Biossinalização

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<p>Biossinalização</p><p>Apoptose e as suas vias</p><p>- O crescimento, o desenvolvimento e a manutenção de</p><p>organismos multicelulares dependem não apenas da produção</p><p>de células, mas também de mecanismos que as destroem. A</p><p>manutenção do tamanho do tecido, por exemplo, requer que as células</p><p>morram na mesma taxa em que são produzidas.</p><p>- Durante o desenvolvimento, padrões cuidadosamente orquestrados</p><p>de morte celular ajudam a determinar o tamanho e a forma dos</p><p>membros e de outros tecidos. As células também morrem quando se</p><p>tornam danificadas ou infectadas, que é uma forma de assegurar que</p><p>elas sejam removidas antes que ameacem a saúde do organismo.</p><p>- Nesses e em muitos outros casos, a morte celular não é um</p><p>processo aleatório, mas ocorre por uma sequência de eventos</p><p>moleculares programados, nos quais a célula se autodestrói</p><p>sistematicamente e é fagocitada por outras células, não deixando</p><p>traços  apoptose</p><p>- As células que morrem por apoptose sofrem modificações</p><p>morfológicas características.</p><p>a) Elas se encolhem e condensam</p><p>b) O citoesqueleto colapsa</p><p>c) O envelope nuclear se desfaz</p><p>d) A cromatina nuclear se condensa e se quebra em</p><p>fragmentos</p><p>- A superfície da célula frequentemente abaula para o exterior e,</p><p>se a célula for grande  rompe-se em fragmentos fechados por uma</p><p>membrana, chamados corpos apoptóticos.</p><p>- A superfície da célula ou dos corpos apoptóticos torna-se</p><p>quimicamente alterada  engolfada por uma célula vizinha ou</p><p>um macrófago</p><p>- Dessa maneira, a célula morre de forma ordenada e é rapidamente</p><p>eliminada, sem causar uma resposta inflamatória prejudicial. Pelo</p><p>fato de as células serem fagocitadas e digeridas rapidamente, em geral</p><p>existem poucas células mortas para serem vistas, mesmo quando</p><p>um grande número de células tenha morrido por apoptose</p><p>- Ao contrário da apoptose, as células animais que morrem em resposta</p><p>a um dano agudo, como um trauma ou uma falta de suprimento</p><p>sanguíneo, geralmente morrem por um processo chamado de necrose</p><p>celular. As células necrosadas se expandem e explodem, liberando</p><p>seus conteúdos sobre as células adjacentes e provocando uma</p><p>resposta inflamatória</p><p> APOPTOSE ELIMINA CÉLULAS INDESEJADAS</p><p>- A morte celular ajuda a esculpir mãos e pés durante o</p><p>desenvolvimento embrionário: eles começam como estruturas em</p><p>forma de pá, e os dedos individuais se separam apenas quando as</p><p>células entre eles morrem</p><p>- Em outros casos, as células morrem quando a estrutura formada por</p><p>elas não é mais necessária</p><p>- A apoptose também funciona como um processo de controle de</p><p>qualidade no desenvolvimento, eliminando células que são</p><p>anormais, posicionadas de forma incorreta, não funcionais ou</p><p>potencialmente perigosas ao animal.</p><p>- Exemplos surpreendentes ocorrem no sistema imune</p><p>adaptativo de vertebrados, onde a apoptose elimina o</p><p>desenvolvimento de linfócitos T e B que falham tanto em</p><p>produzir receptores antígeno-específicos potencialmente</p><p>utilizáveis quanto em produzir receptores autorreativos que</p><p>originam células potencialmente perigosas</p><p>- Em tecidos adultos que não estão crescendo nem condensando, a</p><p>morte celular e a divisão celular devem ser firmemente reguladas</p><p>para assegurar que estejam em exato equilíbrio</p><p>- As células animais podem reconhecer dano em suas várias</p><p>organelas e, se o dano for grande o suficiente, elas podem matar</p><p>a si mesmas entrando em apoptose. Um exemplo importante é o</p><p>dano no DNA, que pode produzir mutações que promovem câncer se</p><p>não forem reparadas</p><p> CASCATA PROTEOLÍTICA</p><p>- A apoptose é disparada por membros de uma família de</p><p>proteases intracelulares especializadas  que clivam sequências</p><p>específicas em numerosas proteínas dentro da célula  mudanças</p><p>dramáticas que levam à morte celular e ao engolfamento.</p><p>- Essas proteases têm uma cisteína no seu sítio ativo e clivam suas</p><p>proteínas-alvo em ácidos aspárticos específicos</p><p>- Elas são então chamadas de caspases (c para cisteína e asp</p><p>para ácido aspártico).</p><p>- As caspases são sintetizadas na célula como precursores inativos e</p><p>são ativadas apenas durante a apoptose. Existem duas principais</p><p>classes de caspases apoptóticas: caspases inciadoras e caspases</p><p>executoras</p><p>a) Caspases iniciadoras</p><p>- Iniciam o processo apoptótico. Elas normalmente existem como</p><p>monômeros solúveis e inativos no citosol. Um sinal apoptótico</p><p>dispara a montagem de grandes plataformas proteicas que</p><p>congregam múltiplas caspases iniciadoras em grandes</p><p>complexos. Dentro desses complexos, pares de caspases se</p><p>associam para formar dímeros, resultando na ativação da</p><p>protease</p><p>- Cada caspase no dímero, então, cliva seu parceiro em um sítio</p><p>específico no domínio de protease, o que estabiliza o complexo</p><p>ativo e é requerido para o funcionamento apropriado da enzima na</p><p>célula.</p><p>b) Caspases executadoras</p><p>- A principal função das caspases iniciadoras é ativar as caspases</p><p>executoras. Estas normalmente existem como dímeros inativos.</p><p>Quando são clivadas por uma caspase iniciadora no sítio no</p><p>domínio da protease, o sítio ativo é rearranjado de uma</p><p>conformação inativa para uma ativa.</p><p>- Um complexo de caspase inciadora pode ativar muitas capases</p><p>executoras, resultando em uma amplificação da cascata</p><p>proteolítica. Uma vez ativada, caspases executoras catalisam os</p><p>diversos eventos de clivagem de proteínas que matam a célula.</p><p>- Outro alvo é uma proteína que normalmente detém uma</p><p>endonuclease que degrada DNA em uma forma inativa; sua</p><p>clivagem libera a endonuclease para fragmentar o DNA no</p><p>núcleo da célula</p><p>- Outras proteínas-alvo incluem componentes do citoesqueleto e</p><p>proteínas de adesão célula-célula que ligam as células às suas</p><p>vizinhas; a clivagem dessas proteínas ajuda a célula apoptótica a</p><p>arredondar-se e desligar-se das suas vizinhas, tornando mais fácil</p><p>para uma célula vizinha engolfá-la, ou, no caso de uma célula epitelial,</p><p>para a célula vizinha retirar a célula apoptótica da camada</p><p>celular.</p><p>- A cascata da caspase não é apenas destrutiva e autoamplificável, mas</p><p>também é irreversível</p><p> VIA EXTRÍNSECA</p><p>- A ligação de proteínas de sinalização extracelular a receptores</p><p>de morte na superfície celular dispara a via extrínseca da</p><p>apoptose</p><p>- Os receptores de morte  proteínas transmembrana contendo</p><p>um domínio extracelular de ligação ao ligante, um domínio</p><p>transmembrana único e um domínio de morte intracelular (o qual</p><p>é requerido pelos receptores para ativar o programa apoptótico.)</p><p>- Os receptores são homotrímeros e pertencem à família de</p><p>receptores do fator de necrose tumoral o qual inclui um receptor para</p><p>o próprio TNF e o receptor de morte Fas</p><p>- Um exemplo bem entendido de como os receptores de</p><p>morte disparam a via extrínseca da apoptose é a ativação de</p><p>Fas na superfície da célula-alvo pelo ligante Fas na superfície</p><p>de um linfócito (citotóxico) matador.</p><p>1) Quando ativado pela ligação do ligante Fas, domínios de morte</p><p>na cauda citosólica dos receptores de morte Fas, ligam-se a proteínas</p><p>adaptadoras intracelulares, que, por sua vez, ligam caspases</p><p>iniciadoras (caspase-8 principalmente), formando um complexo de</p><p>sinalização indutor de morte (DISC).</p><p>2) Uma vez dimerizada e ativada em DISC, as caspases</p><p>iniciadoras clivam seus parceiros e então ativam caspases</p><p>executoras a jusante (downstream) para induzir apoptose.</p><p>- Em algumas células a via extrínseca recruta a via</p><p>apoptótica intrínseca para amplificar a cascata da</p><p>caspase e matar a célula.</p><p>- Muitas células produzem proteínas inibidoras  controlar a via</p><p>extrínseca. Algumas células, por exemplo, produzem a proteína</p><p>FLIP que se assemelha à caspase iniciadora mas não possui atividade</p><p>de protease, porque falta a cisteína-chave no seu sítio ativo.</p><p>- FLIP dimeriza-se com caspase-8 no complexo DISC;</p><p>embora a caspase-8 pareça ser ativa nesses heterodímeros, ela</p><p>não é clivada no sítio requerido para sua ativação estável e o</p><p>sinal apoptótico é bloqueado. Tais mecanismos inibidores</p><p>ajudam a prevenir a ativação inapropriada da via</p><p>extrínseca da apoptose.</p><p>Ligantes triméricos Fas na superfície de linfócitos killer interagem com receptores Fas triméricos na</p><p>superfície da célula-alvo, levando a um agrupamento de muitos receptores triméricos de ligação ao</p><p>ligante (para maior clareza, apenas um trímero é mostrado aqui). O agrupamento dos receptores ativa</p><p>domínios de morte nas caudas dos receptores, que interagem com domínios similares na proteína</p><p>adaptadora FADD (FADD de domínio de morte associado a Fas; do inglês: Fas-associated death</p><p>domain). Então, cada proteína FADD recruta uma caspase iniciadora (caspase-8) por meio de um</p><p>domínio efetor de morte em ambos, FADD e caspase, formando um complexo de sinalização indutor</p><p>de morte (DISC). No DISC, duas caspases iniciadoras adjacentes interagem e clivam uma a outra para</p><p>formar um dímero de protease ativo, que então se autocliva na região de ligação da protease ao</p><p>domínio efetor de morte. Isso estabiliza e libera o dímero ativo da caspase no citosol, que então ativa</p><p>caspases executoras, clivando-as</p><p>VIA INTRÍNSECA</p><p>- As células podem ativar também seus programas de apoptose</p><p>de dentro da célula, frequentemente em resposta ao estresse, tal</p><p>como o dano do DNA ou em resposta a sinais de</p><p>desenvolvimento.</p><p>1) Em células de vertebrados, essas respostas são governadas por vias</p><p>apoptóticas intrínsecas ou mitocondriais, que dependem da</p><p>liberação de proteínas mitocondriais no citosol, que normalmente</p><p>residem no espaço intermembrana dessas organelas. Algumas das</p><p>proteínas liberadas ativam a cascata proteolítica de caspases no</p><p>citoplasma, levando à apoptose</p><p>2) Uma proteína-chave na via intrínseca é o citocromo c, um</p><p>componente solúvel em água da cadeia transportadora de elétrons</p><p>da mitocôndria.</p><p>3) Quando liberada no citosol, ela assume uma nova função: liga-se a</p><p>uma proteína adaptadora chamada Apaf1, promovendo a</p><p>oligomerização de Apaf1 em um heptâmero tipo roda, chamado</p><p>apoptossomo.</p><p>4) Então as proteínas Apaf1 no apoptossomo recrutam as proteínas</p><p>caspase-9 inciadoras, que, acredita-se serem ativadas pela</p><p>proximidade no apoptossomo, tal como a caspase-8 é ativada em</p><p>DISC. As moléculas caspases-9 ativadas ativam então caspases</p><p>executoras para induzir apoptose</p><p> Regulação da via intrínseca via proteínas Bcl2</p><p>- A via intrínseca da apoptose é firmemente regulada para assegurar que</p><p>células cometam suicídio apenas quando for apropriado. A principal</p><p>classe de reguladores intracelulares da via intrínseca é a família</p><p>de proteínas Bcl2, as quais, como a família das caspases, são</p><p>conservadas de vermes a humanos ao longo da evolução</p><p>- As proteínas da família Bcl2 de mamíferos regulam a via intrínseca da</p><p>apoptose, principalmente controlando a liberação, no citosol, de</p><p>citocromo c e de outras proteínas mitocondriais intermembrana.</p><p>- Algumas proteínas da família Bcl2 são pro-apoptóticas e</p><p>promovem a apoptose através do aumento da libertação, ao</p><p>passo que outras são antiapoptóticas e inibem a apoptose através</p><p>do bloqueio da libertação.</p><p>- As proteínas pró-apoptóticas e antiapoptóticas podem se ligar</p><p>umas às outras em várias combinações para formar</p><p>heterodímeros, nos quais as duas proteínas inibem as funções</p><p>umas das outras.</p><p>- O balanço entre as atividades dessas duas classes funcionais de</p><p>proteínas da família Bcl2 determina se células de mamíferos vivem ou</p><p>morrem pela via intrínseca da apoptose</p><p>- Proteínas antiapoptóticas da família Bcl2  Bcl2 e BclXL,</p><p>compartilham quatro domínios (BH1-4) homólogos (BH)</p><p>característicos de Bcl2.</p><p>- Proteínas pró-apoptóticas da família Bcl2  consistem em duas</p><p>subfamílias – as proteínas efetoras da família Bcl2 e as proteínas BH3-</p><p>apenas.</p><p>- As proteínas efetoras principais são Bax e Bak, que são</p><p>estruturalmente similares a Bcl2 sem o domínio BH4. As</p><p>proteínas BH3–apenas compartilham homologia de</p><p>sequência com Bcl2 somente no domínio BH3.</p><p>1) Quando um estímulo apoptótico  dispara a via intrínseca,</p><p>proteínas efetoras da família Bcl2 pró-apoptóticas tornam-se ativadas</p><p>e se agregam para formar oligômeros na membrana externa da</p><p>mitocôndria, induzindo a liberação do citocromo c e outras</p><p>proteínas intermembranas por um mecanismo desconhecido</p><p>- Em células de mamíferos, Bax e Bak são as principais</p><p>proteínas efetoras da família Bcl2, e ao menos uma delas é</p><p>necessária para a via intrínseca de apoptose funcionar</p><p>- Enquanto Bak está ligada à membrana externa</p><p>mitocondrial, mesmo na ausência de um sinal</p><p>apoptótico, Bax está principalmente localizada no</p><p>citosol e se transloca para a mitocôndria apenas depois</p><p>que um sinal apoptótico a ativa</p><p>- As proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas, como Bcl2 e BclXL,</p><p>também estão localizadas na superfície citosólica da membrana</p><p>mitocondrial externa, onde ajudam a impedir a liberação</p><p>inapropriada de proteínas intermembrana.</p><p>- As proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas inibem a apoptose</p><p>principalmente pela ligação e inibição de proteínas da família</p><p>Bcl2 pró-apoptóticas – tanto na membrana mitocondrial como no</p><p>citosol.</p><p>- Na membrana mitocondrial externa, por exemplo, elas</p><p>ligam-se a Bak e impedem a sua oligomerização,</p><p>consequentemente inibindo a liberação de citocromo c e</p><p>outras proteínas intermembranas</p><p>- As proteínas BH3-apenas são a maior subclasse de proteínas da</p><p>família Bcl2. A célula tanto as produz como as ativa em resposta a</p><p>um estímulo apoptótico, e elas são conhecidas por promoverem a</p><p>apoptose principalmente pela inibição de proteínas antiapoptóticas.</p><p>- Seus domínios BH3 ligam-se a uma fenda hidrofóbica longa nas</p><p>proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas, neutralizando sua</p><p>atividade. Essa ligação e a inibição permitem o agregamento de</p><p>Bax e Bak na superfície da mitocôndria, a qual dispara a</p><p>liberação de proteínas mitocondriais intermembranas que</p><p>induzem a apoptose</p><p>- As proteínas BH3-apenas proporcionam a ligação crucial entre</p><p>estímulos apoptóticos e a via intrínseca da apoptose, com</p><p>diferentes estímulos ativando diferentes proteínas BH3-apenas.</p><p>Alguns sinais de sobrevivência extracelulares, por exemplo, impedem a</p><p>apoptose pela inibição da síntese ou atividade de certas proteínas BH3-</p><p>apenas</p><p>- Similarmente, em resposta ao dano do DNA que não pode ser</p><p>reparado, as proteínas p53 supressoras de tumor se acumulam e ativam</p><p>a transcrição de genes que codificam proteínas BH3-apenas Puma e</p><p>Noxa. Essas proteínas BH3-apenas disparam a via intrínseca,</p><p>eliminando, desse modo, uma célula potencialmente perigosa,</p><p>que, caso contrário, poderia se tornar cancerosa.</p><p>- Em algumas células, a via apoptótica extrínseca recruta a via</p><p>intrínseca para amplificar a cascata de caspase para matar a</p><p>célula. A proteína BH3-apenas Bid é a conexão entre as duas vias. Bid</p><p>está normalmente inativa</p><p>- Contudo, quando receptores de morte ativam a via extrínseca</p><p>em algumas células, a caspase iniciadora, caspase-8, cliva Bid,</p><p>produzindo uma forma ativa de Bid que se transloca para a</p><p>membrana externa mitocondrial e inibe proteínas</p><p>antiapoptóticas da família Bcl2, amplificando assim o sinal de</p><p>morte</p><p> IAPS E CONTROLE DAS CASPASES</p><p>- Pelo fato de a ativação da cascata de caspases causar morte certa, as</p><p>células empregam múltiplos mecanismos robustos para assegurar que</p><p>essas proteases sejam ativadas apenas quando necessário. Uma</p><p>linha de defesa é fornecida por uma família de proteínas chamadas</p><p>inibidores de apoptose (IAPs).</p><p>- Todas IAPs têm um ou mais domínios BIR que permitem a elas</p><p>ligarem-se e inibirem caspases ativadas. Algumas IAPs também</p><p>fazem a poliubiquitinação das caspases, marcando as caspases para</p><p>destruição pelos proteassomos. Dessa maneira, as IAPs estabelecem</p><p>um limiar inibidor que caspases devem cruzar para disparar a</p><p>apoptose</p><p>- O papel das proteínas IAP e anti-IAP na apoptose é menos claro. As</p><p>anti-IAPs são liberadas do espaço intermembrana mitocondrial quando</p><p>a via intrínseca da apoptose é ativada, bloqueando IAPs no citosol e,</p><p>dessa maneira, promovendo a apoptose</p><p> FATORES DE SOBREVIVÊNCIA INIBEM A APOPTOSE</p><p>- Sinais</p><p>intercelulares regulam muitas atividades em células</p><p>animais, incluindo a apoptose. Esses sinais extracelulares fazem</p><p>parte dos controles “sociais” normais que asseguram que células</p><p>individuais se comportem para o bem do organismo como um</p><p>todo – e, nesse caso, pela sobrevivência quando são necessárias e se</p><p>matando quando não são necessárias.</p><p>- Algumas moléculas de sinalização extracelular estimulam a apoptose,</p><p>enquanto outras a inibem. Apresentamos proteínas-sinal como o</p><p>ligante Fas que ativam receptores de morte e então disparam a</p><p>via extrínseca da apoptose</p><p>- Aqui, entretanto, enfocamos moléculas de sinalização extracelular que</p><p>inibem a apoptose, que, juntas, são chamadas de fatores de</p><p>sobrevivência</p><p>- Muitas células animais requerem sinalização contínua de outras células</p><p>para evitar a apoptose. Essa surpreendente combinação aparentemente</p><p>ajuda a assegurar que células sobrevivam apenas quando e onde são</p><p>necessárias.</p><p>- Os fatores de sobrevivência geralmente se ligam a receptores da</p><p>superfície celular, que ativam vias de sinalização intracelulares</p><p>que suprimem o programa apoptótico, frequentemente por meio</p><p>da regulação de proteínas da família Bcl2. Alguns fatores de</p><p>sobrevivência, por exemplo, estimulam a síntese de proteínas</p><p>antiapoptóticas da família Bcl2, tal como a própria Bcl2 ou BclX</p><p>- Outros agem por inibição da função de proteínas pró-</p><p>apoptóticas BH3-apenas, como Bad. Em Drosophila, alguns</p><p>fatores de sobrevivência agem fosforilando e inativando proteínas anti-</p><p>IAP tal como Hid, permitindo assim que proteínas IAP suprimam</p><p>apoptose</p><p>- Alguns neurônios em desenvolvimento usam uma abordagem</p><p>alternativa engenhosa: receptores de fatores de sobrevivência</p><p>estimulam apoptose – por um mecanismo desconhecido –</p><p>quando não estão ocupados e, então, param de promover a morte</p><p>quando fatores de sobrevivência estão ligados</p><p>- O resultado em todos esses casos é o mesmo: a sobrevivência</p><p>celular depende da ligação do fator de sobrevivência</p><p> FAGOCÍTOS REMOVEM CÉLULAS APOPTÓTICAS</p><p>- A morte da célula por apoptose é um processo</p><p>extraordinariamente organizado: a célula apoptótica e seus</p><p>fragmentos não se rompem e liberam seus conteúdos, mas em vez</p><p>disso, permanecem intactas para serem eficientemente comidas – ou</p><p>fagocitadas – por células vizinhas, não deixando traços e, portanto,</p><p>sem disparar nenhuma resposta inflamatória</p><p>- Esse processo de engolfamento depende de modificações</p><p>químicas na superfície das células apoptóticas, que disparam</p><p>sinais de recrutamento de células fagocíticas. Uma modificação</p><p>especialmente importante ocorre na distribuição de fosfolipídeos</p><p>fosfatidilserina carregados negativamente na superfície celular.</p><p>- Esse fosfolipídeo normalmente está localizado exclusivamente na</p><p>folha interna da bicamada lipídica da membrana plasmática mas ele</p><p>vira para a folha externa em células apoptóticas. O mecanismo</p><p>subjacente é pobremente entendido, mas a exposição externa da</p><p>fosfatidilserina provavelmente depende da clivagem pela caspase</p><p>de algumas proteínas envolvidas na distribuição de fosfolipídeos</p><p>na membrana.</p><p>- Uma variedade de proteínas “de ponte” solúveis interagem com</p><p>fosfatidilserinas expostas em células apoptóticas  Essas</p><p>proteínas de ponte também interagem com receptores</p><p>específicos na superfície de células da vizinhança ou macrófagos</p><p> disparando modificações do citoesqueleto e outras mais que</p><p>iniciam o processo de engolfamento</p><p>- Os macrófagos não fagocitam células saudáveis no animal –</p><p>apesar do fato de células saudáveis normalmente exporem algumas</p><p>fosfatidilserinas na sua superfície. As células saudáveis expressam</p><p>proteínas-sinal na sua superfície, as quais interagem com</p><p>receptores inibitórios nos macrófagos que bloqueiam a</p><p>fagocitose.</p><p>- Assim, além de expressar sinais na superfície celular, tal como as</p><p>fosfatidilserinas que estimulam a fagocitose, células apoptóticas</p><p>devem perder ou inativar o sinal de “não me coma” que bloqueia</p><p>a fagocitose.</p><p> APOPTOSE EXCESSIVA X DOENÇAS</p><p>- Existem muitas doenças humanas nas quais o número excessivo de</p><p>células que entram em apoptose contribuem para o dano no</p><p>tecido. Dentre os exemplos mais dramáticos estão os ataques do</p><p>coração e derrames.</p><p>- Nessas condições agudas, muitas células morrem por necrose</p><p>como resultado de isquemia (suprimento inadequado de sangue),</p><p>mas algumas das células menos afetadas morrem por apoptose. Espera-</p><p>se que, no futuro, drogas que bloqueiam a apoptose – como inibidores</p><p>específicos de caspases – mostrem sua utilidade poupando tais células.</p><p>- A apoptose diminuída também faz uma importante</p><p>contribuição a muitos tumores, visto que as células de câncer</p><p>frequentemente regulam o programa apoptótico anormalmente.</p><p>- O gene Bcl2, por exemplo, foi primeiramente identificado em</p><p>uma forma comum de linfócitos de câncer em humanos, onde</p><p>uma translocação cromossômica causa uma produção excessiva</p><p>da proteína Bcl2; de fato, Bcl2 recebeu seu nome desse linfoma</p><p>de célula B.</p><p>- O alto nível da proteína Bcl2 em linfócitos que carregam a</p><p>translocação promove o desenvolvimento de câncer pela inibição</p><p>da apoptose, prolongando a sobrevivência de linfócitos e</p><p>aumentando o seu número; isso também diminui a sensibilidade</p><p>dessas células a fármacos anticâncer, que comumente funcionam</p><p>levando as células de câncer a entrarem em apoptose.</p><p>- Similarmente, o gene que codifica a proteína supressora de tumor p53</p><p>é mutado em cerca de 50% dos cânceres humanos, sendo que isso não</p><p>promove mais a apoptose ou a parada do ciclo celular em resposta ao</p><p>dano no DNA.</p><p>- A falta da função de p53 permite que a célula cancerosa</p><p>sobreviva e prolifere mesmo quando seu DNA está danificado;</p><p>dessa maneira, as células acumulam mais mutações, algumas</p><p>das quais produzem câncer mais maligno</p><p>- Se a diminuição da apoptose contribui para muitos cânceres, então se</p><p>poderia tratar esses cânceres com drogas que estimulam a apoptose.</p><p>Essa linha de pensamento recentemente levou ao desenvolvimento</p><p>de pequenos produtos químicos que interferem na função de</p><p>proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, tais como Bcl2 e</p><p>BclXL.</p><p>- Esses agentes químicos ligam-se com alta afinidade à fenda</p><p>hidrofóbica de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2,</p><p>bloqueando sua função, usando essencialmente a mesma via que</p><p>proteínas BH3-apenas. A via intrínseca da apoptose é, então,</p><p>estimulada, o que em certos tumores aumenta a quantidade de</p><p>células mortas</p><p>Características gerais da biossinalização (transdução de sinal) e</p><p>os tipos básicos do mecanismos de sinalização</p><p>- A capacidade das células em receber e responder a sinais para</p><p>além da membrana plasmática é fundamental à vida.</p><p>- As células bacterianas recebem mensagens constantes de proteínas de</p><p>membrana que atuam como receptores de informação, monitorando o</p><p>meio externo em relação a pH, força osmótica, disponibilidade de</p><p>alimento, oxigênio e luz, e presença de substâncias químicas nocivas,</p><p>predadores ou competidores por alimento.</p><p>- Esses sinais provocam respostas apropriadas, como o movimento na</p><p>direção do alimento ou na direção oposta das substâncias tóxicas ou a</p><p>formação de esporos em um ambiente exaurido de nutrientes. Nos</p><p>organismos multicelulares, células com diferentes funções trocam</p><p>vários sinais entre si.</p><p>- Em todos esses casos, o sinal representa informações detectadas</p><p>por receptores específicos e convertidas em resposta celular, que</p><p>sempre envolve um processo químico. Essa conversão de</p><p>informação em alteração química, a transdução de sinal, é uma</p><p>propriedade universal das células vivas</p><p> CARACTERÍSTICAS GERAIS DA TRADUÇÃO</p><p>- Transdutores de sinal são notavelmente específicos e</p><p>extremamente sensíveis. A especificidade é alcançada por uma</p><p>complementaridade molecular precisa entre as moléculas</p><p>sinalizadoras e receptoras, mediada pelos mesmos tipos de forças</p><p>fracas (não covalentes) que controlam as interações enzima-substrato e</p><p>antígeno-anticorpo.</p><p>- Os organismos multicelulares</p><p>têm um grau de especificidade</p><p>adicional, porque os receptores de um dado sinal, ou os alvos</p><p>intracelulares de uma dada rota de sinalização, estão presentes em</p><p>apenas alguns tipos celulares.</p><p>- São três os fatores responsáveis pela extraordinária sensibilidade da</p><p>transdução de sinal: alta afinidade, cooperatividade e amplicação</p><p>do sinal</p><p> Alta afinidade dos receptores para as moléculas</p><p>sinalizadoras</p><p>- Afinidade entre o sinal (ligante) e o receptor pode ser expressa na</p><p>forma da constante de dissociação Kd, ou seja, o receptor detecta</p><p>concentrações picomolares da molécula sinalizadora.</p><p>- As interações receptor-ligante são quantificadas pela análise de que</p><p>fornece uma medida quantitativa da afinidade (Kd) e o número</p><p>de sítios de interação com o ligante em uma amostra do receptor</p><p> Cooperatividade da interação ligante-receptor</p><p>- As interações receptor-ligante causa grandes alterações na</p><p>ativação do receptor em resposta a pequenas alterações na</p><p>concentração do ligante</p><p> Amplificação do sinal por cascatas enzimáticas</p><p>- Ocorre quando uma enzima associada a um receptor de sinal é</p><p>ativada e, por sua vez, catalisa a ativação de muitas moléculas de</p><p>uma segunda enzima, ativando muitas moléculas de uma terceira</p><p>enzima, e assim por diante, em uma cascata enzimática</p><p> Modularidade</p><p>- A modularidade das proteínas de sinalização permite que a célula</p><p>misture e combine um conjunto de moléculas sinalizadoras para</p><p>a criação de complexos com diferentes funções ou localizações</p><p>celulares.</p><p>- Muitas proteínas sinalizadoras têm múltiplos domínios que</p><p>reconhecem características específicas de outras proteínas, ou do</p><p>citoesqueleto ou da membrana plasmática, e a multivalência</p><p>resultante dos módulos individuais possibilita a montagem de</p><p>uma ampla variedade de complexos multienzimáticos.</p><p>- Um tema comum em tais interações é a ligação de uma proteína de</p><p>sinalização modular a resíduos fosforilados em outra proteína; a</p><p>interação resultante pode ser regulada pela fosforilação ou</p><p>desfosforilação da proteína parceira</p><p>- Proteínas de ancoragem sem atividade enzimática com</p><p>afinidade por diversas enzimas que interagem em cascatas</p><p>aproximam essas proteínas, garantindo sua interação em locais</p><p>celulares e momentos específicos</p><p> Dessensibilização</p><p>- A sensibilidade dos sistemas receptores está sujeita a modificações.</p><p>Quando um sinal está presente continuamente, ocorre a</p><p>dessensibilização do sistema receptor; quando o estímulo diminui,</p><p>ficando abaixo de certo limite, o sistema torna-se novamente</p><p>sensível.</p><p>- Pense no que acontece no seu sistema de transdução visual quando</p><p>você passa de um lugar com muita luz solar para um quarto escuro ou</p><p>da escuridão para a luz.</p><p> Integração</p><p>- A capacidade de um sistema de receber múltiplos sinais e</p><p>produzir uma resposta unificada apropriada às necessidades da</p><p>célula ou do organismo.</p><p>- Diferentes rotas de sinalização se comunicam umas com as</p><p>outras em diferentes níveis, gerando um complexa “conversa</p><p>cruzada” que mantém a homeostase da célula ou do organismo</p><p>- Uma das revelações da pesquisa sobre sinalização é o grau excepcional</p><p>de conservação dos mecanismos de sinalização durante a evolução.</p><p>- Embora o número de sinais biológicos diferentes provavelmente seja</p><p>da ordem de milhares, e os tipos de respostas provocadas por esses</p><p>sinais também sejam numerosos, a maquinaria de transdução de todos</p><p>esses sinais tem como base cerca de 10 tipos básicos de componentes</p><p>proteicos</p><p>- Frequentemente, o resultado final de uma rota de sinalização é a</p><p>fosforilação de algumas proteínas específicas na célula-alvo, que</p><p>têm suas atividades alteradas e, assim, alteram as atividades da</p><p>célula.</p><p>- O gatilho de cada sistema é diferente, mas as características gerais da</p><p>transdução de sinal são comuns a todos: um sinal interage com o</p><p>receptor; o receptor ativado interage com a maquinaria celular,</p><p>produzindo um segundo sinal ou uma alteração na atividade de uma</p><p>proteína celular; a atividade metabólica da célula-alvo sofre uma</p><p>modificação; e, finalmente, o evento de transdução termina</p><p> TIPOS BÁSICOS DO MECANISMO DE SINALIZAÇÃO</p><p> Receptores associados a proteína G</p><p>- Receptores associados a proteínas G que ativam indiretamente (por</p><p>meio de proteínas de ligação ao GTP, ou proteínas G) enzimas que</p><p>geram segundos mensageiros intracelulares. Esse tipo de receptor</p><p>é ilustrado pelo sistema receptor b-adrenérgico, que detecta</p><p>adrenalina</p><p> Receptores tirosinas-cinases</p><p>- Receptores da membrana plasmática que também são enzimas.</p><p>Quando um desses receptores é ativado pelo seu ligante extracelular,</p><p>ele catalisa a fosforilação de diversas proteínas citosólicas ou da</p><p>membrana plasmática.</p><p>- O receptor de insulina é um exemplo; o receptor do fator de</p><p>crescimento da epiderme (EGFR) é outro</p><p> Receptores de guanalil-ciclase</p><p>- Também são receptores da membrana plasmática com um</p><p>domínio enzimático citoplasmático. O segundo mensageiro</p><p>intracelular para esses receptores, o monofosfato de guanosina</p><p>cíclico (cGMP), ativa uma proteína-cinase citosólica que</p><p>fosforila proteínas celulares, alterando suas atividades</p><p> Canais iônicos com portões</p><p>- Canais iônicos com portões na membrana plasmática, que abrem e</p><p>fecham (por isso o termo “portões”) em resposta à interação de ligantes</p><p>químicos ou alterações no potencial transmembrana.</p><p>- Esses são os transdutores de sinal mais simples. O canal iônico do</p><p>receptor de acetilcolina é um exemplo desse mecanismo</p><p> Receptores de adesão</p><p>- Interagem com componentes macromoleculares da matriz</p><p>extracelular (como o colágeno) e transmitem instruções para o</p><p>sistema do citoesqueleto sobre migração ou adesão à matriz</p><p>- As integrinas ilustram esse tipo de mecanismo de transdução</p><p> Receptores nucleares</p><p>- Interagem com ligantes específicos (como o hormônio</p><p>estrogênio) e alteram a taxa em que genes específicos são</p><p>transcritos e traduzidos em proteínas celulares.</p><p>- Funcionando por mecanismos intimamente relacionados à</p><p>regulação da expressão gênica, os hormônios esteroides serão</p><p>considerados aqui apenas sucintamente</p><p>Mecanismo de sinalização</p><p> TIROSINA-CINASE</p><p>- Os receptores tirosina-cinases (RTK) uma grande família de</p><p>receptores da membrana plasmática com atividade cinásica</p><p>intrínseca, transduzem os sinais extracelulares por um mecanismo</p><p>fundamentalmente diferente daquele dos GPCR.</p><p>- Os RTK têm um domínio de interação com o ligante na face</p><p>extracelular da membrana plasmática e um sítio ativo enzimático</p><p>na face citoplasmática, conectados por um único segmento</p><p>transmembrana.</p><p>- O domínio citoplasmático é uma proteína-cinase que</p><p>fosforila resíduos de Tyr em proteínas-alvo específicas –</p><p>uma tirosina cinase.</p><p> Cascata de reações fosfolipídicas</p><p>- A insulina regula tanto as enzimas do metabolismo quanto a</p><p>expressão gênica. Ela não entra nas células, mas inicia um sinal que</p><p>viaja, por uma rota ramificada, desde o receptor na membrana</p><p>plasmática até as enzimas sensíveis à insulina no citosol e também até</p><p>o núcleo, onde estimula a transcrição de genes específicos</p><p>- O receptor proteico de insulina (INSR) ativo é constituído por</p><p>duas subunidades a idênticas, que se projetam para fora da face</p><p>externa da membrana plasmática, e por duas subunidades b</p><p>transmembrana, com as regiões carboxiterminais projetando-se para</p><p>dentro do citosol – um dímero de monômeros ab</p><p>- As subunidades a contêm o domínio de ligação à insulina, e os</p><p>domínios intracelulares das subunidades b contêm a atividade</p><p>proteína-cinásica que transfere um grupo fosfato do ATP para o</p><p>grupo hidroxil de resíduos de Tyr em proteínas-alvo específicas.</p><p>1) A sinalização por meio do INSR é iniciada quando a ligação</p><p>de uma molécula de insulina entre as duas subunidades do</p><p>dímero ativa a atividade Tyr-cinásica, e cada subunidade b</p><p>fosforila três resíduos de Tyr críticos próximos ao</p><p>carboxiterminal da outra subunidade b no dímero.</p><p>2) Essa autofosforilação expõe o sítio</p><p>ativo da enzima, para que</p><p>ela possa fosforilar os resíduos de Tyr em outras proteínas-alvo.</p><p>- O mecanismo de ativação da proteína-cinase do INSR é</p><p>similar àquele descrito para PKA e PKC: uma região do</p><p>domínio citoplasmático (sequência autoinibitória), que</p><p>geralmente oclui o sítio ativo, afasta-se do sítio ativo após</p><p>ser fosforilada, abrindo o sítio para a ligação de</p><p>proteínas-alvo</p><p>3) Quando o INSR é autofosforilado um de seus alvos é o substrato</p><p>do receptor de insulina-1</p><p>4) Uma vez fosforilado em alguns de seus resíduos de Tyr, o IRS-1</p><p>torna-se o ponto de nucleação para um complexo de proteínas</p><p>que leva a mensagem do receptor de insulina para os alvos finais</p><p>no citosol e no núcleo, por meio de uma longa série de proteínas</p><p>intermediárias.</p><p>5) Primeiro, um resíduo de -Tyr do IRS-1 se liga ao domínio SH2 da</p><p>proteína Grb2. Diversas proteínas de sinalização contêm</p><p>domínios SH2, todas as quais ligam resíduos de -Tyr em uma</p><p>proteína associada.</p><p>- Grb2 é uma proteína adaptadora, sem atividade enzimática</p><p>intrínseca. Sua função é aproximar duas proteínas (neste</p><p>caso, IRS-1 e a proteína Sos) que devem interagir para que</p><p>a transdução de sinal seja possível.</p><p>6) Além do domínio SH2 (ligação de -Tyr), a Grb2 também contém</p><p>um segundo domínio de ligação à proteína, SH3, que se liga a</p><p>uma região rica em prolina da Sos, recrutando a Sos para o</p><p>crescente complexo receptor.</p><p>7) Quando ligada a Grb2, a Sos atua como fator de troca de</p><p>nucleotídeos de guanosina (GEF), catalisando a substituição do</p><p>GDP ligado por GTP na proteína G Ra</p><p>- A Ras é o protótipo de uma família de proteínas G pequenas</p><p>que controlam uma ampla variedade de transduções de sinal.</p><p>8) Como a proteína G trimérica que opera com o sistema b-adrenérgico</p><p>a Ras pode existir em uma conformação ligada a GTP (ativa) ou</p><p>ligada a GDP (inativa), porém a Ras atua como monômero. Quando</p><p>ligada ao GTP, a Ras pode ativar uma proteína-cinase, Raf-1</p><p>9) A primeira de três proteínas-cinases – Raf-1, MEK e ERK – que</p><p>formam uma cascata na qual cada cinase ativa a próxima por</p><p>fosforilação</p><p>10) As proteínas-cinases MEK e ERK são ativadas pela</p><p>fosforilação de um resíduo de Thr e um resíduo de Tyr.</p><p>11) Quando ativada, a ERK controla alguns dos efeitos biológicos</p><p>da insulina, entrando no núcleo e fosforilando fatores de</p><p>transcrição como o Elk1 que modula a transcrição de</p><p>aproximadamente 100 genes regulados pela insulina alguns dos</p><p>quais codificam proteínas essenciais para a divisão celular. Dessa</p><p>maneira, a insulina atua como fator de crescimento</p><p>- As proteínas Raf-1, MEK e ERK são membros de três</p><p>famílias maiores, para as quais diversas nomenclaturas têm</p><p>sido utilizadas. ERK está na família das MAPK</p><p>- Logo após a descoberta da primeira enzima MAPK, foi descoberto</p><p>que esta enzima era ativada por outra proteína-cinase, que foi então</p><p>nomeada MAP-cinase-cinase (a MEK), e quando uma terceira cinase</p><p>que ativava a MAP-cinase-cinase foi encontrada, sua família recebeu o</p><p>jocoso nome de MAP- -cinase-cinase-cinase (a Raf-1).</p><p>- Um pouco menos complicadas são as abreviações para as três</p><p>famílias: MAPK, MAPKK, MAPKKK. As cinases nas famílias MAPK</p><p>e MAPKKK são específicas para resíduos de Ser ou Thr, e as MAPKK</p><p>(nesse caso, a MEK) fosforilam um resíduo de Ser e um de Tyr de seu</p><p>substrato, uma MAPK</p><p>- As cascatas das MAPK controlam a sinalização iniciada por</p><p>diversos fatores de crescimento, como o fator de crescimento</p><p>derivado de plaquetas (PDGF) e o fator de crescimento da</p><p>epiderme (EGF).</p><p>- Outra estratégia geral exemplificada pela rota do receptor de insulina</p><p>é a utilização de proteínas adaptadoras não enzimáticas para a união</p><p>dos componentes de uma via de sinalização ramificada</p><p> Fosfolipídeo de membrana (PIP3)</p><p>- O PIP3 age em uma ramificação da sinalização de insulina. A rota de</p><p>sinalização da insulina ramifica-se em IRS-1 Grb2 não é a única</p><p>proteína que se associa com o IRS-1.</p><p>1) A enzima fosfoinositídeo-3-cinase (PI3K) liga-se a IRS-1 por meio</p><p>do domínio SH2 da PI3K. Uma vez ativada, a PI3K converte o</p><p>lipídeo de membrana fosfatidilinositol-4,5-bifosfato (PIP2) a</p><p>fosfatidilinositol-3,4,5-trifosfato (PIP3).</p><p>- A cabeça polar do PIP3 multiplamente carregada, que se</p><p>projeta da face citoplasmática da membrana plasmática, é o</p><p>ponto inicial para uma segunda ramificação da sinalização,</p><p>envolvendo outra cascata de proteínas-cinases.</p><p>2) Quando ligada a PIP3, a proteína-cinase B (PKB) é fosforilada e</p><p>ativada por outra proteína-cinase, a PDK1. A PKB ativada, então,</p><p>fosforila resíduos de Ser ou Thr em suas proteínas-alvo, uma das</p><p>quais sendo a glicogênio-sintase-cinase (GSK3).</p><p>3) Na forma ativa, não fosforilada, a GSK3 fosforila a glicogênio-</p><p>sintase, inativando-a e, deste modo, contribuindo para a redução</p><p>na síntese de glicogênio.</p><p>4) Quando fosforilada pela PKB, a GSK3 é inativada. Assim,</p><p>impedindo a inativação da glicogênio-sintase no fígado e no</p><p>músculo, a cascata de fosforilações de proteínas iniciada pela</p><p>insulina estimula a síntese de glicogênio</p><p>5) Em uma terceira ramificação da sinalização nos tecidos muscular e</p><p>adiposo, a PKB inicia o movimento mediado por clatrina dos</p><p>transportadores de glicose (GLUT4) de vesículas internas para a</p><p>membrana plasmática, estimulando a captação da glicose da</p><p>corrente sanguínea</p><p>- O receptor de insulina é o protótipo de diversos receptores</p><p>enzimáticos com estrutura similar e atividade de RTK. Os receptores</p><p>para EGF e PDGF, por exemplo, apresentam semelhanças em</p><p>estrutura e sequência com o INSR, e ambos têm uma atividade Tyr-</p><p>cinásica que fosforila IRS-1.</p><p>- Muitos desses receptores dimerizam após a interação com o ligante;</p><p>o INSR é uma exceção, pois já é um dímero (ab)2 antes da ligação da</p><p>insulina</p><p>- Além dos muitos receptores que atuam como proteínas- -cinases</p><p>específicas para Tyr (os RTK), algumas proteínas de membrana</p><p>semelhantes a receptores têm atividade de Tyr-fosfatase.</p><p>- Com base nas estruturas dessas proteínas, é possível deduzir que seus</p><p>ligantes são componentes da matriz extracelular ou moléculas da</p><p>superfície de outras células.</p><p>- Ainda que suas funções em sinalização não sejam tão bem</p><p>compreendidas quanto as funções dos RTK, essas moléculas</p><p>claramente têm o potencial para reverter as ações dos sinais que</p><p>estimulam os RTK.</p><p>- Esse sistema permite que um receptor ativado ative diversas</p><p>moléculas de IRS-1, amplificando o sinal da insulina, e possibilita a</p><p>integração de sinais provenientes de diferentes receptores, como</p><p>EGFR e PDGFR, cada um dos quais podendo fosforilar IRS-1.</p><p>- Além disso, como IRS-1 pode ativar qualquer uma das várias</p><p>proteínas que contêm domínios SH2, um único receptor que atue por</p><p>meio de IRS-1 pode iniciar duas ou mais rotas de sinalização; a insulina</p><p>afeta a expressão gênica por meio da rota Grb2-Sos-Ras-MAPK e afeta</p><p>o metabolismo do glicogênio o transporte de glicose por meio da rota</p><p>PI3K-PKB</p><p> Ativação Jack-Stat</p><p>- Uma variação do sistema fundamental dos receptores Tyr- cinases são</p><p>os receptores que não têm atividade cinásica intrínseca, mas que,</p><p>quando ocupados pelo ligante, se ligam a uma Tyr-cinase citosólica.</p><p>- Um exemplo é o sistema que regula a formação de eritrócitos em</p><p>mamíferos. O sinal para o desenvolvimento, ou citocina, nesse sistema</p><p>é a eritropoietina (EPO), uma proteína com 165 aminoácidos</p><p>produzida nos rins.</p><p>- Quando a EPO se liga ao seu receptor na membrana plasmática, o</p><p>receptor dimeriza, e o dímero pode se ligar e ativar a proteína-cinase</p><p>solúvel JAK (de Janus kinase).</p><p>- A JAK ativada fosforila diversos resíduos de Tyr no domínio</p><p>citoplasmático do receptor de EPO. Uma família de fatores de</p><p>transcrição, coletivamente chamados de STAT</p><p>- No núcleo, o STAT5 induz a expressão (transcrição) de genes</p><p>específicos essenciais para a maturação dos eritrócitos. Esse sistema</p><p>JAK-STAT também é utilizado por outras rotas de sinalização,</p><p>incluindo a do hormônio leptina, descrita em detalhes no Capítulo 23.</p><p>A JAK ativada também pode</p><p>estimular, por meio de Grb2, a cascata</p><p>das MAPK</p><p>- A Src é outra proteína Tyr-cinase solúvel que se associa com</p><p>determinados receptores quando eles estão interagindo com seus</p><p>ligantes. O domínio característico de ligação a -Tyr foi primeiramente</p><p>descrito na proteína Src, sendo depois chamado de domínio de</p><p>homologia a Src (SH2).</p><p> Interconexões entre sistemas de sinalizações</p><p>- Embora, por simplicidade, tenham sido analisadas rotas de sinalização</p><p>distintas como sequências separadas de eventos que levam a</p><p>consequências metabólicas separadas, existe, na verdade, uma extensa</p><p>interconexão entre os sistemas de sinalização.</p><p>- O circuito de regulação que governa o metabolismo é ricamente</p><p>entrelaçado e estratificado. A análise das rotas de sinalização da insulina</p><p>e da adrenalina foi realizada separadamente, porém elas não trabalham</p><p>independentemente.</p><p>- A insulina contrapõe os efeitos metabólicos da adrenalina na maioria</p><p>dos tecidos, e a ativação da rota de si nalização da insulina atenua</p><p>diretamente o sistema de sinalização do receptor b-adrenérgico.</p><p>- Por exemplo, a cinase do INSR fosforila diretamente dois resíduos</p><p>de Tyr na porção citoplasmática do receptor b2-adrenérgico, e a PKB,</p><p>ativada pela insulina fosforila dois resíduos de Ser da mesma região.</p><p>- A fosforilação desses quatro resíduos desencadeia a internalização</p><p>mediada por clatrina do receptor b2-adrenérgico, retirando-o da</p><p>membrana plasmática e diminuindo a sensibilidade da célula à</p><p>adrenalina. Um segundo tipo de interconexão entre esses receptores</p><p>ocorre quando os resíduos de -Tyr do receptor b2-adrenérgico,</p><p>fosforilados pelo INSR, servem como pontos de nucleação para</p><p>proteínas contendo domínios SH2, como a Grb2</p><p>- A ativação da MAPK ERK pela insulina é de 5 a 10 vezes maior na</p><p>presença do receptor b2-adrenérgico, presumivelmente devido a essa</p><p>interconexão.</p><p>- Os sistemas de sinalização que utilizam cAMP e Ca21 também</p><p>apresentam uma extensa interação; cada um desses segundos</p><p>mensageiros afeta a geração e a concentração do outro. Um dos</p><p>maiores desafios da biologia de sistemas é elucidar os efeitos dessas</p><p>interações nas respostas metabólicas gerais de cada tecido – uma tarefa</p><p>assustadora</p><p> GUANALIL-CICLASE</p><p>- As guanilil-ciclases são enzimas receptoras que, quando</p><p>ativadas, convertem GTP no segundo mensageiro monofosfato</p><p>cíclico de 3’,5’-guanosina (GMP cíclico, cGMP) da por cGMP, a</p><p>PKG fosforila resíduos de Ser e Thr em proteínas-alvo.</p><p>- Os domínios de regulação e catalítico dessa enzima estão</p><p>contidos em um único polipeptídeo</p><p>- Parte do domínio de regulação se encaixa firmemente na fenda</p><p>de ligação ao substrato. A ligação de cGMP força a saída desse</p><p>pseudossubstrato do sítio de ligação, abrindo o sítio para proteínas-</p><p>alvo contendo a sequência consenso da PKG</p><p>- O GMP cíclico transmite diferentes mensagens em diferentes</p><p>tecidos.</p><p>- Nos rins e no intestino, leva a alterações no transporte de</p><p>íons e retenção de água; no músculo cardíaco (tipo de</p><p>músculo liso), ele sinaliza relaxamento; no cérebro, ele pode</p><p>estar envolvido no desenvolvimento e na função cerebral em</p><p>adultos</p><p>- A guanilil-ciclase renal é ativada pelo hormônio</p><p>peptídico fator natriurético atrial (ANF), liberado pelas</p><p>células do átrio cardíaco quando o coração está estirado</p><p>pelo aumento do volume sanguíneo. Transportado até os</p><p>rins pelo sangue, o ANF ativa a guanilil-ciclase nas células dos</p><p>ductos coletores</p><p>- O aumento resultante na [cGMP] desencadeia um</p><p>aumento na excreção renal de Na1 e, consequentemente,</p><p>de água, impelida pela variação na pressão osmótica. A</p><p>perda de água reduz o volume de sangue, opondo-se ao</p><p>estímulo que inicialmente causou a secreção de ANF.</p><p>- O músculo liso vascular também possui um receptor</p><p>guanilil-ciclase para o ANF; quando ligado a esse receptor, o</p><p>ANF causa o relaxamento (vasodilatação) dos vasos</p><p>sanguíneos, o que aumenta o fluxo de sangue enquanto</p><p>diminui a pressão sanguínea.</p><p>- Um receptor guanilil-ciclase similar presente na membrana plasmática</p><p>das células epiteliais que revestem o intestino é ativado pelo peptídeo</p><p>guanilina, que regula a secreção de Cl- no intestino.</p><p>- Esse receptor também é o alvo de uma endotoxina proteica</p><p>termoestável produzida por Escherichia coli e outras bactérias gram-</p><p>negativas. O aumento na [cGMP] causado pela endotoxina eleva a</p><p>secreção de Cl- e, consequentemente, diminui a reabsorção de água</p><p>pelo epitélio intestinal, causando diarreia</p><p>- Um tipo diferente de guanilil-ciclase é uma proteína citosólica</p><p>fortemente associada a um grupo heme, enzima ativada por</p><p>óxido nítrico (NO, de nitric oxide).</p><p>- O NO é suficientemente apolar para atravessar as membranas</p><p>plasmáticas sem um transportador. Na célula-alvo, ele se liga ao</p><p>grupo heme da guanilil-ciclase e ativa a produção de cGMP. No</p><p>coração, uma proteína-cinase dependente de cGMP reduz o vigor das</p><p>contrações por meio do estímulo de bombas de íons que</p><p>removem o Ca21 do citosol</p><p>- O relaxamento do músculo cardíaco induzido por NO é uma</p><p>resposta do mesmo tipo daquela provocada pela nitroglicerina</p><p>e outros nitrovasodilatadores receitados para o alívio de</p><p>angina pectoris, a dor causada pela contração de um coração</p><p>privado de O2 devido ao bloqueio das artérias coronárias.</p><p>- O óxido nítrico é instável e sua ação é breve; dentro de</p><p>segundos após a formação, ele é oxidado a nitrito ou nitrato</p><p>- Os efeitos da síntese de cGMP elevada diminuem quando o</p><p>estímulo cessa, pois uma fosfodiesterase específica (cGMP-</p><p>PDE) converte o cGMP ao inativo 5’-GMP. Os humanos têm</p><p>diferentes isoformas da cGMP-PDE, com diferentes distribuições</p><p>teciduais.</p><p>- A isoforma dos vasos sanguíneos do pênis é inibida pelo</p><p>fármaco sildenafil (Viagra), o qual, portanto, mantém a [cGMP]</p><p>elevada após ter sido aumentada por um estímulo apropriado,</p><p>justificando a utilidade desse fármaco para o tratamento da disfunção</p><p>erétil.</p><p>- O GMP cíclico tem outro modo de ação no olho dos vertebrados: ele</p><p>causa a abertura de canais iônicos específicos nos cones e bastonetes</p><p>da retina</p><p>UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ</p><p>CURSO DE MEDICINA – TURMA 7</p><p>TUTORIAL 01 – MÓDULO 03</p><p>PROLIFERAÇÃO CELULAR</p><p>LUANA LORENA FERNANDES RAMOS</p><p>REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS</p><p>- ABBAS, A K., LICHTMAN, AH. Imunologia Celular e Molecular. 9 ed. Rio de Janeiro.</p><p>Elsevier, 2019.</p><p>- ALBERTS, Bruce et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010</p><p>- LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6. Ed.</p><p>Porto Alegre: Artmed, 2014.</p>