Concetti Chiave
- I recettori di membrana attivano le proteine G attraverso meccanismi che coinvolgono la fosfolipasi C, generando secondi messaggeri come IP₃ e DAG, che attivano chinasi come PKC e PKA.
- I recettori con attività enzimatica sono proteine monopasso che, una volta legato il ligando, si fosforilano a vicenda e attivano una proteina adattatrice tramite il dominio SH2.
- La via Ras/MAPK si attiva quando un recettore, dopo la fosforilazione della tirosina, si lega a una proteina adattatrice Grb2, attivando SOS e la proteina G Ras.
- Ras attiva una cascata di chinasi, inclusa MEK e MAPK, che sono fondamentali per l'attivazione di geni specifici nelle cellule.
- I recettori associati a proteine G utilizzano secondi messaggeri per amplificare il segnale, mentre quelli con attività enzimatica si concentrano su un'attivazione diretta dei geni senza bisogno di amplificazione.
Recettori di membrana e proteine G
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.
Funzionamento dei recettori enzimatici
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.
Via Ras/MAPK e attivazione genica
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.
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.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei recettori di membrana nel funzionamento delle proteine G?
- Come avviene l'attivazione dei recettori enzimatici?
- Qual è la funzione della via Ras/MAPK?
- Qual è la differenza tra i recettori associati a proteine G e quelli con attività enzimatica?
- Quali sono i principali secondi messaggeri generati dalla fosfolipasi C?
I recettori di membrana attivano le proteine G, che sono fondamentali per la trasduzione del segnale cellulare, attivando enzimi come la fosfolipasi C (PLC) e generando secondi messaggeri come IP₃ e DAG.
I recettori enzimatici, che attraversano la membrana plasmatica, legano un ligando esterno che provoca la fosforilazione reciproca di due recettori, attivando così il dominio SH2 per legare proteine adattatrici.
La via Ras/MAPK è attivata dai recettori enzimatici e coinvolge una cascata di attivazione che porta all'attivazione di geni tramite proteine coattivatrici, partendo dall'attivazione della proteina G Ras.
I recettori associati a proteine G attivano secondi messaggeri per amplificare il segnale, mentre i recettori con attività enzimatica non richiedono secondi messaggeri, poiché si concentrano su un'attivazione precisa dei geni.
La fosfolipasi C genera due secondi messaggeri: l'Inositolo 1,4,5-trifosfato (IP₃), che apre canali del Ca²⁺, e il Diacilglicerolo (DAG), che attiva la chinasi PKC per risposte cellulari come la secrezione e la contrazione muscolare.
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