Transmision de Señales Miguel]

Instituto Nacional de Salud Pública

TRANSMISION DE SEÑALES.

Biol. Luz Edith Ochoa SánchezIB. Perla Tinoco CarrilloQC. Miguel Ángel Ortiz Gil.


1.- ¿Qué es un receptor celular?

• Proteinas que reconocen y unen determinadas substancias en la superficie celular.

E: espacio extracelular;

I: espacio intracelular;

P: membrana plasmática


2.- ¿Qué es un dominio, hablando en términos de una proteína?

• Son unidades estructurales compactas, estables, dentro de una proteina, formadas por segmentos de una cadena peptidica que se pliegan de forma independiente, con una estructura y funcion distinguible de otras regiones de la proteina y estabilizadas por las mismas fuerzas que la estructura terciaria.


3.- ¿Cuáles son los tres dominios que tiene un receptor tirosín-cinasa?

• Dominio extracelular de union al ligando.• Dominio transmembrana.• Dominio intracelular o citoplasmatico que contiene un dominio tirosina

quinasa.


4.- ¿Cuáles son los únicos residuos de aminoácidos que son fosforilables en un sistema eucariótico?


5.- ¿Qué es un ligando?

• Molécula capaz de ser reconocida por otra provocando una respuesta biológica


6.- ¿Cuáles son las moléculas que intervienen en la vía de señalización que parte del receptor al factor de crecimiento epidermal y pasa por las MAP cinasas (MAPKs) para llevar la señal hasta el núcleo?

• Proteínas adaptadoras que pueden reclutar a otras proteínas transductoras, o factores, que tras unirse al receptor son fosforilados por éste, pasando de un estado inactivo a otro activo.

• Mediante estos reclutamientos y/o fosforilaciones se producen cambios conformacionales y/o cambios en la localización intracelular de estas proteínas señalizadoras.

• Las proteinas Shc, Scr.Grb2, RAS. EGF- Ligando; EGFR (factor de crecimiento epidermico)- receptor; PA- proteinas adaptadoras; PT- proteinas transductoras.


o Dominios SH2 y SH3 (de homología al dominio 2 y 3 de la proteína Src).

o Src: proteinas derivadas del protooncogén src, que activan a tirosina quinasas de membrana o citoplasmáticas.

o Los dominios SH3 interaccionan con secuencias específicas ricas en prolina

7.- ¿Qué son los dominios SH2 y SH3 que pueden estar localizados en algunas proteínas?


• Función de los dominios SH2 es interactuar con algunas proteínas que se encuentran fosforiladas en residuos tirosina, así su función esta regulada por procesos fosforilación-desfosforilación de estos aminoácidos.


• Por este motivo, un dominio SH2 puede interactuar con una fosfotirosina adyacente en la misma o en otra molécula.

• Cuando es sobre la misma molécula contribuye al control de su propia actividad enzimática.

• En otras ocasiones, la enzima con el dominio SH2 interacciona a través de dicho motivo con otras proteínas previamente fosforiladas en tirosina por otra cinasa.


8.- ¿Qué es una molécula adaptadora? Identifícala en la vía de señalización que encontraron en el punto 6, y digan cuál es específicamente.

• Proteínas adaptadoras que pueden reclutar a otras proteínas transductoras.

• La proteína Grb2 (por growth factor receptor-bound protein 2), envuelta en la activación de la proteína G monomérica Ras y la vía de las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPKs, por mitogen-activated protein kinases).

• La proteína Grb7 (por growth factor receptor-bound protein 7); y la proteína Shc (por SH2 domain-containing protein), que actúa como un sistema auxiliar de señalización alternativo pudiendo sustituir a elementos funcionales del propio receptor.


• La proteína Grb7 contiene un dominio SH2 y pertenece a una nueva familia de proteínas adaptadoras de diversos receptores tirosina quinasa.

• Esta proteína se asocia a los residuos de fosfotirosina del EGFR activado y reconoce además las fosfotirosinas de los receptores homólogos ErbB2/Neu, ErbB3 y ErbB4, y las de la proteína adaptadora Shc fosforilada.

• Aunque las funciones de Grb7 aún no son muy bien conocidas, es indudable que juega un papel muy importante en la transducción de señales mediadas por los receptores ErbB.

• Así, es frecuente observar la sobreexpresión de esta proteína adaptadora junto con la de algunos de estos receptores, particularmente de ErbB2/Neu, en células de cáncer de mama.


• Activación alternativa de la vía de la MAPK. La activación de la vía Ras/MAPK se inicia por el complejo Grb2/Sos que es reclutado por el EGFR transfosforilado (izquierda) o por la proteína adaptadora Shc fosforilada previamente, bien por el propio EGFR o por la tirosina quinasa Src (derecha). El resultado final es la fosforilación de múltiples factores de transcripción en el núcleo.


9.- ¿Qué tipo de molécula es Ras?

• Es una proteína G, específicamente es una pequeña GTPasa, con actividad reguladora GTP-hidrolasa, que alterna dos conformaciones estructurales:

1. Una forma activada, donde la proteína RAS está unida al guanosín trifosfato (GTP), llamada RAS-GTP.

2. Otra forma inactivada, donde la proteína RAS está unida al guanosín difosfato (GDP), llamada RAS-GDP.


10.- ¿Cómo se activa y desactiva Ras?

• Se inactiva por proteínas activadoras de GTPasas (GAP, del inglés GTPase Activating Protein), las cuales aumentan la capacidad de hidrolizar al GTP, por lo que la proteína RAS retorna a su forma inactiva unida al GDP (RAS-GDP), liberándose simultáneamente fosfato (Pi).

• Se activa por diferentes factores de intercambio de nucleótidos de guanina,GEF.

• Como CDC25, SOS1 y SOS2, SDC25 en levaduras y en mamíferos se conocen cuatro subfamilias de factores de intercambio para Ras: SOS, Ras-GRF, Ras-GRP y CN-RasGEF), las cuales son activadas también por señales mitógenas y de forma directa por la misma proteína RAS por retroalimentación o feedback.


11.- ¿Cuáles son las familias que integran a la Superfamilia de Ras?

Familia Miembros Función

o Ras o 36 miembros, entre ellos, Rap, R-Ras, Ral y Rheb.

o Regulan redes de señalización, crecimiento y proliferación celular.

o Rho, Ras homologa o 20 miembros identificados, RhoA, Rac1 y Cdc 42

o Regularización de actina, regularización de exocitosis.

o Ran o Ran o Transporte nucleoplásmico, transporte de RNA y proteínas, regula ciclo mitótico y transporte nuclear.

o Rab o 61 miembros o Regulación de transporte vesicular y tráfico de proteínas.

o Arf o Arf1, Sar1 o Formación de cubiertas vesiculares, interruptores en el control de procesos celulares.


12.- ¿Qué papel juega Ras en algunos tipos de cánceres?

• Las mutaciones en la familia de los protooncogenes RAS, que comprende H-RAS, N-RAS y K-RAS, son muy frecuentes, encontrándose entre el 20 y el 30 % de todos los cánceres humanos.


• Las mutaciones del gen ras pueden producir este efecto activador. Los oncogenes como el p210BCR-ABL o del receptor celular erb-B del factor de crecimiento, afectan a la vía de transducció de RAS corriente arriba (upstream), pues activan constitutivamente la traducción de RAS.


• El gen supresor tumoral NF-1 codifica una RAS-GAP (proteína activadora de GTPasa). Esta mutación en neurofibromatosis podría significar que RAS tiene menor tendencia a ser inactivado.

• Los oncogenes RAS pueden ser activados por mutaciones puntuales como las de la reacción GTPasa que no puede continuar la estimulación de GAP, por lo que aumenta la vida media de la proteína RAS-GTP mutada activada.


13.- ¿Qué es un GEF? Identifícalo en la vía de señalización del punto 6 y digan cual es específicamente.

• Intercambiador de nucleótido de guanina o proteína intercambiadora de guanina (GEF, guanine nucleotide exchange factor).

• Los GEF son uno de los grupos de enzimas que regulan la oscilación entre el estado inactivo y el activo de las GTPasas, promoviendo el intercambio de GDP por GTP, encendiendo el interruptor y activando a la GTPasa.


• La enzima La enzima RabRab permanece inactiva mientras se mantenga unida al permanece inactiva mientras se mantenga unida al GDPGDP en el en el citoplasmacitoplasma. El contacto con un GEF unido a la . El contacto con un GEF unido a la membrana cataliza la remoción del GDP y lo reemplaza por membrana cataliza la remoción del GDP y lo reemplaza por GTPGTP, , activando al Ras. Ello permite la interacción del Ras con las activando al Ras. Ello permite la interacción del Ras con las vesículas transportadoras, y otras cascadas de reacciones vesículas transportadoras, y otras cascadas de reacciones pertenecientes al tráfico de proteínaspertenecientes al tráfico de proteínas


¿Qué tipo de enzimas son Raf, MEK y ERK?

• Se refiere a una cascada de proteína quinasas, los elementos centrales de esta vía son una familia de proteína-serina/treonina quinasas denominadas quinasas MAP que se activan en respuesta a diversos factores de crecimiento y a otras moléculas señal.

• La activación de ERK tiene lugar a través de dos proteínas quinasas anteriores que están asociadas a receptores de factores de crecimiento mediante una proteína de unión a GTP denominada Ras.

• La activación de Ras provoca la activación de la proteína serina/treonina quinasa Raf, la cual fosforila y activa una segunda proteína quinasa denominada MEK(de MAP quinasa/ERK quinasa).

• MEK es una proteína quinasa con especificidad doble que activa a miembros de la familia ERK fosforilando tanto residuos de treonina como de tirosina separados por un aminoácido.


15.- ¿A qué moléculas activan las ERK1/2?

• Los receptores acoplados a proteínas G (GPCRs, G Protein Coupled Receptors)

• Todos los GPCRs una vez activados por su ligando interaccionan con proteínas heterotriméricas recambiadoras de nucleótidos de guanina (o proteínas G).

• En muchos caso estos efectos se ejercen a través del control de las cinasas reguladas por señales extracelulares (o ERK1/2, extracellular signal-regulated kinases), enzimas pertenecientes a la familia de la proteinas cinasas activadas por mitógeno (MAPK, mitogen-activated protein kinases).


16.- ¿A qué niveles puede regularse la vía de las MAPKs?

• Están implicadas las proteín fosfatasas, que actúan como reguladores negativos de MAPKs.

• Una de estas proteínas es Msg5, una fosfatasa de especificidad dual (DSP) capaz de defosforilar residuos de treonina y tirosina presentes en el dominio de activación de las MAPKs.

• Msg5 se produce como dos isoformas debido a comienzos de traducción alternativos y regula la actividad de varias MAPKs.

• DSP está principalmente implicada en el mantenimiento de un bajo nivel de activación basal de Slt2, MAPK.

• Msg5 actúa modulando negativamente a la MAPK Fus3, tanto en condiciones de crecimiento vegetativo como tras la estimulación de la ruta de apareamiento.


17.- ¿Cuál es el papel de las fosfatasas en la vía de transducción de señales? Da dos ejemplos de éstas.

• Las fosfatasas eliminan grupos fosforilos.

1. Eliminan residuos de tirosina en el receptor de EGF.

2. Eliminan residuos de serina y treonina y tirosina en las proteínas quinasas que participan en la cascada de señalización.


18.- ¿En qué otros eventos celulares aparte de crecimiento y proliferación celular están implicadas las MAPKs?


BIBLIOGRAFIA:

• http://es.wikipedia.org/wiki/Factor_intercambiador_de_nucle%C3%B3tido_de_guanina

• http://www.cbm.uam.es/cmurga/presentaciones/Achiloeches.pdf

• http://books.google.com.mx/books?id=HRr4MNH2YssC&pg=PA398&lpg=PA398&dq=el+papel+de+las+fosfatasas+en+la+v%C3%ADa+de+transducci%C3%B3n+de+se%C3%B1ales&source=web&ots=LSrKH8Bpbs&sig=4elA1CicoyQlnVIuT2EG39DEKSw&hl=es&sa=X&oi=book_result&resnum=9&ct=result#PPA398,M1

• http://www.nature.com/nrm/journal/v3/n9/images/nrm908-i2.gif

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