sinalização celular

receptores com actividade enzimática intrínseca são o segundo maior grupo de receptores após as GPCRs. Eles incluem quatro tipos de acordo com a forma de atividade enzimática do domínio intracelular (figura 23a).

• Receptor tirosina cinases (RTKs) na activação, fosforilatos do domínio da quinase resíduos de aminoácidos da tirosina. Existem sete classes de RTK com diferentes domínios extracelulares (figura 23b).

• Receptor serina-treonina cinases na activação, fosforilatos do domínio da quinase serina e / ou resíduos de aminoácidos da treonina.

• fosfatases do Receptor da tirosina A actividade intrínseca da tirosina fosfatase do domínio enzimático é suprimida aquando da activação.

• Receptor guanilil ciclases o domínio enzimático gera o segundo mensageiro GMPC a partir do GTP após a activação.

Figura 23 (a) as quatro classes de receptores com atividade enzimática intrínseca. Note que os domínios cinase podem conter resíduos de fosforilato localizados na outra cadeia receptora (autofosforilação) ou em outras proteínas de sinalização (como mostrado aqui). Note – se que os receptores com atividade enzimática intrínseca, com exceção das fosfatases de tirosina, foram representados no seu estado ativo, ou seja, após a formação de dimers pelo ligante extracelular. Em contraste com outros receptores, as fosfatases do receptor tirosina suprimem a sua actividade enzimática através da ligação ao ligando. b) as sete subfamílias dos receptores da tirosina cinases (RTK). O papel funcional da maioria dos domínios extracelulares ricos em cisteína, imunoglubulina e fibronectina não são conhecidos. Apenas um membro de cada subfamília é indicado. Note que os receptores PDGF, FGF e VEGF têm um domínio de tirosina cinase dividido; o receptor PDGF é mostrado em mais detalhes na Figura 25. (EGF = factor de crescimento epidérmico; NGF = factor de crescimento do nervo; PDGF = factor de crescimento derivado das plaquetas; FGF = factor de crescimento fibroblástico; VEGF = factor de crescimento endotelial vascular; Eph = efrina.)

O modelo básico da ativação de receptores com atividade enzimática intrínseca é que ligante ligação induz a dimerização (em alguns casos, a oligomerização) do receptor, que reúne citoplasmática enzimática domínios e leva a uma alteração na atividade enzimática. A dimerização pode ocorrer entre receptores diferentes que ligam o mesmo ligando (heterodimerização), ou entre o mesmo tipo de cadeias de receptores (homodimerização), ou qualquer um. Os receptores RTKs, RTPs e guanilil ciclase formam geralmente homodímeros (uma exceção é o receptor tirosina cinase do fator de crescimento epidérmico (EGF), enquanto que os receptores serina–treonina cinases geralmente formam heterodímeros. Em alguns casos, a oligomerização de vários receptores é necessária para a ativação.

vamos agora descrever o mecanismo geral de ativação de RTKs em mais detalhes. Existem várias estratégias pelas quais um sinal extracelular pode atingir a dimerização RTK levando à ativação do receptor.:

• ligandos como o EGF, que é um monômero, têm dois locais de ligação para cada unidade de receptor.

• o Fator de crescimento derivado das plaquetas (PDGF) é um dímero ligado covalentemente, no qual uma subunidade se liga a uma cadeia de receptores PDGF, e a outra subunidade se liga a outra cadeia de receptores PDGF (Figura 24).

• o factor de crescimento dos fibroblastos (FGF) liga-se aos proteoglicanos (localizados na superfície celular ou na matriz extracelular) e induz a agrupamento dos receptores FGF.

• as Efrinas estão ligadas à membrana plasmática da célula de sinalização em aglomerados, induzindo assim a Associação dos seus receptores (chamados receptores Eph) nas células–alvo após contacto celular.

• o receptor de insulina é um tetrâmero antes de ligar a insulina: na ligação à insulina, a ativação ocorre por rearranjo das diferentes cadeias de receptores que traz os domínios cinase em estreita proximidade.

Figura 24 RTKs são ativados por autophosphorylation de seus quinase intracelular domínios seguintes dimerização em resposta a ligação do sinal extracelular (neste exemplo, um dímero, como o PDGF).

Embora possa haver uma grande variação na extracelular domínios de RTKs (Figura 23b) e nas formas extracelular sinal se liga ao seu receptor, o mecanismo básico de ativação do receptor aplica-se ainda (Figura 24). A associação entre receptores resulta na fosforilação cruzada do domínio da cinase em cada cauda intracelular da RTK, um processo chamado autofosforilação. Isto resulta num aumento da sua actividade cinase intrínseca, que causa fosforilação das tirosinas noutras partes do domínio citoplasmático (e/ou outras proteínas). A autofosforilação gera locais de acoplagem no receptor para proteínas de sinalização a jusante que contêm domínios SH2.Muitas proteínas podem ligar-se a resíduos de fosfotirosina (pY), mas estas interacções são influenciadas por cadeias laterais de aminoácidos próximas (ver secção anterior). Por exemplo, o receptor PDGF tem locais específicos de fosfotirosina, que podem ligar a subunidade regulatória (p85) de fosfatidilinositol 3-cinase (PI 3-quinase), uma proteína ativadora da GTPase (p120 RasGAP) e fosfolipase C-g (PLC-γ), entre outros (Figura 25). O receptor de insulina amplia o seu potencial de acoplagem associando-se a uma grande proteína, o substrato do receptor de insulina 1 (IRS-1), que tem muitos resíduos de tirosina que podem ser fosforilados pelo receptor de insulina (Secção 4). Estas proteínas são denominadas “proteínas de acoplagem” e podem ser activadas por serem fosforiladas directamente pela RTK, ou por interacções com outras proteínas de acoplagem ou moléculas de membrana plasmática. Algumas proteínas de acoplagem são proteínas adaptadoras que apenas servem para trazer outras moléculas de sinalização para o lugar. O efeito geral deste sistema é o recrutamento de muitas vias de sinalização diferentes, permitindo a modulação de muitos processos celulares.

Figura 25 alguns dos locais de ligação (acoplagem) ao receptor PDGF activado para proteínas contendo SH2. (A estrutura do domínio destas proteínas é mostrada na figura 1.13.) Note que estes não são os únicos locais de autofosforilação no receptor PDGF. Outras tirosinas fosforiladas são locais de acoplamento para outras proteínas contendo SH2 (Não apresentadas). Para simplificar, apenas uma cadeia de receptores PDGF e um monômero PDGF são mostrados aqui.