Farmacologia

MODELLO STRUTTURALE E STRATEGIE DI ATTIVAZIONE

La sequenza amminoacidica attraversa 7 volte la membrana plasmatica e per questo vengono anche chiamati recettori a 7 domini trasmembrana.

La terminazione NH2 è extracellulare, la COOH è intracellulare.

Nella frazione N-terminale ci sono diversi siti di glicosilazione extracellulari, nella frazione citoplasmatica abbiamo la G proteina e nella frazione COOH abbiamo siti difosforilazione da parte di chinasi che rendono conto del cross-talk con altri tipi di recettori.

I recettori della rodopsina presenti nelle cellule della retina vengono attivati dalla luce, infatti l'agonista di questi recettori sono i fotoni della luce che attraversano la membrana e attivano le sette anse che portano all'attivazione della proteina.

La maggior parte dei neurotrasmettitori hanno sito di legame che richiedono l'interazione con parte delle zone trasmembrana.

I peptidi e le citochine invece interagiscono con le anse.

extracellulari.-gli ormoni glicoproteici interagiscono con la terminazione NH2 e in parte con quella extracellulare.-il glutammato richiede il ripiegamento della porzione N terminale.-la trombina taglia la frazione NH2 che si ripiega sul recettore e lo attiva.

TRASDUZIONE DEL SEGNALE DA PARTE DELLE PROTEINE G

IL CICLO DELLE PROTEINE G

Il primo passaggio è il reclutamento e l'attivazione delle proteine G. Il ciclo è comune a tutti i recettori a 7 domini trasmembrana.

La G proteina è formata da tre subunità: alfa, beta e gamma. La subunità alfa nello stato inattivo lega il GDP. Quando arriva il ligando si ha un cambio conformazionale che permette l'interazione delle anse con la proteina G. L'attivazione della proteina porta alla fuoriuscita della GDP e ingresso di GTP che attiva le subunità della proteina G, la subunità alfa si stacca dal complesso beta-gamma che può attivare altri effettori intracellulari.

Per spegnere il

segnale esistono proteine RGS che aumentano l'attività GTPasica della subunità alfa che quindi viene spinta ad idrolizzare GTP in GDP. Questo permette diriunire il trimero e che il sistema ritorni nello stato inattivo. TRASDUZIONE DEL SEGNALE DA PARTE DELLE PROTEINE G: GLI EFFETTORI Non solo la subunità alfa attiva secondi messaggeri, ma anche le subunità beta e gamma. - Sull'adenilato ciclasi agiscono le proteine alfa-s (stimolatorie) e alfa-i (inibitorie). - La subunità alfa-q è responsabile dell'attività sulla fosfolipasi-C. - La subunità alfa-12 è bersaglio di Rho GEP ovvero il fattore di scambio di nucleotidi guanilici per la GTP-asi Rho. Tra gli effettori della subunità beta-gamma sono importanti le proteinchinasi che fosforilano gli stessi recettori di membrana perché sono importanti per desensibilizzare l'attività del recettore. SISTEMA DELL'ADENILATO CICLASI Il primo sistema ditrasduzione delle proteine G è quello dell'adenilato ciclasi, un enzima ancorato alla membrana con la parte attiva verso il citoplasma. Possiede due domini C1 e C2 responsabili dell'interazione con alfa-i e alfa-s. Con il legame C2 e alfa-s, si ha attività stimolatoria, che porta a una variazione conformazionale e quindi attivazione dell'enzima per cui l'enzima utilizzando ATP produce CAMP che avrà i suoi effetti su una chinasi. Molti farmaci interagiscono con recettori stimolatori sull'adenilato ciclasi come i recettori adrenergici, o recettori inibitori come adrenergici alfa-2 e dopaminergici D-2. Come si genera CAMP attraverso ATP: perdita di un gruppo pirofosfato attraverso l'enzima adenilato ciclasi. I fosfodiesterasi interrompono la produzione di CAMP che attraverso l'ingresso di una molecola d'acqua scindono il legame ciclico e generano AMP. CAMP esercita come secondo messaggero la maggior parte delle sue azioni nel.citoplasma attraverso l'attivazione di una chinasi camp-dipendente chiamata PKA. La PKA è costituita da 4 subunità: due regolatorie R e due catalitiche C, che in condizioni di riposo si mantengono in uno stato inattivo. Quando il camp si lega alla subunità regolatoria, libera la subunità catalitica che agisce su vari substrati inserendo un gruppo fosfato che viene preso da una molecola di ATP. FUNZIONI CELLULARI CONTROLLATE DALL'ATTIVAZIONE DELLA PROTEIN CHINASI CAMP DIPENDENTE: reazioni metaboliche; attività canali ionici; trascrizione di geni specifici; attività cardiaca; rilassamento cellule muscolari lisce; secrezione; differenziamento e proliferazione. EFFETTI METABOLICI IMMEDIATI: per esempio attivazione della lipolisi, riduzione di sintesi del glicogeno, aumento catabolismo glicogeno. È la PKA che attiva o inattiva altri enzimi fosforilandoli su siti specifici. RISPOSTA LENTA REGOLATA DA CAMP Non risponde solo ad azioni rapide,ma media anche risposte più lente che prevedono la sintesi di proteine o il loro blocco -> effetto sulla trascrizione genica.

La PKA attiva può entrare nel nucleo cellulare attraverso dei pori sulla membrana nucleare e agire per fosforilare dei fattori di trascrizione. La loro attivazione porta allatrascrizione della proteina codificata per questo gene.

La PKA fosforila le proteine CREB e aumenta la sua affinità per il complesso definito PIC (pre-initiation complex) che si trova sul sito di inizio trascrizione del gene bersaglio, dando via alla trascrizione che culminerà nella sintesi delle proteine relative.

AMPLIFICAZIONE DEL SEGNALE: con un segnale si possono controllare molte attività della cellula. È anche possibile il cross-talk, ovvero il dialogo tra vari sistemi recettoriali per attivare altri recettori.

SISTEMI DI REGOLAZIONE DEI SEGNALI MEDIATI DA CAMP

Fosfodiasterasi: idrolizzano il camp in 5' AMP e il segnale viene

spento.Fosfatasi: tolgono gruppi fosfato inseriti sul substrato dalle PKA.AKAP: controllano la localizzazione e le caratteristiche dei segnali mediati dalla PKA.FARMACI CHE INTERAGISCONO CON SEGNALI MEDIATI DA CAMP:Metilxantine: sono broncodilatatori perché inibiscono le Fosfodiasterasi e quindi aumentano i livelli del camp.FARMACOLOGIA Pagina 11Metilxantine: sono broncodilatatori perché inibiscono le Fosfodiasterasi e quindi aumentano i livelli del camp.Milrinone e amrinone: stesso effetto delle metilxantine utilizzate per insufficienze cardiache.RUOLI DEL CAMP INDIPENDENTI DALLA PKAI nucleotidi ciclici possono attivare direttamente recettori ionici portando al flusso di cationi come Na+, K+ e Ca2+ che si chiamano canali ligando-operati della terza classe.MECCANISMO DI ATTIVAZIONE DELLE FOSFOLIPASI CSoprattutto la beta. Alcuni recettori sono accoppiati a proteine G con la subunità alfa che viene attivata dal GTP, che attiva la fosfolipasi C portando alla

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calcio.L'effetto finale è diverso, nonostante il meccanismo sia lo stesso, a seconda che il target si trovi nel fegato, nel pancreas, nella muscolatura liscia o sulle piastrine.

INTERAZIONE DEI RECETTORI ACCOPPIATI ALLE PROTEINE G CON ALTRE PROTEINE

• PROTEINE GASP: si associano ai recettori oppiodi, cannabinoidi e li spingono verso la degradazione nei lisosomi, portando spegnimento del segnale.
• PROTEINE HOMER: si legano a una sequenza ricca in prolina '5 terminale intracellulare di alcuni sottotipi di recettori del Glu, determinando la localizzazione in aree specifichesulle spine dendritiche.
• PROTEINE AKAP: legano la PKA rendendo più efficiente l'attivazione recettoriale dopo stimolazione.
• PROTEINE RGS: accelerano l'attività GTPasica della subunità alfa e quindi portano a spegnere il segnale rapidamente.
• PROTEINE TRASMEMBRANA RAMP 1,2,3: sono in grado di interagire con il recettore per la calcitonina e questo fa sì che cambi il

ligando che può essere legato dal recettore della calcitonina.

Il recettore della calcitonina legato a RAMP1 riconosce il CGRP che viene rilasciato da vari stimoli da terminazioni nervose nelle prossimità dei vasi. Il recettore CLR-RAMP1 è espresso a livello dell'endotelio vasale dove attiva sia la PLC che l'adenilato ciclasi e l'ossido nitrico agisce sulla cellula muscolare liscia portando a una inibizione della contrazione.

La via di segnalazione nella quale il CGRP è maggiormente coinvolto è la via di segnalazione del dolore, soprattutto nella trasmissione a livello del ganglio trigemino e del sistema trigemino-spinale che controlla il dolore e soprattutto il dolore emicranico. Si ha produzione di NO e potenziamento dell'attività neuronale, quindi contribuisce a indurre dolore soprattutto emicranico.

QUINDI:

-REGOLANO IL TRAFFICO INTRACELLULARE E LOCALIZZAZIONE DEL RECETTORE -> GASP, HOMER

-MODULANO LE PROPRIETA'

FUNZIONALI DEI RECETTORI -> AKAP, RGS, RAMPESEMPI FARMACI AGONISTI O ANTAGONISTI DEL CGRP: farmaci antipertensivi, farmaci antiulcera, farmaci antiemicranici, farmaci antiasmatici. FARMACOLOGIA Pagina 12 RECETTORI TIROSINO-CHINASICI PER I FATTORI DI CRESCITA ECITOCHINE Mercoledì 2 febbraio 2022 16:36 I fattori di crescita sono proteine di piccole dimensioni che stimolano la proliferazione, la sopravvivenza cellulare, il differenziamento e la motilità cellulare. Quindi fungono da stimolatori, ma possono agire anche da inibitori come ad esempio il TFG-beta e dunque dipende dalle caratteristiche di ciascun fattore di crescita. -NGF: stimola la sopravvivenza neuronale e la crescita degli assoni. -EGF: stimola la proliferazione di vari tipi cellulari. -VEGF: stimola l'angiogenesi. EFFETTI TIROSIN-CHINASICI PER I FATTORI DI CRESCITA L'estremità N terminale è extracellulare e lega il ligando mentre l'estremità C terminale è intracellulare cherappresenta il dominio catalitico. Si chiamano tirosin-chinasici perché hanno un'attività chinasica, ovvero sono in grado di aggiungere gruppi fosfato su residui di tirosina e loro stessi presentano residui di tirosina. Il meccanismo chiave di attivazione di questi recettori è la transfosfo