Ruolo delle proteine nella segnalazione cellulare e modifiche post traduzionali

paoletz00
di paoletz00
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Scopri il ruolo cruciale delle proteine nella segnalazione cellulare, con focus su scaffold e adattatori. Approfondisci come queste molecole facilitano interazioni tra proteine GTPasi, come Ras, e influenzano le modifiche post-traduzionali nei processi cellulari.

Concetti Chiave

  • La fosforilazione delle proteine consente l'interazione con altre molecole, attirando proteine con dominio SH2 in aree specifiche, come vicino ai recettori.
  • Le proteine GTPasi, come Ras, agiscono come interruttori cellulari, passando da uno stato inattivo legato al GDP a uno attivo legato al GTP attraverso il fattore di scambio GEF.
  • Ras è un oncogene chiave nei tumori, con mutazioni che rallentano la sua inattivazione, mantenendolo attivo più a lungo e contribuendo alla proliferazione cellulare.
  • Le modifiche post traduzionali, come l'aggiunta di un acido miristico, permettono a Ras di localizzarsi vicino alla membrana plasmatica, dove può svolgere la sua funzione attiva.
  • La formazione di PIP3 da PIP2 tramite PI3 chinasi crea un segnale di attracco per proteine con dominio PH, amplificando la cascata di segnalazione intracellulare.

Fosforilazione e interazione proteica

Dopo che le proteine sono state fosforilate la loro azione si rivolge anche ad altre molecole, infatti vengono fosforilate in più punti anche altre proteine e in base alla sequenza limitrofa al sito fosforilato possono servire da attracco a proteine con dominio SH2.

Esempi sono PLC gamma (fosfolipasi C gamma) e GADS.

In questo modo si concentrano in spazi molto limitati (in genere vicino al recettore) una serie di altre proteine che permettono di portare avanti la cascata di segnalazione. Queste proteine possono essere lunghe, oppure possono essere più piccole e talvolta possedere solo dei domini di riconoscimento in modo da agire come “mattoncini lego” permettendo l’interazione fra più molecole (per esempio GADS ha solo un dominio SH2 legato a due domini SH3).

Ruolo delle proteine GTPasi

Sono enzimi chiave che intervengono in moltissime funzioni, sono interruttori che generalmente sono presenti in forma inattiva legati al GDP, quando un fattore di scambio dei nucleotidi guanina (GEF) scambia GDP con GTP la proteina sia attiva (il GTP si trova nel citoplasma a una concentrazione ben più alta rispetto a GDP).

L’attività di queste proteine è di legame con altre proteine e presenta anche un’attività GTPasica che è spontanea e agisce sul GTP legato alla proteina stessa, questa attività è però abbastanza lenta per cui esistono delle proteine GAP (GTPase activating protein) che catalizzano l’attività, e quindi l’inattivazione, della proteina GTPasi.

La proteina più importante di questa famiglia è Ras, è un oncogene presente in diversi tumori e con mutazioni diverse. Uno dei siti più mutati di Ras è il sito di legame a GAP, per cui la proteina viene inattivata molto più lentamente restando attiva per troppo tempo.

Modifiche post traduzionali di Ras

Parlando degli aspetti della proteina scaffold avevamo accennato alla sua funzione di portare a ridosso della membrana plasmatica elementi successivi della cascata enzimatica. Questo processo però non riguarda solo la fosforilazione di tirosina e il riconoscimento da parte di domini SH2, ma riguarda anche modifiche post traduzionali di altro tipo, per esempio Ras va incontro all’aggiunta di un acido miristico che permette a Ras di localizzarsi a ridosso della membrana plasmatica. In questa situazione Ras è una sorta di zattera che viaggia in forma inattiva e la sua conversione nella forma attiva permetterà di localizzare la sua azione a ridosso della membrana. Un’altra modifica è rappresentata dalla formazione di PIP3 a partire da PIP2 grazie all’azione di PI3 chinasi, PIP3 diventa un segnale di attracco per proteine con dominio PH. (in particolare queste proteine fanno parte della famiglia Tec delle proteinchinasi ).

Studia con la mappa concettuale

Domande da interrogazione

  1. Qual è il ruolo della fosforilazione nelle interazioni proteiche?

    2. La fosforilazione delle proteine consente l'attrazione di altre molecole, facilitando l'interazione con proteine dotate di dominio SH2, come PLC gamma e GADS, e concentrando diverse proteine in spazi limitati per attivare la cascata di segnalazione.

  2. Come funzionano le proteine GTPasi e qual è la loro importanza?

    3. Le proteine GTPasi, come Ras, agiscono come interruttori cellulari, passando da una forma inattiva legata al GDP a una forma attiva legata al GTP, e sono cruciali per molte funzioni cellulari. La loro inattivazione è accelerata da proteine GAP.

  3. Qual è la relazione tra Ras e i tumori?

    4. Ras è un oncogene frequentemente mutato in vari tumori; le mutazioni colpiscono il sito di legame a GAP, rallentando la sua inattivazione e mantenendo la proteina attiva per periodi prolungati, contribuendo così alla tumorigenesi.

  4. Quali modifiche post-traduzionali subisce Ras e come influenzano la sua funzione?

    5. Ras subisce modifiche post-traduzionali come l'aggiunta di un acido miristico, che ne favorisce l'ancoraggio alla membrana plasmatica, e la formazione di PIP3, che funge da segnale per l'attracco di proteine con dominio PH, essenziali per la cascata enzimatica.

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