Biochimica avanzata

ISOFORME FOSFOLIPASI C

→

Fosfolipasi C gamma dipendente da recettori con attività tirosino chinasica

→

Fosfolipasi C beta Regolata mediante proteine G che a loro volta fanno da tramite a

recettori accopiiati a priteine G

➔ Quindi segnali che trasducono in maniera diversa attivano enzimi enzimi che

portano alla formazione nella cellula degli stessi tipi di messaggeri: IP3 e DAG.

→

IP3 interagendo con il proprio recettore sul RE Aumento il calcio nella cellula. Il calcio

→È

nella cellula aumenta anche per influsso dall’esterno in grado di saturare la molecola

→ →

della calmodulina complesso Ca-calmodulina regola a sua volta altre proteine,

→

legandosi attivandole.

Target CALMODULINA

• Glicogeno fosforilasi

• Proteine Chinasi attivate dal complesso Ca-calmodulina: sono definite multfunzionali

perché hanno molti substrati

→ →

MLCK proteina chinasi che fosforila uno specifico substrato catene leggere delle

→

miosina a livello della muscolatura liscia attivandola. È in grado di fosforilare solo le

catene leggere della miosina, come anche la glicogeno fosforilasi.

La testa della molecola di miosina: parte globulare della catena pesante alla quale si

→

associano due molecole che sono le catene leggere della miosina. di queste due, una ha

funzioni regolatorie. →

Quando la catena leggera della miosina viene fosforilata dalla MLCK rende possibile

l’interazione della testa della miosina e actina.

la contrazione dipende dall’aumento del calcio, ma in quel caso

Nel muscolo scheletrico

determina la possibilità della miosina e actina di interagire perché il calcio si lega alla

troponina C (che fa parte parte del complesso della troponina)→ modifica la sua struttura

rendendo accessibili le teste della miosina con l’actina. →

La troponina C è una parente stretta della calmodulina ha motivi strutturali chiamati SITI

che permette l’interazione

A MANO EF con il calcio.

A differenza della calmodulina non è libera nel citosol ma è associata ad altre sub come

i movimenti che dipensono dal’interazione con il

troponina I e troponina C in tal modo che

calcio pososno andare a smascherare le molecole di actina che possono interagire con

miosina e quindi scorrimento dei filamenti.

Quindi: CONTRAZIONE MUSCOLO SCHELETRICO: indotta da uamento del calcio che

determina cambiamenti conformazionali.

Nel caso del muscolo liscio la contrazione è indotta dall’aumento del calcio ma passa

→ → →

attraverso un processo di fosforilazione aumento calcio complesso Ca-calmodulina

→ → →

va ad attivate la chinasi MLCK (interazione) fosforila le catene leggere attivazione

contrazione. →aumenta

ADRENALINA legandosi ai Beta- recettori i livelli di AMPc

→

l’aumento di AMPc

Nel muscolo liscio costituisce un segnale di RILASSAMENTO

→ → tra i vari substrati c’è MLCK

DEL MUSCOLO LISCIO: AMPc aumenta attiva PKA

→ → →

fosforilazione non ha piu affinità nei confronti del complesso Ca-calmodulina

perchè viene modificato il distretto della proteina

Quindi MLCK:

✓ viene attivata dal complesso Ca-calmodulina

✓ non risente dell’aumento del Ca.

→

Se fosforilata

Altro elemento riguarda il controllo di una proteina chinasi che è ritenuta fondamentale →

nelle risposte biologiche di base come proliferazione cellulare, migrazione cellulare ecc..

→

PROTEINA KINASI C. proteina chinasi calcio-fosfolipide dipendente. (PKC, dove C

→

ricorda il calcio) è regolata dal calcio.

È un’unica catena, proteina multidominio: c’è il sito catalitico e siti regolatori.

In assenza di segnale la proteina, nel citosol assume una conformazione che la rende

→

inattiva. Quando nella cellula aumenta la concentrazione di calcio la proteina subisce una

traslocazione dal citosol verso la membrana. È dovuto al fatto che la proteina ha due zone

l’interazione

regolatrici: una di queste zone (C2) è quella che interagisce con ione Ca con il

calcio conferisce affinità per un fosfolipide FOSFATIDILSERINA.

Questo motivo strutturale non ha nessun sito a mano EF, ma interagisce con ione calcio con

→non

un motivo strutturale diverso è esclusivo della PKC: è stato chiamato Calcium

→

Binding (CalB) Mentre lega il calcio prende rapporto con fosfolipidi di membrana, in

→ Quindi mediante l’interazione con lo ione calcio permette

particolare con fosfatidilserina.

alla proteina di associarsi alla membrana.

la PKC non risulta essere ancora attiva, ma essendo in prossimità della membrana

plasmatica, essa può interagire con il diacilglicerolo, il quale si va a legare nella zona

rappresentata da C1 e C2 rendendo così attiva la proteina.

→Quindi In maniera diretta o indiretta i prodotti di idrolisi della PLC sono richiesti

l’attivazione della PKC

per

Questa proteina una volta attiva agisce nei pressi della membrana (non è una proteina

→ →

transmembrana, ancorarata stabilmente È attiva in maniera transitoria finchè

permangono questi segnali. Quando DAG viene metabolizzato e Ca ritorna a valori basali

→ ritorno in conformazione inattiva.

La prova che questa PKC è rilevante deriva dal fatto che dopo la sua scoperta (anni 80) fu

dimostrato che molecole che funzionano da attivatori permanenti della PKC tramite

composti che erano noti nella sperimentazione perché erano in grado di promuovere la

trasformazione cellulare ESTERI DEL FORBOLO→ è un composto organico esterificati

→ →

con acidi grassi trattamento con questi composti in animali da lab ripetuto nel tempo

determinava insorgenza di tumori o accellerava la comparsa di tumori indotta con altri

metodi.

Quindi attivazione transitoria è un processo fisiologico, ma attivata in maniera permanente

→ avviare la cellula verso la trasformazione neoplastica.

UNA VOLTA ALL’INTERNO DELLA

MODALITA’ CON LA QUALE SI PROPAGA

→

CELLULA VEDI FILMATI SU YOUTUBE. Aumento del calcio lo si può osservare con

sonde fluorescenti.

MODALITA CON LA QUALE IL CALCIO SI PROPAGA

L’aumento del calcio comincia

- in una zona e si può

propagare come un onda. Esistono casi dove si ha un

aumento di calcio molto localizzato, che prende il

nome di blip

Quando l’aumento è un po piu diffuso è chiamato

-

soffio.

- Dipende dalal quantità, intensità con la quale viene

attivata la PLC e della quantità di IP3 che è

disponibile in specifici destretti e quindi una risposta

in termini di aumento di calcio che è variata.

A seconda quindi di come il calcio aumenta e di come

si propaga si hanno degli effetti molto diversi tra loro,

e questo permette di ottenere diverse risposte biologiche.

in risposta all’aumento di calcio:

Sistema di comunicazione Paragone tra modalità di

aumento di calcio nel muscolo scheletrico e nel muscolo cardiaco. →

MUSCOLO SCHELETRICO: in seguito ad uno stimolo esterno portato dalla sinpasi si

ha la depolarizzazione della membrana che si propaga lungo tutta la membrana e arriva fino

al tubulo T, a cui è collegato un canale voltaggio dipendente chiamato recettore

diidropiridinico (DHP) che è voltaggio sensibile, modifica la sua forma, ed essendo

direttamente attaccato al recettore/canale rianodinico modifica la conformazione anche di

quest’ultimo, il quale è il diretto responsabile del passaggio di calcio dal reticolo

sarcoplasmatico al citoplasma cellulare. Tale aumento di calcio nel muscolo scheletrico è

necessario ai fini della contrazione della fibra. QUINDI IL RILASCIO DI CALCIO NON

DIPENDE DA NESSUNA TRASDUZIONE DEL SEGNALE MEDIATA DA

MOLECOLE CHE SONO MESSAGGERI (TRASDUZIONE CHIMICA) MA è UNA

TRASDUZIONE ELETTRICA (VAR DI POTENZIALE) CHE è RECEPITA DA UNA

PROTEINE CHE VIENE TRASMESSA AD UN'ALTRA PROTEINA→ porta ad un

rapido aumento di calcio nella cellula.

MUSCOLO CARDIACO: In altre cellule che sono cellule eccitabili, come per esempio le

fibre cardiache non avviene esattamente questo, infatti vediamo che il recettore DHP non è

direttamente attaccato al recettore rianodinico, e quello che succede è che quando c’è la

e un po’ di calcio

depolarizzazione della membrana il DHP cambia la sua conformazione

entra dall’esterno, cosa che non avviene nel muscolo scheletrico dove non vi influsso

→

dall’esterno di calcio quindi il DHP funziona da vero e proprio canale. Questa entrata di

calcio dall’esterno non è sufficiente a generare la contrazione delle fibre, e anche il qui il

grosso è rappresentato dall’efflusso di calcio dal reticolo sarcoplasmatico, e questo

ovviamente comporta che il canale rianodinico debba essere aperto. L’apertura del canale

del calcio entrato dall’esterno.

rianodinico, in questo caso è dovuta all’azione

→

Nel muscolo scheletrico aumento di calcio dipende soltanto dalla liberazione di calcio

dalle riserve del reticolo sarcoplasmatico. In questo meccanismo di aumento della

→Fosfoliapsi

concentrazione di calcio non c’è nulla che riguarda IP3 E FOSFOLIPASI C C

ha impatto su tutti i tipi di cellule tranne sul muscolo scheletrico.

L’aumento del calcio, rilevante per l’attivazione della fosforilasi chinasi (perché ha una

→ →

molecole di calmodulina) attivazione di glicogeno fosforilasi glicogenolisi e quindi

attivazione metabolismo.

Il recettore IP3 e recettore rianodinico sono selettivi per lo ione calcio: è stato dimostrato

negli anni che entrambe queste proteine sono regolabili in maniera analoga: anche il

recettore IP3 può essere aperto da ioni Ca presenti nell’intorno ad alte concentrazioni: è uno

dei meccanismi che favorisce la propagazine dell’onda di calcio a livello intracellulare. La

modulazione dello stato di apertura del canale esercitata dal calcio è un aspetto che è valido

per entrambi i recettori→ quindi si assomigliano perché modulabili dal calcio. La differenza

è che il recettore IP3 dispone del ligando inositolo IP3 che legandosi apre il canale. In questi

→

anni è stato dimostrato che c’è un composto ADP ribosio

→

ciclico cADPR una molecola di NAD viene scissa staccando

la nicotinammide e successivamente viene ciclizzata si forma

→

dal coenzima pirimidinico che è NAD funziona da ligando

→

dei recettori rianodinici quindi anche questi possono essere

regolati dal ligando nel