RECEPTORES DE MEMBRANA e ACOPLADOS À PROTEINA G

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RECEPTORES DE MEMBRANA e ACOPLADOS À PROTEINA G
• Na superfície da célula existem basicamente 4 grupos de receptores, que também funcionam como proteínas de canal: receptor-canal, receptor enzimático, receptor acoplado à proteína G e receptor integrina.
A acetilcolina tem a capacidade de se ligar à proteína canal, entre as subunidades – no sítio de ligação - e possibilitar a passagem dos íons.
Acetilcolina se ligando a proteína de canal que estava aberta, fazendo com que o canal se abra, permitindo a passagem de íons e provocando a despolarização da célula muscular, fazendo com que ela contraia.
Mecanismo de ativação e inativação pode ser mediado pelo intercambio de nucleosídeo ou pela fosforilação.
Mediada por nucleosideos: Ligado ao GTP, a proteína está ligada. Quando não é mais necessário executar aquela resposta, a proteína hidrolisa o GTP formando GDP, que inativa a proteína. 
Mediada por fosforilação: cinase ativa para gerar a resposta e fosfatase inativa, cessando a resposta.
A PROTEÍNA G
· Não é uma proteína receptora, é uma proteína periférica de membrana (porque não atravessa totalmente a bicamada, estando apenas em uma monocamada (citosólica) da bicamada lipídica).
· Essa proteína G se associa a receptores proteicos (multipasso de 7 passagens) que estão na membrana. 
· Essa proteína G possui 3 subunidades diferentes (alfa, beta e gama), sendo chamada de heterotrimérica. Quando em repouso, a unidade alfa se liga a uma molécula de GDP. Quando o ligante se liga ao receptor, a proteína G troca o GDP pelo GTP, e a subunidade alfa desliza-se pela membrana ate encontrar uma molécula efetora. Quando desliza, a subunidade alfa se separa da beta-gama.
· A ligação entre alfa e beta-gama configura o repouso da proteína G, controlando sua atividade. Logo, a beta-gama possui um mecanismo regulatório negativo da subunidade alfa. 
· A subunidade alfa, que é a que está ativa, percorre a membrana da célula atrás de uma proteína alvo, que ela se conectará para ativar.
· Após a ativação da proteína alvo, a subunidade alfa hidrolisa o GTP e transforma em GDP (menor energética), provocado a inativação da subunidade alfa. Assim, ela muda novamente a sua conformação, permitindo a sua reconexão com a subunidade beta-gama, e a proteína G volta ao estado de repouso.
· Existem vários tipos de proteínas G, que geram respostas diferenciadas a depender do tipo. As proteínas G podem apresentar caráter efetório, inibitório... 
· Os segundos mensageiros intracelulares são responsáveis pela cascata de sinalização, para que levem o estímulo ao local requerido. São produzidos nas células. Exemplos: AMP cíclico (vem do ATP), GMP cíclico (vem do GTP), DAG e IP3. 
· A vantagem dos segundos mensageiros é que são produzidos intracelularmente e são responsáveis por mediar a sinalização e amplificar o sinal.
O sistema adenilato ciclase-AMPc acoplado à proteína G ilustra uma cascata sinalizadora.
A adenilado ciclase, ativado pelo receptor acoplado à proteína G, converte ATP em AMPc, uma mensageiro secundário.
A fosfolipase C. ativado pelo receptor acoplado à proteína G, quebra os fosfolipideos de membrana em IP3 e DAG, mensageiros secundários.
A guaniilato ciclase, ativada por um receptor enzimático ou pelo NO, converte o GTP em GMPc, um mensageiro secundário.
A proteína G pode estimular a geração de 2° mensageiros e acionar outras proteínas efetuadoras intracelulares. A adenilil ciclase é uma das enzimas-chaves que uma vez ativada pela proteína G produzi um 2° mensageiros como AMPc. Conforme a célula alvo, encontraremos subtipos de proteínas G (Gs, Gi).
Adrenalina se ligando ao receptor alfa – vasoconstricção (aumento da pressão)
Adrenalina se ligando ao receptor beta – vasodilatação (diminuição da pressão)
· A 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 2° mensageiro, o AMPc.
· O AMPc ativará a quinase A, cuja função é de fosforilar canais de Ca++.
· Um outro tipo de receptor da mesma noradrenalina é um tipo alfa-2 adrengérgico, que tem efeito antagônico, ou seja, inibir a adenilciclase. A inibição da enzima deixará de produzir o AMPc e como consequência, os canais de K+ que estavam abertos, se fecham.
AS PROTEÍNAS G PODEM:
· Regular canais iônicos;
· Ativar enzimas (ex: fosfolipase C, Adenil ciclase);
ATIVAÇÃO DA PKA (proteína quinase dependente de AMPc)
· A PKA é composta por 4 subunidades (2 regulatórias e 2 catalíticas). As catalíticas se mantem inativas pela conexão que elas estabelecem com as regulatórias. Ou seja, as regulatórias fazem um processo regulatório negativo das catalíticas.
· Quando a Adenilil ciclase se ativa, inicia a conversão de ATP em AMPc (2° mensageiro), que se liga com as duas subunidades regulatórias da PKA, que acabam modificando a sua morfologia. 
· A PKA geralmente esta inativa e precisa ser ativada para começar a fosforilar. Para isso, o AMPc precisa se ligar às subunidades regulatórias da PKA, mudando a conformação estrutural dessas e fazendo com que elas se dissociem das subunidades catalíticas. As catalíticas então, se ativam.
· Agora, o PKA está ativo. A PKA serve para fazer fosforilação e, consequentemente, ativar proteínas, sejam citosólicas (alterando metabolismo, forma) ou nucleares (regulando a expressão gênica, pela ligação ou desligamento de genes). 
AÇÃO DA TOXINA DA CÓLERA
· A toxina altera a subunidade alfa da proteína Gs (por ribosilação – adição de ribose);
· Quando a proteína G é ribolisada, ela não ativa a adenilil ciclase, impedindo a hidrólise de GTP em GDP, permanecendo ativa e aumentando a concentração de AMPc, ativando a proteína CFTR;
· Dessa forma, provoca efluxo de Cl- e água para a luz intestinal, causando desidratação.
COQUELUCHE
· A toxina, pentoméria, é endocitada pela célula hospedeira (por endocitose seletiva, pois tem proteína receptora).
· A subunidade alfa se liga a proteína G, e essa não consegue bloquear a atividade da adenilato ciclase, aumentando os níveis de AMPc da célula, aumentando a produção de muco. 
PROTEINAS G PODEM AGIR EM CONJUNTO COM A FOSFOLIPASE C
· A fosfolipase C quebra os fosfolipideos da membrana. 
O Ca++ NA SINALIZAÇÃO INTRACELULAR
· As células mantem um baixo nível de Ca+ no citosol bombeando-a para fora da célula, para dentro do RE e mitocôndria e ligando-se a proteínas intracelulares.
· O cálcio pode ser considerado como um segundo mensageiro, e por isso as células armazenam cálcio e ele não fica livre no citosol, para não gerar respostas o tempo todo. 
FORMAÇÃO DO IP3 e DAG
· Fosfolipase C quebra o fosfotidinil inositol em IP3 e DAG. IP3 mobiliza e libera cálcio, que ativa a oxido nítrico sintase, que pega o aminoácido arginina e o oxigênio e converte em citrulina e oxido nítrico. 
· Gi – inibe a adenilato ciclase
· Gs – estimula a adenilato ciclase
Acetilcolina liberada na fenda sináptica, entra em contato com o receptor especifico na célula endotelial. Esse receptor é acoplado à proteína G, e induz a produção de óxido nítrico a partir da arginina (quem faz isso é a enzima oxido nitrico sintase) na cavidade endotelial. Esse óxido atravessa a camada e difunde para a célula da camada média, que são células de músculo liso. O óxido nítrico entra nessas células e ativa a guanilato/guanilil ciclase, que converte o GTP em um GMPc (2° mensageiro), que ativa uma enzima chamada PKG (proteína quinase dependente de GMPc) na célula muscular, induzindo o relaxamento da célula muscular lisa. 
LIBERAÇÃO DE INSULINA PELAS CÉLULAS B PANCREÁTICAS
· A célula B pode ser ativada por diferentes mecanismos, gerando a liberação de insulina como resultado final.
· Por exemplo, os ácidos graxos livres se ligam ao receptor GPR40, que esta vinculado a proteína Gq. Isso induz a ativação de fosfolipase C que quebra o fosfotidil inositol em IP3 E DAG. O IP3 vai para o citosol e libera cálcio, provocando secreção de insulina. 
· O aumento de glicose: a glicose entra, é fosforilada e a célula é despolarizada, entrandoem atividade e liberando cálcio, que potencializa a secreção de insulina.
LIPÓLISE MEDIADA POR HORMÔNIO GLUCAGON
· O glucagon se liga na proteína receptora que se conecta a proteína Gs, e a protein Gs se conecta a adenilil ciclase. A ADENILIL CILASE CONVERTE O ATP EM AMPc, e o ampc ativa a PKA. A PKA vai fosforilar a enzima LIPASE SENSÍVEL A HORMÔNIO (LSH), que vai fosforilar a periniplina, ocorre a ativação da CGI (que esta na superfície da gotícula) e a ativação da lipase que quebra triacilglicerideos. Após quebrar os triacilglicerideos, eles se tornam diacilglicerídeos, que são quebrados pela LSH, em monoacilgliceróis. Os monoacilglicerois são mobilizados pela monoacilglicerol lipase e se transformam em ácidos graxos, que são gorduras que podemos transportar na corrente sanguínea pela albumina sérica até uma célula que precise dessa fonte de energia. Os ácidos graxos entram na célula e são quebrados através da beta oxidação para a produção de energia. 
· Isso ocorre quando há níveis baixos de açúcar no sangue, como em casos de jejum.
Hormônio GnRH se liga ao receptor que esta acoplado a proteína Gq. Ativa a fosfolipase C, que quebra fosfotidil inositol em DAG e IP3. O IP3 libera cálcio no citoplasma e induz a liberação de FSH e LH.