Receptori-biochimie

ReceptoriReceptori

Molecule informationaleMolecule informationale

Mesagerii chimici denumiti si Mesagerii chimici denumiti si molecule molecule semnal transmit mesajele intercelularesemnal transmit mesajele intercelulare

Sunt Sunt produşi de o anumită celulăproduşi de o anumită celulă ca r ca răspuns la un stimul specific şi sunt transmişi unei ăspuns la un stimul specific şi sunt transmişi unei celulecelule--ţintă care recepţionează semnalul prin intermediul unui receptor specific generând un ţintă care recepţionează semnalul prin intermediul unui receptor specific generând un răspunsrăspuns


În cazul sistemului nervos, aceşti mesageri chimici sunt denumiţi În cazul sistemului nervos, aceşti mesageri chimici sunt denumiţi NNeurotransmiţătorieurotransmiţători

Sistem endocrinSistem endocrin- Hormoni- Hormoni

Sistem imun- CitokineSistem imun- Citokine

Alti mesageri: retinoizi, eicosanoizi, factori de creAlti mesageri: retinoizi, eicosanoizi, factori de creştereştere


În funcţie de distanţa dintre celula secretoare şi celula ţintă mesagerii sau semnalizarea În funcţie de distanţa dintre celula secretoare şi celula ţintă mesagerii sau semnalizarea poate fi clasificată astfelpoate fi clasificată astfel::

Receptorii Receptorii şi transducerea semnaluluişi transducerea semnalului

Receptorii sunt proteine conţinând un situs de legare specific pentru un singur mesager Receptorii sunt proteine conţinând un situs de legare specific pentru un singur mesager chimic şi un alt situs de legare implicat în transmiterea mesajuluichimic şi un alt situs de legare implicat în transmiterea mesajului

Al doilea situs de legare poate interacţiona cu o altă proteină sau cu ADN. Al doilea situs de legare poate interacţiona cu o altă proteină sau cu ADN. Receptorii pot fiReceptorii pot fi::

A. Membranari care strA. Membranari care străbat membrana celulară şi conţin un domeniu extracelular de legare ăbat membrana celulară şi conţin un domeniu extracelular de legare a mesageruluia mesagerului

B. B. IntracelulariIntracelulari- pentru mesagerii capabili s- pentru mesagerii capabili să difuzeze în celulăă difuzeze în celulă



Receptorii hormonali sunt prezenti in diferite zone ale celulei in functie de natura Receptorii hormonali sunt prezenti in diferite zone ale celulei in functie de natura hormonului:hormonului:

1. Pentru hormonii hidrosolubili, care nu patrund in celulele tinta, mesajul strabate 1. Pentru hormonii hidrosolubili, care nu patrund in celulele tinta, mesajul strabate membrana plasmatica datorita interventiei unei proteine receptor integrata in membranamembrana plasmatica datorita interventiei unei proteine receptor integrata in membrana

Aceasta asigura eliberarea unui mesager secund care ce transmite mesajul hormonal unor Aceasta asigura eliberarea unui mesager secund care ce transmite mesajul hormonal unor enzime sau proteine intracelulare = transducerea semnaluluienzime sau proteine intracelulare = transducerea semnalului


Receptorii hormonali sunt prezenti in diferite zone ale celulei in functie de natura Receptorii hormonali sunt prezenti in diferite zone ale celulei in functie de natura hormonului:hormonului:

2. pentru hormonii liposolubili care strabat membrana plasmatica, receptorii sunt situati 2. pentru hormonii liposolubili care strabat membrana plasmatica, receptorii sunt situati intracelular, frecvent in nucleuintracelular, frecvent in nucleu

Intensitatea raspunsului celular la un mesaj extern depinde de numarul de receptori si de Intensitatea raspunsului celular la un mesaj extern depinde de numarul de receptori si de gradul de ocupare al acestora cu liganzigradul de ocupare al acestora cu liganzi


Legarea liganzilor la receptoriLegarea liganzilor la receptori


Receptorii hormonali sunt intrReceptorii hormonali sunt intr-o stare dinamica, numarul lor per celula fiind variabil, in -o stare dinamica, numarul lor per celula fiind variabil, in raport cu diferiti factori:raport cu diferiti factori:

1. numarul de rec1. numarul de receeptori este reglat de nivelul hormonului ptori este reglat de nivelul hormonului în sângeîn sânge:: Un nivel ridicat al prelungit al hormonului Un nivel ridicat al prelungit al hormonului în sânge diminuă nr de receptori, realizânduîn sânge diminuă nr de receptori, realizându--sese o o

desensibilizare a desensibilizare a ţesutului la hormonul respectiv ţesutului la hormonul respectiv = down-regulation= down-regulation o crestere a numarului de receptori la o expunere prelungita la hormon = up-regulationo crestere a numarului de receptori la o expunere prelungita la hormon = up-regulation


Un alt mecanism de reglare a nr de receptori consta in modificarea prin fosforilare, reactie Un alt mecanism de reglare a nr de receptori consta in modificarea prin fosforilare, reactie catalizata de kinaze specifice. Ex: receptorul beta-adrenergic este inactivat prin fosforilare catalizata de kinaze specifice. Ex: receptorul beta-adrenergic este inactivat prin fosforilare la resturile de serina ale complexului H-Rla resturile de serina ale complexului H-R

Receptorii insulinei si ai STH prezinta activitate proteinkinazica, fiind in acelasi timp si Receptorii insulinei si ai STH prezinta activitate proteinkinazica, fiind in acelasi timp si substratul acestor enzime. Fixarea hormonului la receptor determina autofosforilare cu substratul acestor enzime. Fixarea hormonului la receptor determina autofosforilare cu alterarea functiei salealterarea functiei sale



Receptorii formeazReceptorii formează cu hormonii un complex hormonă cu hormonii un complex hormon-receptor care prezinta urmatoarele -receptor care prezinta urmatoarele particularitati:particularitati:

- se realizeaza prin forte necovalente- se realizeaza prin forte necovalente - reactia de formare este reversibila, receptorul putand fi eliberat- reactia de formare este reversibila, receptorul putand fi eliberat - interactiunea hormon-receptor se caracterizeaza printr-o inalta specificitate, ceea ce - interactiunea hormon-receptor se caracterizeaza printr-o inalta specificitate, ceea ce

explice interactiunile de mare finete ale hormonilorexplice interactiunile de mare finete ale hormonilor


A. A. Majoritatea receptorilor membranari suntMajoritatea receptorilor membranari sunt::

Receptori ai canalelor ioniceReceptori ai canalelor ionice Receptori ai tirozin-kinazeiReceptori ai tirozin-kinazei Receptori ataReceptori ataşaţi şaţi tirozin-kinazeitirozin-kinazei (JAK-STAT receptors)(JAK-STAT receptors) Receptori ai serin-threonin-kinazeiReceptori ai serin-threonin-kinazei Receptori heptahelicali (cu 7 helixuri transmembranare)etcReceptori heptahelicali (cu 7 helixuri transmembranare)etc

CCând un mesager chimic se leagă la un receptor semnalul generat trebuie transformat întrând un mesager chimic se leagă la un receptor semnalul generat trebuie transformat într --un run răspuns intracelular. Această conversie poartă numele de transducere a semnalului. ăspuns intracelular. Această conversie poartă numele de transducere a semnalului.


Mesager primar

Mesager secundar

mesagerul primar


B.Transducerea semnalului pentru receptorii intracelulariB.Transducerea semnalului pentru receptorii intracelulari Cea mai mare parte a receptorilor sunt factori de transcriere, proteine care Cea mai mare parte a receptorilor sunt factori de transcriere, proteine care se se leagleagă la ADN şi ă la ADN şi

reglează transcrierea anumitor gene reglează transcrierea anumitor gene (proces copiere a informa(proces copiere a informaţiei genetice ţiei genetice din AND din AND în ARNîn ARN))

A.Transducerea semnalului pentru receptorii membranari-mecanisme:A.Transducerea semnalului pentru receptorii membranari-mecanisme: Fosforilarea receptorilor la nivelul resturilor de tirozinFosforilarea receptorilor la nivelul resturilor de tirozinăă= activitate tirozin- kinazic= activitate tirozin- kinazicăă Modificari conformaModificari conformaţionale ale proteinelor transductoare de semnal ţionale ale proteinelor transductoare de semnal ( proteinele ( proteinele

heterotrimerice G, proteina Ras G monomerica etc)heterotrimerice G, proteina Ras G monomerica etc) CreCreşteri ale nivelului de mesageri secundari intracelularişteri ale nivelului de mesageri secundari intracelulari


Mesagerii secundari sunt molecule nonMesagerii secundari sunt molecule non--proteiceproteice generate intracelular ca r generate intracelular ca răspuns la ataşarea ăspuns la ataşarea hormonului care continuă transmiterea mesajuluihormonului care continuă transmiterea mesajului

ExempleExemple:: cAMP (adenozinmonofosfatul ciclic)cAMP (adenozinmonofosfatul ciclic) IP3 (inozitol trifosfat)IP3 (inozitol trifosfat) DAG (diacilglicerol)DAG (diacilglicerol)


Semnalizarea necesitSemnalizarea necesită frecvent un răspuns rapid şi o finalizare rapidă a mesajului prină frecvent un răspuns rapid şi o finalizare rapidă a mesajului prin::

Degradarea mesagerului sau a mesagerului secundarDegradarea mesagerului sau a mesagerului secundar Automatic G protein clockAutomatic G protein clock Dezactivarea kinazelor transductoare ale mesajului de cDezactivarea kinazelor transductoare ale mesajului de către fosfataze etcătre fosfataze etc

Receptorii ionotropici sau Receptorii ionotropici sau ai canalelor ioniceai canalelor ionice

Receptorul acetilcolineiReceptorul acetilcolinei

AcetilcolinaAcetilcolina, Ach , Ach este un neurotransmieste un neurotransmiţător care acţionează pe receptorii nicotinici pentru ţător care acţionează pe receptorii nicotinici pentru acetilcolină de pe membrana plasmatică a anumitor celule musculareacetilcolină de pe membrana plasmatică a anumitor celule musculare

Ca răspuns la potenţialul de acţiune, Ach este eliberată din terminaţiile nervoase şi Ca răspuns la potenţialul de acţiune, Ach este eliberată din terminaţiile nervoase şi sechestrată în vezicule în vecinătatea zonei active a membranei presinapticesechestrată în vezicule în vecinătatea zonei active a membranei presinaptice

Ach difuzează spre fanta sinaptică pentru a se lega de receptorii nicotinici membranari de Ach difuzează spre fanta sinaptică pentru a se lega de receptorii nicotinici membranari de pe celulele muscularepe celulele musculare

Cascada de evenimente va antrena contracţia fibrei musculareCascada de evenimente va antrena contracţia fibrei musculare

Căi de semnalizare a receptorilor ionotropiciCăi de semnalizare a receptorilor ionotropiciReceptorul pentru acetilcolinaReceptorul pentru acetilcolina

Receptorul pentru acetilcolinaReceptorul pentru acetilcolina

După ce încetează secreţia de Ach, mesajul este terminat prinDupă ce încetează secreţia de Ach, mesajul este terminat prin::

aacţiunea acetilcolinesterazei, enzimă localizată pe membrana postsinaptică, ce scindează cţiunea acetilcolinesterazei, enzimă localizată pe membrana postsinaptică, ce scindează Ach sau prin Ach sau prin

difuzia Ach înafara spaţiului sinapticdifuzia Ach înafara spaţiului sinaptic

A. Receptorii membranariA. Receptorii membranari

2 grupe:2 grupe:

1. R1. Receptori eceptori înrudiţi cu receptorul adrenergicînrudiţi cu receptorul adrenergic:: - receptorii pentru catecolaminereceptorii pentru catecolamine - receptorii pentru Ach de tip muscarinic- receptorii pentru Ach de tip muscarinic - receptorii pentru serotonin- receptorii pentru serotoninăă - rodopsina (receptorul din retin- rodopsina (receptorul din retină ă ))

Receptorii pentru catecolamineReceptorii pentru catecolamine

Receptorul beta-adrenergicReceptorul beta-adrenergic

ProteinProteină transmembranarăă transmembranară NN-terminal cu 2 lan-terminal cu 2 lanţuri oligozaharidice legate de ţuri oligozaharidice legate de

2 resturi de Asn2 resturi de Asn 7 segmente helicoidale, hidrofobe, 7 segmente helicoidale, hidrofobe,

transmembranare, paralele între eletransmembranare, paralele între ele Aceste segmente formează trei bucle Aceste segmente formează trei bucle

extracelulare şi trei bucle intracelulareextracelulare şi trei bucle intracelulare

Citosol

Membranacelulară

Spaţiulextracelular

NH3+

COO-


Segmentul N-terminal este extracelular, Segmentul N-terminal este extracelular, iar segmentul C-terminal este intracelular; iar segmentul C-terminal este intracelular; fosforilat la resturile de serina de o kinaza fosforilat la resturile de serina de o kinaza specificaspecifica

Situsul de legare a hormonului, H este Situsul de legare a hormonului, H este situat pe fasituat pe faţa externă a R ţa externă a R format dformat dintrintr-un -un buzunar localizat intre elicele buzunar localizat intre elicele transmembranaretransmembranare

NH3+

COO-

H


O buclO buclă intracelulară participă la transducerea semnalului extern prin intermediul proteinei ă intracelulară participă la transducerea semnalului extern prin intermediul proteinei GG

RReceptorii pentru Ach de tip muscariniceceptorii pentru Ach de tip muscarinic

Ach utilizează două tipuri de recpetoriAch utilizează două tipuri de recpetori: nitonici, sensibili la nicotina : nitonici, sensibili la nicotina şi muscarinici sensibili şi muscarinici sensibili la muscarinăla muscarină

Cei de tip nicotinic mediază actiunile Ach la nivelul joncţiunilor nCei de tip nicotinic mediază actiunile Ach la nivelul joncţiunilor n-m, fiind implicati -m, fiind implicati în în contracţia muschilor striaticontracţia muschilor striati

Cei muscarinici de tip M1, M2 şi M3 aparţin familiei de R cu 7 segmente helicoidale Cei muscarinici de tip M1, M2 şi M3 aparţin familiei de R cu 7 segmente helicoidale transmembranaretransmembranare

Au rol în transmiterea interneuronală a mesajelor, contractia muschilor netezi, secretia Au rol în transmiterea interneuronală a mesajelor, contractia muschilor netezi, secretia endocrina si exocrina a unor glandeendocrina si exocrina a unor glande

AA. Receptorii membranari. Receptorii membranari

2. Receptori cu activitate protein2. Receptori cu activitate protein-kinazic-kinazică tirozină tirozin-specific-specificăă

În funcţie de secvenţa de aa, structura tridimensională sau similitudinea liganzilor sunt În funcţie de secvenţa de aa, structura tridimensională sau similitudinea liganzilor sunt divizaţi în 4 clasedivizaţi în 4 clase::

- subclasa 1: receptorul factorului epidermal de cre- subclasa 1: receptorul factorului epidermal de creştere ştere (EFG)(EFG) - subclasa 2: receptorii insulinei (IGF-1)- subclasa 2: receptorii insulinei (IGF-1) - subclasa 3: receptorii factorului de cre- subclasa 3: receptorii factorului de creştere ai fibroblaştilor ştere ai fibroblaştilor (FGF)(FGF) - subclasa 4: mai multe tipuri de R- subclasa 4: mai multe tipuri de R

Receptorul insulineiReceptorul insulinei

Receptorii pentru insulină sunt glicoproteine cu Receptorii pentru insulină sunt glicoproteine cu greutatea molegreutatea molecculară de 340.000 de daltoniulară de 340.000 de daltoni

Ei sunt Ei sunt heterotetrameri şi sunt heterotetrameri şi sunt formaţi din:formaţi din: - 2 subunităţi α, - 2 subunităţi α, - 2 subunităţi β - 2 subunităţi β

Subunităţile se leagă între ele prin punţi disulfurice Subunităţile se leagă între ele prin punţi disulfurice (S-S)(S-S)

Subunităţile alfa (α) se localizează extracelularSubunităţile alfa (α) se localizează extracelular, , glicozilate şi prezinta o singura regiune bogata in glicozilate şi prezinta o singura regiune bogata in CysCys


SSubunităţile beta (β) penetrează membrana celulară;ubunităţile beta (β) penetrează membrana celulară; au au capătul Ncapătul N-terminal extracelular, un segment -terminal extracelular, un segment transmembranar transmembranar şi capetele Cşi capetele C-terminale -terminale în citoplasmăîn citoplasmă

Un receptor fixează câte o moleculă de insulină la Un receptor fixează câte o moleculă de insulină la capătul capătul NN-terminal al fiecărei subunităţi α, ceea ce -terminal al fiecărei subunităţi α, ceea ce însemnă că un R insulinic fixează două molecule de însemnă că un R insulinic fixează două molecule de insulină.insulină.


Manifesta activitate protein-kinazicaManifesta activitate protein-kinazica dupdupă ă ocuparea situsului extracelular cu ligandocuparea situsului extracelular cu ligand

Această activitate este localizată în două domenii Această activitate este localizată în două domenii intracelulare ale lanţurilor betaintracelulare ale lanţurilor beta

Autofosforilarea se produce la două resturi de Autofosforilarea se produce la două resturi de Tyr ale lanturilor beta cu cresterea eficientei ca Tyr ale lanturilor beta cu cresterea eficientei ca proteinprotein--kinazăkinază


Aceasta va determina fosforilarea Aceasta va determina fosforilarea unei proteine intracelulare care unei proteine intracelulare care exprima in final raspunsul exprima in final raspunsul biologic la impactul hormonalbiologic la impactul hormonal

Activitatea protein-kinazica Activitatea protein-kinazica tirozin-specifica este prezenta la R tirozin-specifica este prezenta la R care au rol in cresterea si care au rol in cresterea si diviziunea celularadiviziunea celulara

Receptorii nucleariReceptorii nucleari

Sunt receptorii hormonilor steroizi Sunt receptorii hormonilor steroizi şi tiroidieni, în şi tiroidieni, în general ai hormonilor hidrofobi care traverseaza usor general ai hormonilor hidrofobi care traverseaza usor membrana celularămembrana celulară

Primul receptor nuclear (NR) a fost identificat Primul receptor nuclear (NR) a fost identificat biochimic in 1960 si este cel pentru estradiolbiochimic in 1960 si este cel pentru estradiol

Superfamilia receptorilor nucleari, din punct de Superfamilia receptorilor nucleari, din punct de vedere evolutiv, a fost divizata in sase subfamilii vedere evolutiv, a fost divizata in sase subfamilii diferite diferite


Cea mai extinsa cuprinde receptorul hormonului tiroidian (TR), receptorul acidului retinoic Cea mai extinsa cuprinde receptorul hormonului tiroidian (TR), receptorul acidului retinoic (RAR), receptorul vitaminei D (VDR) si receptorul activator al proliferarii peroxizomale (RAR), receptorul vitaminei D (VDR) si receptorul activator al proliferarii peroxizomale (PPAR), precum si alte orfanide(PPAR), precum si alte orfanide

A II-a subfamilie contine receptorul retinoidului X (RXR), factorul de transcriere pentru A II-a subfamilie contine receptorul retinoidului X (RXR), factorul de transcriere pentru promoterul ovalbuminei de galinacee (COUP), factorul 4 nuclear hepatocitar (HNF-4), promoterul ovalbuminei de galinacee (COUP), factorul 4 nuclear hepatocitar (HNF-4), receptorul testicular (TR2), receptorii implicati in dezvoltarea ochiului, TLX (tailles related receptorul testicular (TR2), receptorii implicati in dezvoltarea ochiului, TLX (tailles related receptors) si PNR (fotoreceptor – receptor nuclear specific). receptors) si PNR (fotoreceptor – receptor nuclear specific).


A III-a subfamilie este formata din receptorii steroidieni si receptorii de tip estrogenic A III-a subfamilie este formata din receptorii steroidieni si receptorii de tip estrogenic (ERR)(ERR)

Subfamiliile IV-VI contin receptorii orfanidici de tipul clona B-NGF indusa (NGFI-B), Subfamiliile IV-VI contin receptorii orfanidici de tipul clona B-NGF indusa (NGFI-B), factorul 1 steriodogenic / factorul 1 Fushi – Tarazu (FTZ- 1/SF-1) si factorul nuclear al factorul 1 steriodogenic / factorul 1 Fushi – Tarazu (FTZ- 1/SF-1) si factorul nuclear al celulei germinative (GCNF) celulei germinative (GCNF)

Mecanismul de actiune al receptorilor nucleariMecanismul de actiune al receptorilor nucleari

A. A. Ligandul poate fi generat in trei moduri diferite:Ligandul poate fi generat in trei moduri diferite: 1. 1. ligandul activ este sintetizat intr-un organ endocrin clasic si patrunde in celula.ligandul activ este sintetizat intr-un organ endocrin clasic si patrunde in celula. 2.2.ligandul poate fi generat pornind de la un precursor sau prohormon situat in celula tintaligandul poate fi generat pornind de la un precursor sau prohormon situat in celula tinta .. 3. 3. Ligandul poate fi un metabolit sintetizat in celula tinta.Ligandul poate fi un metabolit sintetizat in celula tinta.

A B

Mecanismul de actiune al receptorilor nucleariMecanismul de actiune al receptorilor nucleari

BB) Exista si cai alternative de activare ale receptorilor nucleari independente de ligand) Exista si cai alternative de activare ale receptorilor nucleari independente de ligand

Unii receptori sunt activi constitutional in timp ce activitatea altora este modulata in Unii receptori sunt activi constitutional in timp ce activitatea altora este modulata in principal, de exemplu, prin fosforilarea mediata de hormonii si factorii de crestere care principal, de exemplu, prin fosforilarea mediata de hormonii si factorii de crestere care stimuleaza diferite cai de transducere a semnaluluistimuleaza diferite cai de transducere a semnalului..

kinaze

Domeniile structurale ale receptorilor nucleariDomeniile structurale ale receptorilor nucleari

A/B A/B = domeniul modulator ce cuprinde un situs de activare a transcriptiei independent de = domeniul modulator ce cuprinde un situs de activare a transcriptiei independent de fixarea ligandului;fixarea ligandului;

C C = domeniul de legare a ADN-ului, compus din 2 module : pentru Zn si o extensie C-= domeniul de legare a ADN-ului, compus din 2 module : pentru Zn si o extensie C-terminala (CTE), implicata in recunoasterea locului de legare a ADN-ului si dimerizarea terminala (CTE), implicata in recunoasterea locului de legare a ADN-ului si dimerizarea receptorilor nucleari ;receptorilor nucleari ;

Domeniile structurale ale receptorilor nucleariDomeniile structurale ale receptorilor nucleari

DD = regiunea balama ce permite o rotatie intre domeniile C si E pana la 180o; acest = regiunea balama ce permite o rotatie intre domeniile C si E pana la 180o; acest domeniu interactioneaza cu co-represorii ;domeniu interactioneaza cu co-represorii ;

E E = domeniul de = domeniul de atasareatasare a ligandului ce indeplineste numeroase functii: fixarea liganzilor, a ligandului ce indeplineste numeroase functii: fixarea liganzilor, dimerizarea receptorilor, interactiunea cu proteinele de soc termic, localizarea nucleara si dimerizarea receptorilor, interactiunea cu proteinele de soc termic, localizarea nucleara si activarea transcriptiei dependenta de ligandactivarea transcriptiei dependenta de ligand;;

LBD – domeniul de atasare LBD – domeniul de atasare a liganduluia ligandului

Este un domeniu multifunctional care, pe langa atasarea ligandului, mediaza homo-si Este un domeniu multifunctional care, pe langa atasarea ligandului, mediaza homo-si heterodimerizarea, interactiunea cu proteinele de soc termic, activitatea transcriptionala heterodimerizarea, interactiunea cu proteinele de soc termic, activitatea transcriptionala dependenta de ligand si, in unele cazuri, represia transcrierii hormon – reversibiledependenta de ligand si, in unele cazuri, represia transcrierii hormon – reversibile

Contine doua regiuni bine conservate: un motiv –emblema sau Ti si motivul AF-2 al Contine doua regiuni bine conservate: un motiv –emblema sau Ti si motivul AF-2 al capatului C-terminal responsabil pentru activarea transcrierii dependenta de ligandcapatului C-terminal responsabil pentru activarea transcrierii dependenta de ligand

Analiza cristalografica a LBD a identificat 12 regiuni de alfa-helix (H1—H12). Intre H5 si Analiza cristalografica a LBD a identificat 12 regiuni de alfa-helix (H1—H12). Intre H5 si H6 exista o structura de tip beta. Structurile legate sunt mult mai compacte decat cele H6 exista o structura de tip beta. Structurile legate sunt mult mai compacte decat cele nelegate, dupa atasarea ligandului producandu-se modificari conformationalenelegate, dupa atasarea ligandului producandu-se modificari conformationale

DBD – domeniul de legareDBD – domeniul de legarea ADN-uluia ADN-ului

Reprezinta domeniul cel mai bine conservat al receptorilor nucleari ce confera abilitatea de Reprezinta domeniul cel mai bine conservat al receptorilor nucleari ce confera abilitatea de recunoastere a secventelor-tinta specifice, precum si de activare a transcrierii genelor. recunoastere a secventelor-tinta specifice, precum si de activare a transcrierii genelor.

Contine noua cisteine si alte reziduuri cu afinitate inalta in legarea ADN-ului, doua portiuni Contine noua cisteine si alte reziduuri cu afinitate inalta in legarea ADN-ului, doua portiuni de zinc finger formate din 60-70 aminoacizi alaturi de CTE (COOH-terminal extension) cu de zinc finger formate din 60-70 aminoacizi alaturi de CTE (COOH-terminal extension) cu asa-numitele cutii T si A asa-numitele cutii T si A

HRE-elemente de raspuns hormonalHRE-elemente de raspuns hormonal

Receptorii nucleari regleaza transcrierea prin atasarea Receptorii nucleari regleaza transcrierea prin atasarea in genele-tinta de secventele ADN-specifice denumite in genele-tinta de secventele ADN-specifice denumite HREHRE

Desi unii receptori monomerici se ataseaza unui singur Desi unii receptori monomerici se ataseaza unui singur motiv hexameric, majoritatea receptorilor homo-sau motiv hexameric, majoritatea receptorilor homo-sau heterodimerizeazaheterodimerizeaza

DBD – domeniul de legare a ADN-uluiDBD – domeniul de legare a ADN-ului

DBD-ul reuneste doua helixuri. Primul, incepand cu al 3-lea reziduu cisteinic, helixul de DBD-ul reuneste doua helixuri. Primul, incepand cu al 3-lea reziduu cisteinic, helixul de recunoastere, leaga ADN-ul intrand in contact cu baze specificerecunoastere, leaga ADN-ul intrand in contact cu baze specifice

Al II-lea, ce cuprinde capatul –COOH al celui de al II-lea zinc finger, formeaza un unghi Al II-lea, ce cuprinde capatul –COOH al celui de al II-lea zinc finger, formeaza un unghi drept cu helixul de recunoastere. drept cu helixul de recunoastere. In cazul RXR, s-a identificat si un al III-lea helix in CTE In cazul RXR, s-a identificat si un al III-lea helix in CTE

Schema de functionare a receptorilor nucleariSchema de functionare a receptorilor nucleari

In absenta ligandului, NHR sunt deja fixati la ADN, iar capacitatea lor de transactivare e In absenta ligandului, NHR sunt deja fixati la ADN, iar capacitatea lor de transactivare e inhibata de recrutarea co-represorilor si, indirect, a histonelor dezacetilateinhibata de recrutarea co-represorilor si, indirect, a histonelor dezacetilate

Transcriptia e blocata din cauza compactarii cromatinice. Se formeaza un complex de co-Transcriptia e blocata din cauza compactarii cromatinice. Se formeaza un complex de co-activatori ce decondenseaza cromatina si permite initierea transcrieriiactivatori ce decondenseaza cromatina si permite initierea transcrierii

CC=domeniul de legare a ADN-ului=domeniul de legare a ADN-ului EE=domeniul de atasare a ligandului=domeniul de atasare a ligandului

Receptorii hormonilor tiroidieni. Receptorii hormonilor tiroidieni. Inhibitia dominant negativa a axului Inhibitia dominant negativa a axului

hipotalamo –hipofizo – tiroidianhipotalamo –hipofizo – tiroidian

Generalitati despre rezistenta tiroidianaGeneralitati despre rezistenta tiroidiana

Secretia tireotropinica (TSH) si, prin urmare, a hormonilor tiroidieni, tiroxina (T4) si Secretia tireotropinica (TSH) si, prin urmare, a hormonilor tiroidieni, tiroxina (T4) si triiodotironina (T3), este reglata printr-un mecanism de feed-back negativ, declansat de triiodotironina (T3), este reglata printr-un mecanism de feed-back negativ, declansat de legarea lui T3 la propriul sau receptor situat in nucleul celulelor tireotrope ale glandei legarea lui T3 la propriul sau receptor situat in nucleul celulelor tireotrope ale glandei pituitare anterioare pituitare anterioare

Elementele de baza in reglarea functiei tiroidieneElementele de baza in reglarea functiei tiroidiene

TRH= tireoliberina. Sinteza de TRH e reglata direct de hormonii tiroidieni.T4 este produsul TRH= tireoliberina. Sinteza de TRH e reglata direct de hormonii tiroidieni.T4 este produsul de secretie predominant al glandei tiroide, cu deiodinare periferica (T4de secretie predominant al glandei tiroide, cu deiodinare periferica (T4 T3) in ficat si T3) in ficat si rinichi suplinind in proportie de 80% T3-ul circulant. rinichi suplinind in proportie de 80% T3-ul circulant. Atat T3 cat si T4 inhiba sinteza si Atat T3 cat si T4 inhiba sinteza si eliberarea de TSH. T4 este rapid convertit la T3. eliberarea de TSH. T4 este rapid convertit la T3. SRIH = somatostatinaSRIH = somatostatina

Rezistenta la hormonii tiroidieniRezistenta la hormonii tiroidieni

RReprezinta o patologie rara, in general familiala, cu transmitere autosomal - dominanta eprezinta o patologie rara, in general familiala, cu transmitere autosomal - dominanta care, din punct de vedere biochimic, se caracterizeaza princare, din punct de vedere biochimic, se caracterizeaza prin::

cresterea nivelului sangvin de hormoni tiroidieni acompaniata decresterea nivelului sangvin de hormoni tiroidieni acompaniata de o secretie de TSH inadecvata (independenta de feed-back-ul negativ sau inhibitia o secretie de TSH inadecvata (independenta de feed-back-ul negativ sau inhibitia

dominant-pozitiva)dominant-pozitiva)

Se disting 2 forme majore de rezistenta: generalizata (GRTH) si hipofizara (PRTH). Se disting 2 forme majore de rezistenta: generalizata (GRTH) si hipofizara (PRTH).

Receptorii hormonilor tiroidieni (TR)Receptorii hormonilor tiroidieni (TR)

Receptorii tiroidieni au fost clonati in 1986 si au fost relevati ca omologi celulari ai unei Receptorii tiroidieni au fost clonati in 1986 si au fost relevati ca omologi celulari ai unei oncoproteine retrovirale aviare, c-erbAoncoproteine retrovirale aviare, c-erbA

Codificarea lor deriva din 2 gene, c-erbA alfa si c-erb A beta, cu multiple izoforme (58). Codificarea lor deriva din 2 gene, c-erbA alfa si c-erb A beta, cu multiple izoforme (58). Genele de pe cromozomii 17 si 3 genereaza fiecare molecula de TR-alfa, respectiv TR-beta Genele de pe cromozomii 17 si 3 genereaza fiecare molecula de TR-alfa, respectiv TR-beta cu similaritati structurale si secventiale substantialecu similaritati structurale si secventiale substantiale

Fiecare gena produce doua izoforme alfa-1 si alfa-2; beta-1 si beta-2 prin splicing Fiecare gena produce doua izoforme alfa-1 si alfa-2; beta-1 si beta-2 prin splicing alternativ. alternativ.

Receptorii hormonilor tiroidieni (TR)

TR alfa-2 predomina in SNC, miocard, muschi scheletic, TR beta-1 in ficat si rinichi, TR TR alfa-2 predomina in SNC, miocard, muschi scheletic, TR beta-1 in ficat si rinichi, TR beta-2 in hipofiza si hipotalamus (11). C-erbA alfa-2 se ataseaza la nivelul elementelor beta-2 in hipofiza si hipotalamus (11). C-erbA alfa-2 se ataseaza la nivelul elementelor responsive specifice (TRE), dar nu leaga T3 si este forma cea mai abundenta in creier responsive specifice (TRE), dar nu leaga T3 si este forma cea mai abundenta in creier

Cea mai comuna forma a RTH cu transmitere dominanta, se caracterizeaza prin defecte Cea mai comuna forma a RTH cu transmitere dominanta, se caracterizeaza prin defecte minore ale unei alele a genei TR beta, venind in contradictie cu indivizii la care pierderea minore ale unei alele a genei TR beta, venind in contradictie cu indivizii la care pierderea completa a unei alele a TR-beta nu modifica fenotipul TRH-ului. completa a unei alele a TR-beta nu modifica fenotipul TRH-ului.

Antagonistii hormonilor tiroidieniAntagonistii hormonilor tiroidieni

Prezinta utilitate clinica in statusul de hiperhormonemie tiroidiana, precum si in alte Prezinta utilitate clinica in statusul de hiperhormonemie tiroidiana, precum si in alte conditiiconditii

S-a sintetizat acidul 3,5-dibromo-4- (3 ‘,5’-diizopropil-4-hidroxifenoxibenzoic) cu slaba S-a sintetizat acidul 3,5-dibromo-4- (3 ‘,5’-diizopropil-4-hidroxifenoxibenzoic) cu slaba activitate de agonist al TR beta si fara proprietati de agonist pentru TR alfa si care activitate de agonist al TR beta si fara proprietati de agonist pentru TR alfa si care blocheaza legarea T3 la TR, atat prin diminuarea efectului pozitiv al T3 la nivelul blocheaza legarea T3 la TR, atat prin diminuarea efectului pozitiv al T3 la nivelul elementelor de raspuns (TRE) specifice ale hormonilor tiroidieni, cat si prin reducerea elementelor de raspuns (TRE) specifice ale hormonilor tiroidieni, cat si prin reducerea raspunsului represor al T3 asupra TSH beta in culturile de celule raspunsului represor al T3 asupra TSH beta in culturile de celule

Antagonistii hormonilor tiroidieniAntagonistii hormonilor tiroidieni

Terapia curenta pentru hipertiroidism are efect de blocare la mai multe nivele: al descarcarii Terapia curenta pentru hipertiroidism are efect de blocare la mai multe nivele: al descarcarii hormonilor tiroidieni de catre tiroida, al conversiei periferice a hormonului T4 la T3 si al hormonilor tiroidieni de catre tiroida, al conversiei periferice a hormonului T4 la T3 si al receptorilor beta-adrenergici receptorilor beta-adrenergici

Blocarea eliberarii de hormoni tiroidieni necesita mai multe saptamani pentru ca Blocarea eliberarii de hormoni tiroidieni necesita mai multe saptamani pentru ca hormonemia obtinuta sa se exprime clinichormonemia obtinuta sa se exprime clinic

Similar, efectul blocarii conversiei T4-T3 si a raspunsului beta-adrenergic este incomplet. Similar, efectul blocarii conversiei T4-T3 si a raspunsului beta-adrenergic este incomplet. In schimb, antagonizarea directa a TR amelioreaza atat timpul cat si raspunsul incomplet al In schimb, antagonizarea directa a TR amelioreaza atat timpul cat si raspunsul incomplet al beta-blocantilor. beta-blocantilor. Studiile precedente nu au relevat un antagonist deplin al TR Studiile precedente nu au relevat un antagonist deplin al TR

Amiodarona-antagonist TRAmiodarona-antagonist TR

Amiodarona, antiaritmic cardiac si metabolitul sau dezetilamiodarona au fost prezentati ca Amiodarona, antiaritmic cardiac si metabolitul sau dezetilamiodarona au fost prezentati ca avand activitate antagonistica pentru TR. Nu blocheaza atasarea T3 la TR, in vitro, iar avand activitate antagonistica pentru TR. Nu blocheaza atasarea T3 la TR, in vitro, iar inhibitia raspunsului mediat de hormonii tiroidieni in vivo este necompetitiva si poate inhibitia raspunsului mediat de hormonii tiroidieni in vivo este necompetitiva si poate interesa transportul T4 prin membrana celularainteresa transportul T4 prin membrana celulara

In plus, este toxica celular la IC50. Dezetilamiodarona functioneaza ca inhibitor competitiv In plus, este toxica celular la IC50. Dezetilamiodarona functioneaza ca inhibitor competitiv al legarii T3 la hTR alfa si non-competitiv in atasarea T3 la hTR beta, in vitro si blocheaza al legarii T3 la hTR alfa si non-competitiv in atasarea T3 la hTR beta, in vitro si blocheaza interactiunile TR cu proteinele coactivatoare, proteina-1 de interactiune cu receptorii interactiunile TR cu proteinele coactivatoare, proteina-1 de interactiune cu receptorii glucocorticoizilor (GRIP1) glucocorticoizilor (GRIP1)

Receptorul pentru TSHReceptorul pentru TSH

TSH-ul cuprinde doua subunitati diferite (alfa si beta) legate necovalent. In timp ce TSH-ul cuprinde doua subunitati diferite (alfa si beta) legate necovalent. In timp ce subunitatea alfa glicoproteica este identica pentru LH, FSH si CG, subunitatea beta este subunitatea alfa glicoproteica este identica pentru LH, FSH si CG, subunitatea beta este specifica pentru fiecare din acesti hormoni, influentand capacitatea de legare si actiunea specifica pentru fiecare din acesti hormoni, influentand capacitatea de legare si actiunea hormonalahormonala

Gena pentru TSH-beta este localizata pe cromozomul 1p22. Activitatea biologica necesita Gena pentru TSH-beta este localizata pe cromozomul 1p22. Activitatea biologica necesita heterodimerizare. Reziduurile C19 si C105 ale subunitatii beta sunt implicate in heterodimerizare. Reziduurile C19 si C105 ale subunitatii beta sunt implicate in interactiunea cu subunitatea alfa, avand rol in mentinerea integritatii structurale a moleculei interactiunea cu subunitatea alfa, avand rol in mentinerea integritatii structurale a moleculei de TSH, esentiala pentru legarea receptorului si activitatea biologica.de TSH, esentiala pentru legarea receptorului si activitatea biologica.

Receptorul pentru TSHReceptorul pentru TSH hhipotiroidismul centralipotiroidismul central

Hipotiroidismul central se datoreaza atat sintezei scazute de TSH cat si TSH-ului cu Hipotiroidismul central se datoreaza atat sintezei scazute de TSH cat si TSH-ului cu activitate biologica improprieactivitate biologica improprie

Uneori, cresterea concentratiei plasmatice a TSH-ului aberant poate compensa activitatea Uneori, cresterea concentratiei plasmatice a TSH-ului aberant poate compensa activitatea biologica neadecvata sau concentratia TSH-ului plasmatic in prezenta altor hormoni biologica neadecvata sau concentratia TSH-ului plasmatic in prezenta altor hormoni glicoproteici e practic nedetectabilaglicoproteici e practic nedetectabila

Inactivitatea completa a TSH-ului la hipotiroidieni poate fi consecinta unei mutatii Inactivitatea completa a TSH-ului la hipotiroidieni poate fi consecinta unei mutatii Gly29Arg in regiunea subunitatii beta a TSH-ului implicata in asocierea cu subunitatea alfa. Gly29Arg in regiunea subunitatii beta a TSH-ului implicata in asocierea cu subunitatea alfa. Au fost descrise si alte mutatii punctuale si deletii care introduc semnale de terminare Au fost descrise si alte mutatii punctuale si deletii care introduc semnale de terminare premature in genele de codare pentru subunitatea beta, rezultand fragmente TSH inactive premature in genele de codare pentru subunitatea beta, rezultand fragmente TSH inactive

Mecanismul de acţiune al hormonilorMecanismul de acţiune al hormonilor

Funcţiile reglatoare ale hormonilor la nivel celular se Funcţiile reglatoare ale hormonilor la nivel celular se exercita prin modularea activitatii unor proteine exercita prin modularea activitatii unor proteine (enzime, (enzime, proteine de transport etc)proteine de transport etc)

Mecanismul de actiune este diferit in functie de natura Mecanismul de actiune este diferit in functie de natura lor, tipul si localizarea R; 3 grupe:lor, tipul si localizarea R; 3 grupe:

1. Hormonii steroizi; tiroidieni1. Hormonii steroizi; tiroidieni 2. H polipeptidici si catecolaminele2. H polipeptidici si catecolaminele 3. H ce actioneaza prin R cu activitate protein-kinazica 3. H ce actioneaza prin R cu activitate protein-kinazica

tirozin-specificatirozin-specifica

1. Hormonii steroizi1. Hormonii steroizi şi şi tiroidieni tiroidieni

R acestor hormoni sunt localizaţi în nucleu. R acestor hormoni sunt localizaţi în nucleu. După formarea complexului HDupă formarea complexului H-R, acesta actioneaza asupra HRE activ-R, acesta actioneaza asupra HRE activând sau inhibând ând sau inhibând

transcrierea unor genetranscrierea unor gene Efectul inductor al acestor hormoni are consecinţe asupra organismului întregEfectul inductor al acestor hormoni are consecinţe asupra organismului întreg

Hormonii tiroidieni, pe lângă sinteza unor proteine specificate de genele nucleare, au capacitatea Hormonii tiroidieni, pe lângă sinteza unor proteine specificate de genele nucleare, au capacitatea de a acitiva şi sinteza unor proteine codificatea de genomul mitocondrial, cu rol important în de a acitiva şi sinteza unor proteine codificatea de genomul mitocondrial, cu rol important în procesele de oxidoprocesele de oxido-reducere-reducere

1. Hormonii steroizi1. Hormonii steroizi şi şi tiroidieni tiroidieni

2. Hormonii polipeptidici si catecolaminele2. Hormonii polipeptidici si catecolamineleSistem transductorSistem transductor

Activat de formarea complexului HActivat de formarea complexului H-R; -R; alcalcăătuit din:tuit din:

A. Sistemul de cuplare (proteinele G) al H-A. Sistemul de cuplare (proteinele G) al H-R cu B. sistemul efector (adenilat ciclaza)R cu B. sistemul efector (adenilat ciclaza)

C. Mesagerii secunzi (cAMP)C. Mesagerii secunzi (cAMP) D. D. PProteinele-roteinele-ţintă ce determină răspunsul ţintă ce determină răspunsul

biologicbiologic

Receptori cuplaReceptori cuplaţiţi cu proteina Gcu proteina G-- G GPCRPCR

A. SistemA. Sistemele ele de cuplarede cuplare

Au rolul de a cupla complexul HAu rolul de a cupla complexul H-R cu un sistem efector -R cu un sistem efector 1. Proteinele G 1. Proteinele G Proteine membranare care leaga GDP sau GTPProteine membranare care leaga GDP sau GTP Heterotrimere: Heterotrimere: α (contine situsul de legarea al GDP), β, γα (contine situsul de legarea al GDP), β, γ GDP-αβγ= forma inactiva a proteinei; cH-R actioneaza asupra pG inactive pe care o GDP-αβγ= forma inactiva a proteinei; cH-R actioneaza asupra pG inactive pe care o

activeazaactiveaza

GDP-GDP-αβγ GTP-α + βγαβγ GTP-α + βγ Proteina G Proteina GProteina G Proteina G inactiva activainactiva activaGTP GDP

Gs-activeaza adenilat-ciclaza (AC) Gs-activeaza adenilat-ciclaza (AC) generatoare de cAMP generatoare de cAMP

Gi- inhiba AC cu scaderea cAMP Gi- inhiba AC cu scaderea cAMP în în celulăcelulă

GpGp- cupleaza cH-R cu sistemul - cupleaza cH-R cu sistemul efector al fosforilazei C ce determina efector al fosforilazei C ce determina formarea DAG si IP3, mesageri formarea DAG si IP3, mesageri secunzisecunzi

Gt cuplata cu rodopsina=transducinaGt cuplata cu rodopsina=transducina

Proteinele G-Proteinele G-tipuritipuri

A. SistemA. Sistemele ele de cuplarede cuplareMonoxidul de azotMonoxidul de azot

Sistem de cuplare al c H-R cu sistemul efector al guamilat-ciclazei citoplasmaticeSistem de cuplare al c H-R cu sistemul efector al guamilat-ciclazei citoplasmatice

NO sau EDRF (endothelium- derived relaxing factor), hormon paracrin pt celule, factor NO sau EDRF (endothelium- derived relaxing factor), hormon paracrin pt celule, factor reglator al presiunii sangvine, mediaza citotoxicitatea, implicat in neurotransmisiereglator al presiunii sangvine, mediaza citotoxicitatea, implicat in neurotransmisie

A. SistemA. Sistemele ele de cuplarede cuplareMonoxidul de azotMonoxidul de azot

Sintetizat pe seama Arg, cu Sintetizat pe seama Arg, cu participarea NO-sintetazeiparticiparea NO-sintetazei

Activeaza in celulele-Activeaza in celulele-ţintă GCţintă GC--aza citoplasmatica, iar cGMP aza citoplasmatica, iar cGMP format mediaza relaxarea format mediaza relaxarea muschilor netezimuschilor netezi

B. Sisteme efectoareB. Sisteme efectoare

Genereaza mesagerii secunzi intracelulari Genereaza mesagerii secunzi intracelulari

3 sisteme:3 sisteme:

Adenilat ciclazaAdenilat ciclaza Guanilat ciclazaGuanilat ciclaza Fosfolipaza C (PLC)Fosfolipaza C (PLC)

B. Sisteme efectoareB. Sisteme efectoare Adenilat ciclazaAdenilat ciclaza

Prezenta in toate organismele; in membrana plasmatica (pe fata citoplasmatica); cuplata cu Prezenta in toate organismele; in membrana plasmatica (pe fata citoplasmatica); cuplata cu proteinele Gs sau Giproteinele Gs sau Gi

Gs, prin subunitatea Gs, prin subunitatea αs activeaza AC-aza cu cresterea cAMPαs activeaza AC-aza cu cresterea cAMP Gi, prin subunitatea Gi, prin subunitatea αi reduce [cAMP]αi reduce [cAMP]

Adenilat-ciclaza

B. Sisteme efectoareB. Sisteme efectoare Adenilat ciclazaAdenilat ciclaza

Hormonii care activeaza adenilat ciclaza sunt: glucagonul, ACTH, parathormonul, Hormonii care activeaza adenilat ciclaza sunt: glucagonul, ACTH, parathormonul, adrenalina prin receptori P -adrenergici, etc.adrenalina prin receptori P -adrenergici, etc.

Hormonii care inhiba activitatea adenilat ciclazei sunt: catecolaminele prin receptori a2-Hormonii care inhiba activitatea adenilat ciclazei sunt: catecolaminele prin receptori a2-adrenergici, angiotensina II, somatostatina, opiaceele, etcadrenergici, angiotensina II, somatostatina, opiaceele, etc

B. Sisteme efectoareB. Sisteme efectoare Guanilat ciclazaGuanilat ciclaza

Enzima sau sistemul efector care produce sinteza cGMP pe seama GTPEnzima sau sistemul efector care produce sinteza cGMP pe seama GTP

GTP cGMPGTP cGMP Guanilat-ciclazaGuanilat-ciclaza

Prezenta in multe celule; 2 tipuri:Prezenta in multe celule; 2 tipuri: MembranaraMembranara Citoplasmatica- Citoplasmatica- Guanilat ciclaza citosolica , este solubila si reprezinta sistemul efector Guanilat ciclaza citosolica , este solubila si reprezinta sistemul efector

pentru monoxidul de azot (NO). pentru monoxidul de azot (NO).

PPi

Sisteme efectoareSisteme efectoare Guanilat ciclaza Guanilat ciclaza

Membranara- atMembranara- atât receptorât receptor (domeniul extracelular) (domeniul extracelular) cât şi efector care genereaza mesagerul cât şi efector care genereaza mesagerul secundsecund

Domeniul intracelular manifesta activitate guanilat ciclazica numai dupa ocuparea situsului Domeniul intracelular manifesta activitate guanilat ciclazica numai dupa ocuparea situsului cu receptorcu receptor

Hormonii recunoscuti de acest R determina cresterea Hormonii recunoscuti de acest R determina cresterea [cGMP] intracelulare, care, prin [cGMP] intracelulare, care, prin intermediul unei protein-kinaze si a unei fosforilari succesive induce raspunsul celularintermediul unei protein-kinaze si a unei fosforilari succesive induce raspunsul celular

B. Sisteme efectoareB. Sisteme efectoare Guanilat ciclaza Guanilat ciclaza

Factorul atrial natriuretic (un hormon ce contine 28 de aminoacizi) este secretat de celulele Factorul atrial natriuretic (un hormon ce contine 28 de aminoacizi) este secretat de celulele cardiace atriale la diverse semnale si actioneaza la nivelul rinichiului si a zonei glomerulare cardiace atriale la diverse semnale si actioneaza la nivelul rinichiului si a zonei glomerulare a medulosuprarenalelora medulosuprarenalelor

Raspunsul celular ca urmare a actiunii hormonale este reprezentat de cresterea volumului Raspunsul celular ca urmare a actiunii hormonale este reprezentat de cresterea volumului urinar, cresterea eliminarii de Na+, scaderea secretiei de renina si aldosteronurinar, cresterea eliminarii de Na+, scaderea secretiei de renina si aldosteron

ANF stimuleaza GC-aza in celulele tinta, creste [cGMP]; relaxarea muschilor neteziANF stimuleaza GC-aza in celulele tinta, creste [cGMP]; relaxarea muschilor netezi

Sisteme efectoareSisteme efectoareFosfolipaza CFosfolipaza C

Acest sistem efector este alcatuit din: Acest sistem efector este alcatuit din: -receptori hormonali,-receptori hormonali, -proteine Gp, -proteine Gp, -fosfolipaza C -fosfolipaza C - hidrolaza activata de Gp, prin subunitatea - hidrolaza activata de Gp, prin subunitatea αp care scindeaza legaturile αp care scindeaza legaturile

fosfodiesterice din fosfatide)fosfodiesterice din fosfatide) - proteinkinaza C.- proteinkinaza C.

Actioneaza asupra fosfolipidelor membranare formand DAG si IP3, mesageri secunzi Actioneaza asupra fosfolipidelor membranare formand DAG si IP3, mesageri secunzi pentru nuemrosi hormonipentru nuemrosi hormoni

Mesagerii secunziMesagerii secunzicAMPcAMP

Produsi de sistemele efectoare, actioneaza asupra proteinelor-tinta determinProdusi de sistemele efectoare, actioneaza asupra proteinelor-tinta determinând răspunsul ând răspunsul celularcelular

cAMPcAMP- mesager secund pentru numerosi hormoni- mesager secund pentru numerosi hormoni ATP cAMP + PPiATP cAMP + PPi

Adenilat ciclazaAdenilat ciclaza

In conditii normale [cAMP] intracelulara este mica; un semnal hormonal determina cresteri In conditii normale [cAMP] intracelulara este mica; un semnal hormonal determina cresteri importante ale concentratiei acestuiaimportante ale concentratiei acestuia


AMPc are o viata scurta deoarece este descompus rapid prin hidroliza la AMP. AMPc are o viata scurta deoarece este descompus rapid prin hidroliza la AMP. FosfodiesterazaFosfodiesteraza (PDE) (PDE) este enzima ce catalizeaza aceasta reactie de hidroliza: este enzima ce catalizeaza aceasta reactie de hidroliza:

cAMP AMPcAMP AMP PDEPDE

AMPc-ul a fost AMPc-ul a fost descoperit in 1950 de catre Earl Sutherlanddescoperit in 1950 de catre Earl Sutherland si a fost primul compus cu si a fost primul compus cu rol de mesager secundar.rol de mesager secundar.

HOH


Fosfodiesteraza este activata de: Ca +, prostaglandine, insulina, IGF, etc si este inhibata de Fosfodiesteraza este activata de: Ca +, prostaglandine, insulina, IGF, etc si este inhibata de hormonii steroizi, hormonii tiroidieni, metilxantine (cafeina, teofilina, etc)hormonii steroizi, hormonii tiroidieni, metilxantine (cafeina, teofilina, etc)

Teofilina din ceai si cafeina din cafea ca inhibitori ai fosfodiesterazei, explica efectul Teofilina din ceai si cafeina din cafea ca inhibitori ai fosfodiesterazei, explica efectul stimulator al acestor produsi, in sensul ca pentru AMPc ele mimeaza in celula efectul stimulator al acestor produsi, in sensul ca pentru AMPc ele mimeaza in celula efectul hormonului prelungind actiunea acestuiahormonului prelungind actiunea acestuia

Durata de viata a AMPc depinde atat de activitatea adenilat ciclazei cat si de cea a Durata de viata a AMPc depinde atat de activitatea adenilat ciclazei cat si de cea a fosfodiesterazelor. fosfodiesterazelor.


Rolul AMPc este de a controla exprimarea unor gene, prin legarea sa la o proteina Rolul AMPc este de a controla exprimarea unor gene, prin legarea sa la o proteina reglatoare (la procariote) sau activeaza protein-kinaze specifice, de exemplu proteinkinaza reglatoare (la procariote) sau activeaza protein-kinaze specifice, de exemplu proteinkinaza A (la eucariote)A (la eucariote)

Semnal extern (H ce util cAMP ca mes.II)/ Tesut/ RaspunsSemnal extern (H ce util cAMP ca mes.II)/ Tesut/ Raspuns

GlucagonGlucagon — — FicatFicat ---- ---- GlicogenolizGlicogenolizaa, , ggluconeogenluconeogeneezaza Catecolamine (prinCatecolamine (prin R Rβ)β)------FicatFicat--------GlicogenolizaGlicogenoliza

Catecolamine (prin Catecolamine (prin RRα2)α2)--- --- Tesut adiposTesut adipos,,OsOs------ Lipoliza Hipercalcemie Lipoliza Hipercalcemie Parathormon Parathormon --- --- TiroidaTiroida---- ---- Secretie de T4 si T3 Secretie de T4 si T3 TSHTSH--------GonadeGonade--- --- Secretie de hormoni sexualiSecretie de hormoni sexuali Gonadotropine (LH, FSH)Gonadotropine (LH, FSH),, ACTH ACTH---- ---- CorticosuprarenalaCorticosuprarenala--- --- Secretie de cortisolSecretie de cortisol

C. Mesagerii secunziC. Mesagerii secunzicAMPcAMP

ActivareActivare

PKA este o holoenzima alcatuita din dimerul subunitatii reglatoarePKA este o holoenzima alcatuita din dimerul subunitatii reglatoare ((RR), av), având fiecare ând fiecare monomer legat la o subunitatea catalitica. monomer legat la o subunitatea catalitica. La concentratii mici de cAMP, the holoenzima La concentratii mici de cAMP, the holoenzima rrămâneămâne intact intactă şi ă şi inactivinactiva catalitica catalitic

Când Când [cAMP] creste (activarea AC-azei de R cuplati proteinei G atasati la Gs, inhibarea [cAMP] creste (activarea AC-azei de R cuplati proteinei G atasati la Gs, inhibarea PDE care degradeaza cAMP), cAMP se fixeaza la cele doua situsuri de legare de pe PDE care degradeaza cAMP), cAMP se fixeaza la cele doua situsuri de legare de pe subunitatile reglatoare, cu eliberarea subunitatilor cataliticesubunitatile reglatoare, cu eliberarea subunitatilor catalitice


Pentru o activitate optima, fiecare subunitate catalitica trebuie sa fie fosforilata la nivelul Pentru o activitate optima, fiecare subunitate catalitica trebuie sa fie fosforilata la nivelul Thr 197, resturile catalitice fiind orientate spre situsul activThr 197, resturile catalitice fiind orientate spre situsul activ

Subunitatile catalitice libere interactioneaza cu proteinele pentru a fosforila reziduurile de Subunitatile catalitice libere interactioneaza cu proteinele pentru a fosforila reziduurile de Ser sau Thr Ser sau Thr


Inactivarea PInactivarea PKKAA prin prin mecanism feedback:mecanism feedback:

PDEPDE,, unul dintre substratele activate de kinaza,unul dintre substratele activate de kinaza, converte converteşte cAMP la AMP reducând şte cAMP la AMP reducând cantitatea de cAMP care ar putea activa protein kinaza Acantitatea de cAMP care ar putea activa protein kinaza A

AstfelAstfel, PKA , PKA esteeste control controlata deata de cAMP. . Subunitatea cataliticăSubunitatea catalitică este inactivată prin fosforilare. este inactivată prin fosforilare.

C. Mesagerii secunziC. Mesagerii secunzicGMPcGMP

GMPc, GMPc, este sintetizat prin reactia catalizata de guanilat ciclaza este sintetizat prin reactia catalizata de guanilat ciclaza (GC-aza)(GC-aza) din GTP si este din GTP si este descompus prin reactia catalizata de GMPc-fosfodiesterazadescompus prin reactia catalizata de GMPc-fosfodiesteraza

GTP cGMPGTP cGMP + PPi + PPi

cGMP GMP cGMP GMP

Efectele GMPc in multe cazuri antagonizeaza cu cele produse de AMPc.Efectele GMPc in multe cazuri antagonizeaza cu cele produse de AMPc.

HOH

GC-aza

GMPc-PDE

C. Mesagerii secunziC. Mesagerii secunzicGMPcGMP

GMPc este mediatorul semnalelor luminoase in celulele retiniene (cu cornuri si bastonase)GMPc este mediatorul semnalelor luminoase in celulele retiniene (cu cornuri si bastonase)

Semnalul luminos receptat de rodopsina prin intermediul unei proteine din familia G (Semnalul luminos receptat de rodopsina prin intermediul unei proteine din familia G (Gp-Gp-transducina) determina activarea GMPc-fosfodiesterazei si are loc scaderea concentratiei transducina) determina activarea GMPc-fosfodiesterazei si are loc scaderea concentratiei intracelulare de GMPcintracelulare de GMPc

IIn urma acestui proces are loc inchiderea canalelor pentru Na+, creste concentratia acestora n urma acestui proces are loc inchiderea canalelor pentru Na+, creste concentratia acestora intracelulara si are loc o hiperpolarizare a membranei care se va constitui in senzatia de intracelulara si are loc o hiperpolarizare a membranei care se va constitui in senzatia de lumina.lumina.

C. DAG C. DAG şi IP3şi IP3

Fosfolipaza C (PLC), este o enzima din membrana plasmatica care Fosfolipaza C (PLC), este o enzima din membrana plasmatica care catalizeaza catalizeaza reactia de reactia de hidroliza a fosfatidil inozitol 4,5-bisfosfat (PIP2) care este un fosfolipid membranar:hidroliza a fosfatidil inozitol 4,5-bisfosfat (PIP2) care este un fosfolipid membranar:

Cei doi produsi de reactie IP3 si DAG actioneaza ca mesageri secunzi pentru hormonii ai Cei doi produsi de reactie IP3 si DAG actioneaza ca mesageri secunzi pentru hormonii ai caror receptori sunt cuplati cu proteinele Gpcaror receptori sunt cuplati cu proteinele Gp


fosfatidil inozitol 4,5-bisfosfat (PIP2)

DAG

IP3


IP3 IP3 este la pH-ul fiziologic un polianion, puternic hidrofil, difuzeaza in citosol unde prin este la pH-ul fiziologic un polianion, puternic hidrofil, difuzeaza in citosol unde prin deschiderea unor canale ionice determina eliberarea de Ca2+ din reticulul endoplasmatic in deschiderea unor canale ionice determina eliberarea de Ca2+ din reticulul endoplasmatic in citosolcitosol;;

IP3 determina cresterea [Ca 2+] IP3 determina cresterea [Ca 2+] în muschii netezi cu interacţiunea actinaîn muschii netezi cu interacţiunea actina-miozina si -miozina si contractia muscularacontractia musculara

Diacilglicerolul (DAG) Diacilglicerolul (DAG) este un compus liposolubil, ramane ancorat de membrana este un compus liposolubil, ramane ancorat de membrana plasmatica de unde activeaza proteinkinaza C.plasmatica de unde activeaza proteinkinaza C.

IP3IP3-receptori citoplasmatici-receptori citoplasmatici


Hormonii ce au ca mesageri secunzi IP3, DAG, Ca2+ sunt: catecolaminele, acetilcolina prin Hormonii ce au ca mesageri secunzi IP3, DAG, Ca2+ sunt: catecolaminele, acetilcolina prin receptori muscarinici, gastrine, colecistokinina, hormonul eliberator al gonadotropinelor, receptori muscarinici, gastrine, colecistokinina, hormonul eliberator al gonadotropinelor, etc.etc.

Proteinkinaza C Proteinkinaza C este o proteina ce se gaseste in membrana plasmatica. Prezinta mai multe este o proteina ce se gaseste in membrana plasmatica. Prezinta mai multe izoforme. Unele sunt activate numai de DAG, altele necesita pentru activare si ioni de izoforme. Unele sunt activate numai de DAG, altele necesita pentru activare si ioni de Ca2+. Are specificitate pentru resturile de serina sau treonina, dar diferite de cele fosforilate Ca2+. Are specificitate pentru resturile de serina sau treonina, dar diferite de cele fosforilate de proteinkinaza A.de proteinkinaza A.

C. Ca2+C. Ca2+

Ca2+ Ca2+ mediaza efectele intracelulare ale multor hormoni sau amediaza efectele intracelulare ale multor hormoni sau alele unor semnale nervoase. unor semnale nervoase. Concentratia citosolica este foarte mica, aproximativ Concentratia citosolica este foarte mica, aproximativ 1010-7- l-7- l00-6M, iar concentratia calciului -6M, iar concentratia calciului extracelular este de 10-3 M.extracelular este de 10-3 M.

Concentratia calciului intracelular este mentinuta mica prinConcentratia calciului intracelular este mentinuta mica prin:: --functionarea unor pompe de Ca2+, care scot calciul din celulafunctionarea unor pompe de Ca2+, care scot calciul din celula - - mecanisme ce depoziteaza Ca2+ in mitocondrii si in reticulul endoplasmic mecanisme ce depoziteaza Ca2+ in mitocondrii si in reticulul endoplasmic - - in mod natural membranele biologice au permeabilitate foarte mica pentru cationi. in mod natural membranele biologice au permeabilitate foarte mica pentru cationi.

C. Ca2+C. Ca2+

Nivelul scNivelul scăzut al calciului in citoplasma previne formarea fosfatilor de calciu greu solubiliăzut al calciului in citoplasma previne formarea fosfatilor de calciu greu solubili

Rolurile reglatoare ale Ca2+sunt mediate de proteine specificeRolurile reglatoare ale Ca2+sunt mediate de proteine specifice: : calmodulina sau troponina calmodulina sau troponina CC

Troponina C este o proteina inrudita cu calmodulina, componenta a aparatului contractil al Troponina C este o proteina inrudita cu calmodulina, componenta a aparatului contractil al muschilor striatimuschilor striati

Troponina C impiedica asocierea actinaTroponina C impiedica asocierea actina-miozina; dupa legarea Ca2+, sufera o modificare -miozina; dupa legarea Ca2+, sufera o modificare conformationala ce permite asocierea conformationala ce permite asocierea actinaactina-miozina si contractia muschiului.-miozina si contractia muschiului.

..

C. Ca2+C. Ca2+

Calmodulina, Calmodulina, este o proteina mica ce contine 148 aminoacizi, fiind prezenta in toate este o proteina mica ce contine 148 aminoacizi, fiind prezenta in toate celulele eucariotecelulele eucariote

Poate fixa 4Ca2+/molecula. Fixarea celor 4Ca2+ de catre calmodulina determina trecerea Poate fixa 4Ca2+/molecula. Fixarea celor 4Ca2+ de catre calmodulina determina trecerea acesteia intr-o conformatie mai compacta, activa, capabila sa interactioneze cu o alta acesteia intr-o conformatie mai compacta, activa, capabila sa interactioneze cu o alta proteina in care induce o tranzitie conformationala si astfel se modifica functia proteineiproteina in care induce o tranzitie conformationala si astfel se modifica functia proteinei

Fixarea Ca2+ permite expunerea zonei nepolare a calmodulinei si interactiunea cu Fixarea Ca2+ permite expunerea zonei nepolare a calmodulinei si interactiunea cu proteinele tintaproteinele tinta

C. Ca2+C. Ca2+

Complexul Ca2+-calmodulina: Complexul Ca2+-calmodulina:

regleaza contractia musculaturii netederegleaza contractia musculaturii netede activeaza pompa de Ca2+ din membrana plasmaticaactiveaza pompa de Ca2+ din membrana plasmatica regleaza activitatea unor proteinkinazeregleaza activitatea unor proteinkinaze interfera in celelalte sisteme mesageriale prin reglarea activitatii adenilat ciclazei, guanilat interfera in celelalte sisteme mesageriale prin reglarea activitatii adenilat ciclazei, guanilat

ciclazei, fosfodiesterazelor, etc.ciclazei, fosfodiesterazelor, etc.

3. Hormoni ce ac3. Hormoni ce acţionează prin ţionează prin R R cu activitate protein kinazica tirozincu activitate protein kinazica tirozin-specifica-specifica

Dupa ocuparea situsului extracelular cu Dupa ocuparea situsului extracelular cu ligand se produce o autofosforilare la ligand se produce o autofosforilare la resturile de tirozina situate intracelularresturile de tirozina situate intracelular

Creste eficienta R ca protein-kinazaCreste eficienta R ca protein-kinaza In forma activa, R determina fosforilarea In forma activa, R determina fosforilarea

unor proteine icel. Cu generarea rasp. unor proteine icel. Cu generarea rasp. biologicbiologic

Receptori cuplaReceptori cuplaţi cu enzimeţi cu enzime

IntrebariIntrebari

Care dintre urmatoarele reprezinta o caracteristica a mesagerilor chimici?Care dintre urmatoarele reprezinta o caracteristica a mesagerilor chimici? A. sunt secretati de o singura celula, intra in sange si actioneaza asupra unei celule la A. sunt secretati de o singura celula, intra in sange si actioneaza asupra unei celule la

distantadistanta B. pentru a ajunge la un raspuns coordonat, fiecaree mesager este secretat de diferite tipuri B. pentru a ajunge la un raspuns coordonat, fiecaree mesager este secretat de diferite tipuri

celularecelulare C. fiecare mediator se leaga la un R proteic specific in celula tintaC. fiecare mediator se leaga la un R proteic specific in celula tinta D. mediatorii chimici tb sa patrunda in celula pt a transmite mesajulD. mediatorii chimici tb sa patrunda in celula pt a transmite mesajul E. mesagerii chimici sunt metabolizati la mesageri secundari pentru a transmite mesajulE. mesagerii chimici sunt metabolizati la mesageri secundari pentru a transmite mesajul

Date post:	21-Dec-2015
Category:	Documents
Upload:	deynyk
View:	20 times
Download:	2 times

Receptori-biochimie

Documents