mercoledì 22 ottobre 2014

FAMIGLIE DI RECETTORI: STRUTTURA E MECCANISMI DI TRASDUZIONE DEL SEGNALE

In base alla struttura molecolare e al meccanismo di trasduzione, possiamo distinguere 4 TIPI di recettori o SUPERFAMIGLIE:
1.       RECETTORI LEGATI A CANALI: RECETTORI IONOTROPICI à recettori di membrana accoppiati direttamente a un canale ionico, sui quali agiscono i neurotrasmettitori veloci. Comprendono: 1) RECETTORI NICOTINICI dell’Ach, il RECETTORE DEL GABAa, il RECETTORE DEL Glu e 5HT3.
2.       RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINA G: RECETTORI METABOTROPICI à recettori di membrana accoppiati a sistemi effettori intracellulari per mezzo di proteine G sui quali agiscono ormoni e neurotrasmettitori lenti. Comprendono: i RECETTORI MUSCARINICI DELL’Ach e i RECETTORI ADRENERGICI.
3.       RECETTORI ACCOPPIATI A CHINASI: recettori di membrana che all'interno della loro struttura possiedono una porzione proteica tirosin-chinasi. Comprendono: i RECETTORI DELL’INSULINA, DELLE CITOCHINE e DEI FATTORI DI CRESCITA NEUROTROFICI, i RECETTORI PER L’ANF.
4.       RECETTORI NUCLEARI (recettori che regolano la trascrizione genica): RECETTORI PER GLI ORMONI STEROIDEI, per ORMONI TIROIDEI, per ACIDO RETINOICO e Vit-D.

RECETTORI-CANALI
STRUTTURA: IL RECETTORE NICOTINICO è il tipico rappresentante di questa famiglia. Consiste di 4 subunità, α-β-γ-δ, inserite nella membrana, che possiedono 2 siti di legame per l’Ach che devono essere entrambi occupati perché il recettore sia attivato. Ogni subunità attraversa la membrana 4 volte e sono organizzati a formare un poro. La porzione extracellulare N-terminale della subunità possiede residui zuccherini legati a particolari AA (GLICOSILAZIONE), il residuo N-terminale delle 2 subunità α contiene i siti di legame per l’Ach e una delle α-eliche transmembrana (M2) di ognuna delle 5 subunità forma la faccia interna del canale ionico e un residuo nell'elica M2 è il sito critico di controllo della selettività ionica del canale.
Altri recettori per trasmettitori di tipo veloce come recettore GABAa, recettori del Glu, e recettori 5-HT3 sono costituiti sullo stesso modello, pur essendo funzionalmente diversi.
MECCANISMO: implica un cambio di conformazione in seguito al legame con il ligando. I recettori di questo tipo controllano gli eventi sinaptici più veloci del SNC, nei quali un neurotrasmettitore agisce sulla membrana post-sinaptica di una cellula nervosa o muscolare. I neurotrasmettitori eccitatori, Ach a livello della giunzione neuromuscolare o il Glu nel SNC causano un aumento della permeabilità al Na+ e al K+, la cellula si depolarizza e scatta il PDA.
Canali ionici attivati da ligandi
Ø  Anche definiti recettori ionotropici.
Ø  Sono coinvolti prevalentemente nella trasmissione dei segnali sinaptici veloci.
Ø  Ne esistono diverse famiglie con struttura diversa; la più comune è quella in cui si ha un assemblaggio eteromerico di 4-5 subunità, con eliche trasmembrana disposte intorno a un poro centrale.
Ø  Il legame del ligando e l’apertura del canale si attuano in 1-2 millisecondi.
Ø  Come esempio ci sono il recettore dell’acetilcolina di tipo nicotinico (nAChR), il recettore per il GABA di tipo A (GABAA) e il recettore della 5-idrossitriptamina ti tipo 3 (5-HT3).

RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINA G
La famiglia dei recettori accoppiati a proteina G comprende i RECETTORI MUSCARINICI dell’ADRENALINA, della DOPAMINA, della SEROTONINA, degli OPPIACEI, dei PEPTIDI, delle PURINE.
STRUTTURA: sono costituiti da un singolo polipeptide con una catena di 400-500 AA. Tutti possiedono 7-α eliche transmembrana con un dominio intracellulare che interagisce con le proteine intracellulari e un dominio extracellulare che interagisce con il segnale. La sequenza amminoacidica contiene nella coda C-terminale citoplasmatica alcuni residui di Ser e Treo che possono essere fosforilati da proteine chinasi specifiche mentre la porzione extracellulare è N-terminale.
MECCANISMO: l’attivazione avviene normalmente in seguito al legame di un agonista ma ci sono anche altri meccanismi alternativi, una conseguenza di ciò è che il recettore può essere attivato soltanto una volta. La inattivazione si instaura per mezzo di una DESENSIBILIZZAZIONE.
I residui di Ser e Treo nella coda C-terminale citoplasmatica funzionano come SITI DI FOSFORILAZIONE dove enzimi chinasi catalizzano l’accoppiamento di gruppi fosfato, dopo la quale il recettore viene internalizzato e degradato per poi essere rimpiazzato da proteine di nuova sintesi. In questo modo viene ridotta la capacità del recettore di interagire con le proteine G.
Recettori accoppiati alle proteine G
Ø  Talvolta vengono chiamati recettori metabotropici.
Ø  La struttura è costituita da sette α-eliche, spesso legate a formare strutture dimeriche.
Ø  Uno dei loop intracellulare è più grande degli altri e interagisce con le proteine G.
Ø  Le proteine G sono proteine di membrana costituite da 3 subunità α, β, γ. La subunità α ha attività GTPasica.
Ø  Quando il trimero interagisce con il recettore occupato dal ligando, la subunità α si dissocia dal trimero ed è libera di attivare un effettore (un enzima di membrana o un canale ionico). In alcuni casi, le subunità βγ si comportano da attivatori.
Ø  L’attivazione dell’effettore termina con l’idrolisi del GTP legato, ricomponendo così il trimero.
Ø  Esistono diversi sottotipi di proteine G, che interagiscono con differenti recettori e controllano effettori diversi.
Ø  Alcuni esempi includono i recettori colinergici muscarinici, i recettori adrenergici, i recettori per neuropeptidi e chemochine e recettori attivati da proteasi.


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