2RECEPTORES DE MEMBRANA E ACOPLADOS À PROTEÍNA G

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RECEPTORES DE MEMBRANA E ACOPLADOS À PROTEÍNA G
TRANSCRIÇÃO-PB / MEDICINA-UNIFACS-LUCAS GÓIS
 
CLASSE DE RECEPTORES
· Em relação aos receptores enzimáticos,existem receptores que é uma enzima de fato e existe um receptor que é associado à enzima.
· Este canal iônico é visto de cima. O canal iônico pode ser uma proteína receptora com a presença de cinco subunidades com sítios de ligação para a acetilcolina. Essa proteína é uma proteína receptora de molécula de sinal. Esse tipo de ligação com a molécula sinal está entre suas subunidades. Os íons são selecionados pela carga e pelo tamanho passando pelo meio deste canal. 
· Outras moléculas podem ser sinalizadoras que se ligam a canais iônicos, exemplo: GABA. 
· A GABA inibe o córtex cerebral. 
· Apresentam sítios de ligação com moléculas agonistas e antagonistas. As moléculas agonistas produzem o efeito biológico esperado e as antagonistas, o efeito contrário ou bloqueiam o efeito biológico normal, por isso que temos sititos diferentes de ligação. 
· Este é um mecanismo desenvolvido por proteínas de canal iônico estimulado por moléculas sinalizadoras. A proteína canal possui sítio de ligação para a acetilcolina, que estimula a abertura do canal e a entrada dos íons, ocasionando a despolarização e a contração muscular. 
· Os mecanismos de sinalização são induzidos por fosforilação, desfosforilação ou comutação de GDP por GTP ou vice-versa. 
· A proteína que faz a fosforilação é proteína cinase. Ela fosforila ativando as proteínas.
· A proteína que faz a desfosforilação é a fosfatase. A fosfatase desfosforila e consequentemente, inativa ou desliga a proteína que estava ativada. 
· A proteína G atuam fazendo a comutação da tropa por GTP por GDP, e vice-versa. Quando se tem a proteína ligada ao nucleosídeo trifosfato, essa proteína estará ativada e quando esse nucleosídeo trifosfato sofre hidrólise se transformando em GDP, a proteína ligada a essa molécula será desligada. 
PROTEÍNA G
· A proteína G é uma proteína heterotrimêrica, uma proteína que possui três subunidades diferentes.
· Essa proteína está ancorada à membrana na sua porção citosólica, ou seja, essa proteína está no ambiente intracelular. 
· Ela possui a subunidade alfa, beta e gama. Na subunidade alfa há um sítio de ligação a um nucleosídeo(GTP ou GDP). 
· A proteína G NÃO é uma proteína receptora, pois não tem porção voltada para o ambiente extracelular. É uma proteína periférica de membrana. 
· O receptor que está acoplado a proteína G, uma proteína integral de membrana, que apresenta sete passagens pela membrana (alfas-hélices ultrapassando a membrana), a região carboxi-terminal dentro a célula (meio citosólico).
· Ela vai se acoplar quando induzida por um sinal químico à proteína G. 
· A proteína G quando está em repouso, a subunidade alfa está ligada a uma molécula de GDP, quando ela recebe o ligante, ela troca o GDP por GTP. O que acontece? Ela vai estar ligada.
· Quando o ligante se liga ao receptor, a proteína G troca a molécula de GDP pelo GTP e a subunidade alfa desliza-se pela membrana até encontrar uma molécula efetora (afastamento da beta e da gama).
· A proteína G ligada ao GTP sofre uma mudança conformacional.
· A proteína alvo, que tem que estar ancorada na membrana, quando se ligou a proteína G, ativou seu domínio catalítico. 
· Quando a proteína consegue executar a atividade de ativar sua proteína efetora, ela acaba hidrolisando o seu nucleosídeo, transformando o GTP em GDP, mudando novamente seu estado conformacional. Esse novo estado é favorável às subunidades beta e gama.
· Existem mecanismos biológicos ou fisiopatológicos que inibem a hidrólise do GTP, fazendo com que a proteína G esteja sempre ativa. 
· A subunidade beta e gama elas funcionam como subunidades regulatórias. 
· A resposta é modulada principalmente pelos receptores mas também pelas proteínas G. 
· Tipos de proteínas G:
· A Gs atua ativando e a Gi atua inibindo a adenilato clicase. 
· Além da existência da proteína G, há a existência de segundos mensageiros. Esses segundos mensageiros amplificam o sinal. 
· Exemplos: AMPc- derivado do ATP, GMPc-derivado do GTP > moléculas hidrofílicas.
· Outros exemplos: Diacilglicerol DAG,Inositoltrifosfato IP3- segundo resíduo da quebra do fosfolipidio. 
· Que vantagens há em usar o segundo mensageiro? A vantagem é que intracelularmente são produzidos muitos mediadores, isto é, amplificação do sinal inicial. 
1. A molécula sinalizadora liga-se ao receptor acoplado à proteína G, o qual ativa a proteína G.
2. A proteína G ativa do adenilato ciclase, uma enzima amplificadora.
3. O adenilato ciclase converte ATP em AMPc
4. O AMPc ativa a proteína cinase A.
5. A proteína cinase A fosforila outras proteínas, levando finalmente a uma resposta celular. 
MECANISMOS ESPECÍFICOS 
ATIVAÇÃO HORMONAL DA ADENILIL CICLASE (molécula efetora)
· A proteína G pode estimular a geração de 2º mensageiros e acionar outras proteínas efetuadoras intracelulares. A adenilil ciclase é uma das enzimas-chaves que uma vez ativada pela proteína G produz um 2º mensageiro conhecido como cAMP. Conforme a célula-alvo, encontraremos subtipos de proteínas G (Gs, Gi e Go).
A RESPOSTA DEPENDE DO RECEPTOR-ALVO 
· A adrenalina provocará vasoconstricção ou vasodilatação dependendo do receptor encontrado no vaso sanguíneo. 
· Temos respostas diferentes na mesma molécula sinal porque os receptores podem estar ligados a diferentes proteínas G. 
· Noradrenalina:
· Noradrenalina, quando se liga ao receptor do tipo beta adrenérgico, ativa o sítio Gs da proteína G. Esta ativa a enzima-chave adenilciclase que a partir do ATP produzirá o 2º mensageiro, o cAMP.
· O cAMP tem a função de ativar uma enzima quinase A (PKA) cuja função é a de fosforilar canais de Ca++.
· Um outro tipo de receptor da mesma noradrenalina é um tipo alfa-2 adrenérgico que tem efeito antagônico, ou seja, inibir a adenilciclase. A inibição da enzima deixará de produzir cAMP e como conseqüência os canais de K+ que estavam abertos, se fecham.
AS PROTEÍNAS G PODEM:
· Regular canais iônicos (abrindo ou fechando)
· Ativar enzimas ex: adenilil ciclase 
· Como acontece a ativação do PKA (cinase A)? Acontece através da ligação do AMPc. 
· A PKA é uma proteína com quatro subunidades: duas regulatórias e duas catalíticas. 
· A ligação dessas quatro subunidades torna a enzima inativa. O AMPc vai se difundir para o citosol e vai se ligar com as duas subunidades regulatórias do PKA, causando uma mudança na conformação dessas subunidades, causando um desacoplamento com as subunidades catalíticas, tornando essas subunidades catalíticas ativas. 
· O PKA pode atuar no citosol ou no núcleo. 
AÇÃO DA TOXINA DA COLÉRA 
· A cólera é provocada por uma bactéria que libera uma toxina que tem basicamente duas subunidades (alfa e beta).
· A subunidade beta é importante para fazer fagocitose. A subunidade alfa é de fato a toxina, que acaba se ligando à proteína G, estimulando o adenilato cliclase, onde ocorre a produção do AMPc, que ativará canais de condutância de cloreto, fazendo com que esse íon seja liberado para o meio. 
· As células não podem a todo tempo mandar cloreto para o lúmen intestinal. 
· A toxina da cólera bloqueia a capacidade da subunidade alfa da proteína G hidrolisar GTP em GDP, quando quer voltar ao estado inativado. Se ela não consegue se inativar, ela vai ficar o tempo todo ativando adenilato ciclase, ativando assim o tempo todo os canais de cloreto que entrará no lúmen intestinal, desidratando o indivíduo. 
COQUELUCHE 
· A coqueluche produz uma toxina pentamérica e essa toxina é capaz de provocar uma ribosilação na subunidade alfa da proteína G, havendo produção constante do AMPc e produção excessiva de muco e consequentemente tosse persistente. 
A PROTEÍNA G PODE AGIR EM CONJUNTO COM A FOSFOLIPASE C
· A fosfolipase C é outra proteína receptora de membrana, sendo periférica, e tem como função quebrar fofoslipídios.
· O sinal chega no receptor, ativa a proteína G Q,o que ativou uma molécula efetora, ocorrendo a clivagem dofosfolipídio. Uma parte é hidrofóbica (DAG) e a outra hidrofílica (IP3). 
· O IP3 tem a função de se ligar a canais de cálcio, causando o efluxo desse íon para o ambiente citoplasmático. 
· A proteína cinase C é ligada ao DAG e ao cálcio, fazendo a fosforilação de outras proteínas. 
· A cinase A tá no citosol e a cinase C tá na membrana da célula. 
O CÁLCIO TAMBÉM PODE ATUAR COMO SEGUNDO MENSAGEIRO 
· Quando se libera grande quantidade de cálcio na célula, ocorre ativação de outras células.
CÉLULA MUSCULAR-COMUNICAÇÃO 
· Acetilcolina > Receptor: propagação da mensagem > Indução da produção do óxido nítrico a partir da argenina > O óxido nítrico se difunde de uma célula para outra (passa da célula endotelial para a muscular) > Na célula muscular ocorre a ligação do óxido nítrico ao guanilil ciclase, sendo essa enzima capaz de converter GTP em GMPc (segundo mensageiro)ativando uma proteína cinase G, provocando o relaxamento da célula, fazendo com que a pressão arterial diminua. 
LIBERAÇÃO DE INSULINA PELAS CÉLULAS BETAS PANCREÁTICAS 
· Proteína G Q ativa a fosfolipase C com a liberação do IP3, que irá liberá cálcio, o que provoca a secreção a insulina. 
· No outro lado há ativação da adenilato ciclase, que vai induzir a produção de AMPc que ativará a PKA, onde potencializará a secreção da insulina, sendo como responsável do processo uma proteína chamada de incretina GLP-1, onde será liberada quando comemos. 
LIPÓLISE MEDIADA POR HORMÔNIO 
· Na lipólise, o glucagon se liga ao receptor que é associada à a proteína Gs, que ativa o adenilato clicase, que converte ATP em AMPc, que ativa assim a cinase A que irá fosforilar a lípase sensível hormônio que irá começar a quebrar gordura nas células.