que recebem. 
A subunidade alfa se desloca até a proteína adenilil-ciclase (que sintetiza o AMP – quebra o ATP e 
forma o AMP). 
O AMP é um modulador alostérico (o modulador se liga ao sitio alostérico da enzima) positivo. O 
positivo aumenta a atividade enzimática, enquanto que o negativo diminui. 
O AMP ativa a PKA (proteína cinase A), que catalisa uma reação de fosforilação (adição de fosfato) 
na enzima glicogênio-fosforilase. Portanto, a PKA viabiliza a fosforilação da proteína alvo. 
A adrenalina interage com o receptor. Ocorre a mudança conformacional e acoplamento a 
proteína G. A subunidade alfa se liga a adenilil-ciclase, sintetizando AMP cíclico a partir do ATP. O 
AMP cíclico ativa a PKA, que fosforila e ativa a próxima enzima da cascata, a cinase da glicogênio-
fosforilase. Essa enzima adiciona fosfato na glicogênio-fosforilase, e acontece a quebra de 
glicogênio em glicose. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Laís Silva Gomes – 06/2021 
@laissg1 
 
 
 
 
Bioquímica - Biossinalização – 17/05/2021 
RECEPTOR TIROSINA-CINASE 
Na situação 1, quando há excesso de glicose, é necessário armazena-la, em forma de glicogênio. 
Para isso, vai ser necessário a presença da enzima glicogênio sintase (proteína alvo). A síntese de 
glicogênio acontece intracelularmente, em células musculares ou hepáticas. 
A glicose não entra livremente na célula, é necessário a presença dos GLUTs. As células que 
armazenam glicogênio não têm GLUT4 (proteína alvo) na superfície o tempo todo, é preciso ativa-
la. 
A glicogênio sintase fica ativa quando desfosforilada. 
O sinal deve informar a célula de que a glicose sanguínea está muito elevada. Esse sinal é a insulina 
(hormônio secretado em situação de hiperglicemia). 
O receptor desse sinal é da classe tirosina-cinase. 
- Receptor transmembrânico de superfície 
- Tem 2 subunidades: alfa e beta; essas subunidades tem 2 faces – extracelular (a função é receber 
a molécula sinal) e intracelular (é uma enzima com atividade cinásica; atividade enzimática do 
receptor; sitio ativo enzimático, catalisa a reação de fosforilação, e esse processo se dá em resíduos 
de tirosinas – aminoácidos); 
- Quando o sinal interage com a face extracelular, ativa a enzima na face intracelular. Acontece 
autofosforilação. 
MECANISMO GERAL DE FUNCIONAMENTO DO RECEPTOR TIROSINA-CINASE 
1º) Interação sinal + receptor, na face extracelular do receptor 
2º) Mudança conformacional na face intracelular que promove a ativação da atividade cinásica 
(ativação da enzina que está na face intracelular) → autofosforilação (fosforilação no próprio 
receptor, por ele mesmo) → ativação do receptor 
3º) Receptor ativo → promove a exposição do sitio ativo para o meio intracelular, onde há muitas 
proteínas 
4º) Cascata de sinalização → vai para a proteína alvo e gera a resposta celular 
RECEPTOR TIROSINA-CINASE (RTKs) E RECEPTOR DO HORMÔNIO INSULINA (INS-R) 
O objetivo é a mobilização do GLUT4 e ativação da glicogênio-sintase (desfosforilada). 
Ocorre interação do sinal (insulina) com o receptor (tipo tirosina-cinase). Ativaa enzima tirosina-
cinase na face intracelular, promovendo a autofosforilação do receptor em resíduos de tirosina. O 
receptor fica ativo e promove a exposição do sitio ativo da enzima para o meio intracelular, 
fazendo com que as proteínas se liguem a ele, tendo a possibilidade de serem fosforiladas. A 1ª 
proteína da cascata é a IRS-1 (substrato do receptor de insulina – foi a molécula que se ligou no 
sitio ativo do receptor). 
Laís Silva Gomes – 06/2021 
@laissg1 
A IRS-1 se fosforila e ativa a PI3K (ou fosfatidil-inositol cinase – enzima). Fosfatidil-inositol (PIP) 
é um lipídio de membrana. Vai de PIP2 para PIP3, porque acontece fosforilação através do PI3K. 
Esse lipídeo de membrana é responsável por ativar a próxima enzima, a PKB (ou proteína cinase 
B – enzima). 
Os GLUT ficam em vesículas lipídicas dentro da célula. O PKB promove a estimulação do 
movimento dessa vesícula para a superfície celular, fazendo os GLUTs ficarem expostos e prontos 
para a captação de glicose através de transporte passivo. 
Agora, precisa transformar essa glicose em glicogênio, sendo necessária a enzima glicogênio-
sintase (GS). 
Depois que PKB promoveu a mobilização do GLUT e consequentemente, a absorção de glicose, ela 
passa a agir sob outras proteínas. A enzima GSK3 (ou glicogênio-sintase cinase) está ativa. A PKB 
fosforila ela e fez com que ela ficasse inativa, para que ela não fosforile a GS (a GS é inativa quando 
fosforilada). Assim, a transformação da glicose em glicogênio é possível. 
A proteína é ativada e ativa outras até chegar na proteína alvo.