Biologia cellulare - Appunti

RHO: Rho sono GTPasi monomeriche

Rho tendono ad essere citoplasmatiche. Le GTPasi Rho hanno i loro fattori di regolazione, infatti ci sono i rho-GEF (80) e rho-GAP (70). Come ras, media il trasporto nella cellula di segnali extracellulare. Media segnali che determinano adesione, migrazione, cambiamento di forma della cellula. Quindi hanno come bersaglio filamenti di actina, di microtubuli, il citoscheletro interagendo anche con le vie metaboliche della cellula. Ad esempio, le efrine agiscono su RTK. Efrine (matrice cellulare o membrana cellulare di un'altra cellula) legano il recettore Eph. In questo caso efrine guidano l'assone in posizione corretta verso il suo bersaglio. L'assone si muove col cono di crescita per cercare la direzione corretta, attratto da chemochine e con fenomeni di repulsione mediato la ephA1 che indica il campo da non invadere (in quella zona il cono si ritrae). Recettore che sta sul cono di crescita quando tocca l'efrina A1, fa collassare il cono che

continuerà a crescere in altre direzioni. Recettore attivato attiva la tirosina chinasi citoplasmatica (non sfrutta la sua intrinseca). La chinasi attiva efexina che è un rho-GEF che attiva la GTPasi monomerica cioè Rho. Rho è citoplasmatica. Rho sono mantenute legate a GTP grazie alla presenza di GDI che mantiene rho inattivo. Efexina è attivata e sgancia GDI per avere Rho attivo. Rho attiva la contrazione immediata da miosina nella zona sottostante allasegnalazione. Si ha contrazione mediata da miosina dei filamenti di actina e collasso del cono di crescita. rho-GEF danno la specificità. Fosfoinositide 3 chinasi: nei residui tyr740 e 751 creano siti di attacco per la molecola di segnalazione, fosfoinositide-3-chinasi(PI3K). PI3K ha domini SH2 che riconoscono i siti fosforilati. Essa produce una segnalazione che impatta sulla via dei fosfoinositidi. La fosfolipasi C a partire da fosfoinositide 4,5-bisfosfato produce diacilglicerolo e inositolo-3-P.

PI 4,5-P2 è prodotto da delle chinasi tramite la progressiva fosforilazione del fosfatidilinositolo. L'attivazione dell'enzima da parte degli RTK porta alla produzione di altre molecole perché l'enzima può aggiungere in posizione 3 un gruppo fosfato. Se lo aggiunge al fosfoinositolo forma il PI-3-P. Se lo aggiunge al fosfoinositolo mono fosfato in posizione 4 si forma PI-3, 4-bifosfato. Se lo si aggiunge a PI-4, 5-bifosfato ottengo il PI- 3, 4, 5 – trifosfato ed è visto come molecola di ancoraggio. È riconosciuto da diverse molecole che lo interpretano come una fosfo-tirosina. È un fosfolipide che sta in membrana.

Fosfoinositide trifosfato è riconosciuto dai domini PH (dominio simil plecstrina). Fosfoinositidi sono ancorati a una serie di proteine che gli stanno intorno e aiutano il dominio PH ad ancorarsi nel punto giusto per poi portare il segnale a valle. La segnalazione è come per SH, dato che PH lega il

dominio fosforilato che in questo caso è quello dell'inositide. La via di segnalazione è interrotta grazie a fosfatasi dei fosfoinositidi.

In molti tumori, la fosfatasi PTEN è mutata.

PI3K è dimerica: una parte specifica per la molecola di regolazione che innesca l'attività e un dominio catalitico. La proteina si attiva quando il dominio regolatorio è innescato da vie di segnalazione. Ce ne sono due:

1. via di segnalazione dell'RTK. Recettore RTK agisce sulla PI3K 1A. 1A perché è ingaggiato da domini SH2, viene riconosciuto quando è fosforilato su domini che contengono tirosine
2. recettore GPCR agisce su PI3K 1B grazie alla componente beta-gamma. Beta-gamma si lega al monomero regolatorio del dimero PI3K 1B e la attiva. Due vie di segnalazione diverse possono essere integrate per dire alla cellula cosa fare.

Un bersaglio a valle della segnalazione è dato dalla AKT chinasi. Recettore si attiva. Attiva la PI3K.

Formando il fosfoinositide trifosfato. È riconosciuto dai domini PH delle proteine AKT oppure PDK1 (chinasi con attività serina treonina). Esse hanno domini PH che riconoscono PI-3,4,5-trifosfato. Le due proteine si agganciano in concomitanza dell'altra. Le due proteine sono di fianco: PDK1 fosforila AKT che può diventare substrato per fosforilazione in un altro sito di mTOR. mTOR vive in mega-complessi poliproteici: mega-complesso 1 e 2. In questa via mTOR è nel complesso 2 in quanto c'è la proteina Rictor che lega mTOR. Nel complesso di tipo I c'è Raptor. mTOR nel complesso 2 fosforila AKT nel suo altro sito. AKT è il bersaglio di due fosforilazioni. Quando è fosforilata in entrambi i siti, si sgancia e perde affinità per fosfoinositide trifosfato, si sposta nel citosol ed è attiva. AKT fosforila molti bersagli. Spesso AKT spegne la funzione del bersaglio. Il bersaglio di AKT attivata è Bad per fosforilazione.

Bad è un inibitore dell'inibitore dell'apoptosi. Bad perde affinità per la proteina che inibisce l'apoptosi, così rimane nel citoplasma inattivo. Si attiva la proteina della Bcl2 che va a inibire l'apoptosi, quindi si ha la sopravvivenza.

Complesso mTOR 2 attiva Rho che attiva la mobilità del citoscheletro. Sopravvive una cellula che attiva la migrazione. Questo processo è alla base della colonizzazione delle fibre del sistema nervoso centrale e della loro mielizzazione.

Complesso mTOR 1 ha come partner raptor. AKT ci può interagire perché colpisce l'attività del complesso. Senza il fattore di crescita, la via di segnalazione di mTOR 1 porta la Rheb-GAP. Tsc2 attiva è una GAP che tiene Rheb inattivo cioè legato al GDP. Rheb senza fattori di crescita è costitutivamente inattiva. Il bersaglio della via sarebbe mTOR1, ma essendo inattiva anche mTOR1 rimane inattivo. Con i fattori di crescita,

AKT attiva fosforila Tsc2 e blocca l'attività della GAP. Tsc2 non tiene inattivo Rheb che lega GTP e ha come substrato mTOR che si attiva. Così si ha crescita cellulare, formazione di ribosomi, sintesi proteica, aumento del metabolismo. La via di segnalazione è complessa e in essa si integrano: sopravvivenza, migrazione, sintesi proteica, proliferazione, produzione di proteine.

Recettori legati a JAK e STAT: Esistono recettori che usano una attività tirosinachinasica non intrinseca, ma usano molecole associate con attività tirosina chinasica. La classe di recettori più famosa è associata alle proteine Jak. Jak sono associate faccia contro faccia. Ci sono quattro forme di Jak: Jak 1, 2, 3 e Tyk2. I recettori sono denominati recettori delle citochine, infatti si vede come una citochina attiva il recettore. L'interazione con il ligando favorisce l'avvicinamento di due molecole di recettore che portano associate una Jak (dimerizzazione).

Avvicinamento delle Jak porta un fenomeno incrociato di trans-fosforilazione: laJak fosforila quella del recettore che si sta accoppiando. Aumento la loro attività fosforilasica, ciascuna Jakfosforila un residuo amminoacidico presente nel terminale citoplasmatico del recettore. Così si crea un sito di attracco per le proteine STAT. Le STAT hanno un dominio di riconoscimento SH2 (moduli su molteproteine che riconoscono tirosine fosforilate in un certo contesto amminoacidico). La parte citoplasmaticadel recettore fosforilata funge come sito di riconoscimento e legame per un dominio SH2 delle STAT. LeSTAT si legano al dominio e poi vengono fosforilate su tirosina. Ciascuna STAT si stacca dal recettore e siforma un dimero di STAT fosforilate. Il dimero entra nel nucleo e fa da fattore di trascrizione per i genicollegati a questa via. A partire da un segnale di membrana si può influenzare la trascrizione della cellula,generando proteine che possono attraversare la

regolazione della risposta immunitaria. La loro azione di solito è locale. Hanno una vita media di pochi minuti (autocrino o paracrino) ma anche di alcune ore. Alcune citochine possono invece agire in modo endocrino. Hanno meccanismi di azione: pleiotropismo (diverse funzioni), ridondanza (stessa funzione), sinergia (per avere un'attività finale ne servono tante) e antagonismo. Ormoni che usano i recettori associati a JAK e STAT sono prolattina e ormone della crescita. Esistono anche dei recettori che non hanno attività tirosina chinasi intrinseca, ma sono associati a proteine che la hanno. Ad esempio ci sono recettori associati a proteine src e a tirosina-chinasi citoplasmatiche che sono attivate in presenza di adesione cellulare, sono dette FAK. Recettori con attività serina-treonina chinasi hanno attività chinasi su residui di serina o treonina. Sono recettori che riconoscono serina o treonina per trasferire il gruppo fosfato. Sono recettori associati alla

attività serina-treonina chinasi. Quando il segnale fa avvicinare i quattro