Meccanismi di segnalazione cellulare

Segnalazione

Avviene principalmente attraverso i recettori di membrana:
- recettori che attivano le proteine G
- recettori con attività enzimatica
- recettori che aprono canali ionici.
Recettori che aprono i canali ionici:
Oltre alla PKA si può attivare la chinasi PKC mediante gli ioni Ca²⁺.
Abbiamo visto poco fa che l’altro enzima che si andava ad attivare con l’attivazione della subunità α era la fosfolipasi C (PLC).
La PLC spezza un fosfolipide di membrana. Da questa reazione si ottengono due secondi messaggeri:
- Inositolo 1,4,5-trifosfato (IP₃), che è il pezzo che si stacca
- Diacilglicerolo (DAG), che è il pezzo che resta legato alla membrana.
IP3 va a legarsi sul RE e apre canali del Ca²⁺, facendo uscire ioni calcio nel citosol.
DAG che resta nella membrana plasmatica, insieme al Ca²⁺ attiva la chinasi PKC. PKC va a fosforilare altre molecole per consentire tipo la secrezione o contrazione muscolare. Ca²⁺ oltre a PKC attiva anche la calmodulina che attiva la calmodulina-kinasi per attivare altre molecole.
In sintesi:
segnale → recettore → G → PLC → IP₃ + DAG → Ca²⁺ + PKC attiva → Risposte cellulari
La PKA e PKC sono chinasi che fosforilano residui di serina-treonina.

Recettori di membrana con attività enzimatica

I recettori di membrana con attività enzimatica sono delle proteine monopasso che attraversano una sola volta la membrana plasmatica. Nella parte esterna alla cellula legano il ligando messaggio. Questo ligando fa avvicinare due recettori con attività enzimatica, dove si fosforilano a vicenda. In particolare, questi recettori enzimatici vanno a fosforilare la tirosina (per questo sono recettori TRK).
Quando questi due recettori sono fosforilati, diventano riescono a legare una proteina addattatrice tramite il dominio SH2.
La via che il Syllabus vuole sapere che sfrutta i recettori con attività enzimatica è la via Ras/MAPK. Questa via prevede che quando il recettore si lega ligando, e quindi si attiva fosforilando la tirosina, riesce a legarsi con una proteina adattatrice Grb2, che a sua volta lega SOS. Questa SOS è come una GEF che va ad attivare una proteina G, detta Ras. Infatti, la fa legare al GTP. Una volta attiva la Ras va ad attivare una cascata di chinasi, ovvero attiva MEK la quale attiva MAPK. Queste sarebbero due kinasi che vanno ad attivare proteine coattivatrici per attivare geni.
In sintesi:
Ligando -> recettore -> Grb2 -> SOS -> Ras -> MEK -> MAPK -> proteine -> geni.

Proteina G

Quindi il funzionamento dei recettori di membrana prevede sempre l’attivazione di una proteina G. Mentre nel primo caso il recettore attiva direttamente una G, nel caso dei recettori associati ad enzimi si passa prima per proteine addattatrici. Inoltre mentre i recettori associati a proteine G si servono di secondi messaggeri come cAMP che amplificano il segnale, quelli associati ad enzimi non richiedono secondi messaggeri, perché non serve l’amplificazione del segnale, visto che si devono attivare soltanto dei geni, per cui serve solo un’attività precisa e non ampia.