Regulación de la actividad enzimática, 2

Suele haber fenómenos de modificación covalente deenzimas en la respuesta celular a señales químicas:

1. Neurotransmisores2. Hormonas3. Factores de crecimiento4. Estímulos morfogenéticos y de diferenciación5. Muerte celular programada (apoptosis)6. Estímulos antigénicos7. Luz y otros agentes físico-químicos

Formas de modificación covalente, 1

Fosforilación: Protein kinasas

Sobre residuos de Ser, Thr y Tyr

Ser

ATP ADP

Ser

C

N

C

C

N

C

C

N

CH2OH

O

H

R

H

O

R'

H

H

H

H

C

N

C

C

N

C

C

N

CH2O

O

H

R

H

O

R'

H

P O-

O

O-

H

H

H

Formas de modificación covalente, 2

Defosforilación: Protein fosfatasas

Sobre residuos previamente fosforilados: Ser-P, Thr-P, Tyr-P

Ser Ser

C

N

C

C

N

C

C

N

CH2OH

O

H

R

H

O

R'

H

H

H

H

C

N

C

C

N

C

C

N

CH2O

O

H

R

H

O

R'

H

P O-

O

O-

H

H

H

H2O Pi

Formas de modificación covalente, 3

Adenilación: Sistema de la Glutamina sintetasa

Tyr O

OH OH

N

N N

N

H2NC

N

C

C

N

C

C

N

O

H

R

H

O

R'

H

CH2 O P

O

O-

O CH2

H

H

H

Formas de modificación covalente, 4

ADP-ribosilación: actúa NAD+ como donador delgrupo ADP-ribosa

H

H

H

O

OH OH

N

N N

N

H2N

+

C

N

C

C

N

C

C

N

O

H

R

H

O

R'

H

NHC

NH2

N

O

OH OHCH2 O P O P O CH2

O O

O-O-H

Formas de modificación covalente, 5

Rotura proteolítica:

Proteinasaespecífica

+

N C

N N CC

Zimógeno

Enzima activada

La mayoría de las señales químicas operan sobre unreceptor situado en la parte externa de la membrana.

Al operar sobre este receptor determinan la aparición en el interior celular de un segundo mensajero, que desencadenala respuesta celular a la señal.

Concepto de Segundo Mensajero

Algunos segundos mensajeros:

- Nucleótidos cíclicos: cAMP, cGMP- Ca++- Diacilglicerol- Inositolfosfatos- Óxido nítrico, etc.

R R

Efector

E I

X

P

I E

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

OHO

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O ....

+

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

HO O P

O

O-

O-

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

OOH

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O ....

Pi

Glucógeno (n)

Glucógeno (n-1)Glucosa-1-fosfato

Glucógeno fosforilasa

Subunidad de la glucógeno fosforilasa

Fosforilasa b

2 ATP 2ADP

Fosforilasa aFosforilasa

kinasa, activa

Glucógeno

Glucosa-1-fosfato

Fosforilasakinasa, inactiva

Protein kinasa activa (2C)

Protein kinasa inactiva (R2C2)

4 cAMP (cAMP)4R2

Activación de lafosforilasa, 1

El cAMP (AMP cíclico) desencadenala activación de la fosforilasa

OCH2 N

N

N

N

NH2

OHOH

OPOPOP-O

O O O

O-O-O-

O N

N

N

N

NH2

OHO

P OO

-O

ATP

cAMP

Adenilatociclasa

Formación de cAMPa partir de ATP

+Proteínas G

R

GDP

GTP

L

ACGTP

ATP cAMP

GDP

Activación de laAdenilato ciclasa

RL G AC cAMP PKA FK F

O N

N

N

N

NH2

OHO

P OO

-O

OCH2 N

N

N

N

NH2

OHOH

OP-O

O

O-

cAMPfosfodiesterasa

Metilxantinas(p.e. cafeína)

-

cAMP

Protein kinasa A

GlucógenoFosforilasa

Proteinfosfatasas

cAMPfosfodiesterasa

Glucógenosintetasa

-+

+-

-

Protein kinasas

1. Protein kinasas A (Activadas por cAMP)

2. Protein kinasas G (Activadas por cGMP)

3. Protein kinasas A (Activadas por DAG)

4. Protein kinasas dependientes de Ca++-Calmodulina

5. Protein tirosin kinasas (Factores de crecimiento, etc.)

Activaciones proteolíticas

N

C

C

NpH < 5

Pepsinógeno

Pepsina

Activación delpepsinógeno

Fibrinógeno (I)Monómero

de fibrina (Ia)Polímerode fibrina

Trombina (IIa)

Protrombina (II)

Protrombinasa

Precursores,vía intrínseca

Precursores,vía extrínseca

Fase 1Fase 2

Fase 3

VII VIIa

X Xa

V VaCa++

Complejoprotrombinasa

Vía extrínseca

XII XIIa

XI XIa

IX IXa

VIII VIIIa

X Xa

V Va

Complejoprotrombinasa

Vía intrínseca

Ca++

Ca++

Trombina

+

S

S

Va Xa

PLP

Ca++

Complejo protrombinasa

S

SH

L

Trombina

Protrombina

AB

+

Monómero de fibrina

A

B

Fibrinopéptidos

A2B2

Fibrinógeno

Trombina

Fragmento C-terminaldel fibrinógeno

A

B

- + -

- + -+ -

- + -- +

- + -- + -- + -- + - - ++ -

--

- + -+ -

- + -- +

- + -- + -- + -- + - - ++ -

--

Monómero de fibrina

Fibrina (Unión no covalente)

CHNH2

HOOCCHLys

Glu

CHNH

OCCHLys

Glu

Factor XIII(estabilizadorde la fibrina)

Formación deenlaces covalentes

en la fibrina