domenica 9 novembre 2014

SPECIFICITÀ DEGLI AGONISTI - RECETTORI ACCOPPIATI A TIROSIN-CHINASI E A GUANILATO CICLASI

SPECIFICITÀ DEGLI AGONISTI
La specificità di legame per una particolare proteina G dipende da una reazione della 3° piega intracellulare del recettore determinando una via di trasduzione rispetto all’altra in funzione del tipo di agonista che attiva il recettore. Tutti gli agonisti che interagiscono con uno specifico recettore producono lo stesso tipo di risposta cellulare.

RECETTORI ACCOPPIATI A TIROSIN-CHINASI E A GUANILATO CICLASI
I recettori accoppiati a tirosin-chinasi sono la 2° classe più importante di recettori di superficie. Mediano le azioni delle citochine e di vari ormoni quali l’insulina e dei fattori di crescita. La struttura di base consiste di un dominio intracellulare e un dominio extracellulare, contenenti ciascuno 400-700 residui AA. La regione intracellulare possiede attività Tirosin-chinasica e contiene sia siti che legano ATP sia altri siti per legare il substrato. Il legame del ligando al recettore provoca la dimerizzazione del recettore che attiva una cascata di chinasi. È presente soltanto una singola elica transmembrana, che collega il dominio esterno del recettore con il dominio interno. L’associazione di 2 domini intracellulari chinasici consente l’AUTOFOSFORILAZIONE dei residui di tirosina in questi due domini e questi residui autofosforilati servono poi come siti di legame per altre proteine intracellulari provviste di una specifica sequenza amminoacidica nota come “dominio sH2
MECCANISMI: le proteine contenenti il dominio sH2 sono enzimi. Sono implicate nel controllo della divisione e della differenziazione cellulare e la loro principale azione è di stimolare la trascrizione di particolari sezioni del genoma.
Due vie nella trasduzione del segnale
1.       Via RAS/RAF
Media l’effetto di molti fattori di crescita e mitogeni. RAS è una proteina G monomerica che trasporta il segnale dalla proteina con dominio sH2 (GBR) che viene fosforilata e attivata dal recettore tirosin-chinasico attivato dal ligando. L’attivazione di RAS a sua volta attiva RAF che è la prima protein-chinasi serina/treonina della cascata, la quale fosforila e attiva la successiva. L’ultima di queste è una MAP-chinasi che fosforila e attiva uno o più fattori di trascrizione che iniziano l’espressione genica. Dunque proteine RAS mutanti sono associate a molti tumori (legano il GTP ma non possono idrolizzarlo).

2.       Via JAK/STAT
Coinvolta nella risposta a molte CITOCHINE. Quando questi liganti legano il recettore inducono la dimerizzazione dello stesso, i dimeri si legano a proteine tirosin-chinasiche citosoliche (JAK) che si fosforilano tra di loro e vanno a fosforilare altre proteine tirosin-chinasiche (STAT) che sono proteine con domini sH2 le quali si legano a livello di gruppi fosfotirosinici situati sui complessi recettore-JAK e vengono loro stesse fosforilate. Ciò fa dissociare il complesso liberando le STAT fosforilate che sono così attivate, dimerizzano e in questa forma raggiungono il nucleo dove interagiscono con il DNA e attivano l’espressione genica.
La guanilato ciclasi, enzima responsabile della formazione del 2° messaggero cGMP in risposta al legame con peptidi (AMP) è strutturalmente simile alla famiglia delle tirosin-chinasi piuttosto che a quella dell’adenilato ciclasi come invece si potrebbe pensare. È attivata in un modo simile attraverso la dimerizzazione quando l’agonista si lega.
N.B.
Le proteine G monomeriche omologamente alle proteine G eterotrimeriche operano mediante i cicli di attivazione (GTP) e inattivazione (GDP), ma si differenziano in quanto richiedono l’azione di ulteriori proteine regolatrici: la PLNC (proteina di liberazione dei nucleotidi guaninici) per l’attivazione e la PAG (proteina attivante le GTPasi) per l’inattivazione. Le RAS appartengono alle superfamiglia delle SWIG proteine intracellulari (proteine interruttore).
Recettori accoppiati a chinasi
v  I recettori per i fattori di crescita hanno nel dominio intracellulare una tirosin-chinasi.
v  I recettori per le citochine hanno un dominio intracellulare che, quando il recettore è attivato, lega e attiva chinasi citosoliche.
v  Tutti i recettori condividono un’architettura comune, con un ampio dominio extracellulare che lega il ligando. Tale dominio è connesso attraverso un solo dominio transmembrana al dominio intracellulare.
v  Generalmente la trasduzione del segnale coinvolge la dimerizzazione dei recettori, seguita da un’autofosforilazione dei residui di tirosina. I residui di fosfotirosina agiscono come accettori per i domini SH2 di diverse proteine intracellulari e controllano, di conseguenza, diverse funzioni cellulari.
v  Sono coinvolti nella regolazione della crescita e del differenziamento cellulare e agiscono indirettamente sul controllo della trascrizione genica.
v  Due importanti vie di trasduzione sono:
     Ø  La via Ras/Raf/MAP chinasi, che è importante per la divisione, la crescita e il differenziamento cellulare
     Ø  La via Jak/Stat attivata da diverse citochine, che controlla la sintesi e il rilascio di molti mediatori dell’infiammazione.
v  Pochi recettori per gli ormoni (per esempio, quello per il fattore natriuretico atriale) hanno un’architettura simile e interagiscono con la guanilato ciclasi.

Fosforilazione delle proteine nella trasduzione del segnale
v  Diversi eventi controllati dai recettori coinvolgono la fosforilazione proteica, che regola la funzionalità e le proprietà di legame delle proteine intracellulari.
v  I recettori tirosin-chinasici, quelli nucleotide-attivati tirosin-chinasici ciclici e quelli serina/treonina chinasi attivano una “cascata chinasica” che porta all'amplificazione del segnale.
v  Ci sono molte chinasi, con differenti specificità di substrato, che conferiscono specificità alle vie attivate da diversi ormoni.
v  La desensibilizzazione dei recettori accoppiati a proteine G è il risultato della fosforilazione da parte di specifici recettori chinasici. Ciò causa la perdita di funzionalità del recettore  e la sua internalizzazione.
v  Esiste un’ampia famiglia di fosfatasi che agisce capovolgendo l’effetto delle chinasi.



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