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1-Regulação do metabolismo SINAIS REGULATÓRIOS:Coordenam as rotas metabólicas, a fim de que elas sejam condizentes com o estado metabólico da célula 1. Sinais provenientes de dentro da célula: • Respostas rápidas • Ex.: disponibilidade de substratos, inibição de produtos, alteração nos níveis de ativadores/inibidores alostéricos. 2. Comunicação entre as células • Resposta mais lenta, • Ocorre por meio do contato direto entre células, junções gap ou por sinalizadores químicos (neurotransmissores ou hormônios) • Um mesmo sinal pode causar diferentes efeitos em diferentes células Principios gerais da comunicação celular 1. Uma molécula sinalizadora se liga a um receptor 2. Ativação da cadeia de sinalização 3. Uma ou mais proteínas sinalizadoras interagem com proteína alvo 4. Alteração da proteína alvo gerando o efeito Tipos de sinalização Sinalização contato-dependente - importante durante a resp imune Sinalização parácrina - moléculas sinalizadoras agem próximas ao local da sua síntese Sinalização autocrina - cel responde a substãncias liberadas por ela mesma sinalização endocrina - hormônio age na celula alvo distante do local sintetizado Sinalização sináptica Moléculas sinalizadoras Óxido nítrico (gás) Neurotransmissores (acetilcolina, adrenalina) receptores intracelulares nucleares(Hormônios esteroidais) Hormônios peptídicos e não peptídicos 1.RECEPTORES INTRACELULARES Molécula apolar, LIPOSSOLÚVEL (atravessa a MB), liga-se a RECEPTORES localizados no CITOSOL ou no NÚCLEO, ou seja, dentro da célula O complexo receptor-agonista se liga a regiões específicas do DNA, aumentando a expressão de um gene específico. EX.: Hormônios esteróides, Vitaminas lipossolúveis(K,A,D,E), Tiroxina, Ácido retinóico 2.Sinalização por NO(óxido nítrico) Sinalizador se liga ao receptor de membrana que ativa a NO sintase. NO sintase forma NO a partir da arginina, que então se difunde e se liga a enzima guanilil ciclase. Essa enzima, portanto, transforma GMP em GMPc causando o relaxamento da musculatura lisa e a vasodilatação. Outras funções:agregação plaquetária, neurotransmissor OBS: Ação do viagra 3-Principais classes de receptores de superfície celular Receptor associado a canal iônico (Ach) 3.1-Receptor associado à proteína G -Proteína Gs (AC) -Proteína Gq (Fosfolipase C) -Proteína Gi ( inibitória) 3.2-Receptor associado a enzimas (Tk, associados a TK, guanilil ciclase) A cascata de sinalização permite que os hormônios e as moléculas sinalizadoras estejam em pequenas concentrações, amplificando o sinal Segundos mensageiros: AMPc, GMPc e Ca Proteinas da sinalização celular - fosfatase: retira um grupo P da proteína efetuadora(inativa) -quinase: adiciona um grupo fosfato à proteína efetuadora(ativa) 3.1-Receptores ligados a proteína Receptores de superfície Grande diversidade de moléculas sinalizadoras GDP->GTP Subunidades alfa, beta e gama Possui várias hélices transmembrana Possui três divisões: Gs, Gq e Gi 3.1.1-Sistema Adenilato Ciclase(AC) 1)Um sinal (p. ex hormônio Glucagon) liga-se ao receptor. 2)Este receptor ocupado, altera sua forma e interage com a proteína Gs que ‘’larga’’ GDP e liga-se ao GTP. 3) A subunidade alfa da proteína Gs dissocia-se e ativa a ADENILATO CICLASE 4) Essa converte ATP em AMPc. 5) O AMPc ativa Proteína Quinase Dependente de AMPc (PKA). 6) A PKA é formada por 4 subunidades. O AMPc liga-se as 2 subunidades regulatórias da PKA, liberando as outras 2 subunidades catalíticas ativas. 7) As subunidades ativas fosforilam os substratos proteicos e assim as proteínas fosforiladas ativam a ação específica do sinalizador. OBS: O sistema AC pode ser desligado de 3 maneiras: - desfosforilação de proteínas:fosfatases - fosfodiesterase: AMPc é hidrolisado a AMP - retirada do estímulo do primeiro mensageiro OBS: Ação da cólera= impede hidrólise do AMPc 3.1.2-SISTEMA CÁLCIO/FOSFATIDILINOSITOL Sinal → Receptor → Ativa Proteína Gq → ativa Fosfolipase C →cliva o Fosfatidilinositol (fosfolipídio presente na membrana plasmática) → libera IP3 e DAG. IP3 – liga-se ao RE, libera Ca+2 → complexo 4 moléculas de Ca+2 + Calmodulina → efeitos intracelulares (ativa moléculas proteicas) DAG- ativa proteína quinase C (PKC), que requer Ca+2 3.1.3-SISTEMA GUANOSINA MONOFOSFATO CÍCLICO -GMPc • Sistema análago a rota do AMPc; • A Guanilato Ciclase presente na membrana sintetiza o GMPc a partir do GTP ; (obs: enzima é parte integral do receptor, similar a tirosina, diferente da adenilato ciclase); • GMPc ativa a proteína quinase G (PKG) e é hidrolisado por uma fosfodiesterase; Ex.: relaxamento de músculo liso e agregação plaquetária Obs: rota do NO 3.2-RECEPTOR ASSOCIADO A ENZIMAS(PTK) Sistema Tirosina quinase Possui uma única hélice transmembrana Ativação de um receptor TK pode resultar na ativação de diversas enzimas e amplificação do sinal Possui 3 domínios: um extrecelular, um transmembrana hidrofóbico e um intracelular associado a diversas proteínas Atua principalmente promovendo divisão, diferenciação e regulação da expressao gênica São divididas em PTk Receptoras, como o receptor de insulina e as PTk não receptoras, que são as proteínas intrínsecas. Sistema tirosina quinase(PTk) Funcionamento: • Quando ativado pelo hormônio ou ligante a tirosina quinase se autofosforila e fosforila as proteinas associadas a PTk. Assim, o estado de fosforilação controla a ativade da PTk. • A principal rota de sinalização nuclear da PTk segue a rota de ativação da proteina RAS.Sendo a rota: -Grb2 -> Prot RAS -> MAP KKK ->MAP KK -> MAP K • Há ativação de outras rotas, como a da fosfolipase C.
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