Biochimica metabolismo 1

CHINASI CALMODULINA DIPENDENTE DI TIPO IIEF- HAND

La cui struttura contiene 2 α-eliche, una parte centrale che contiene i residui legando il calcio hanno un cambiamento conformazionale della proteina che le porta ad essere più ordinate.

CALMODULINA ha regione disordinata e 4 EF-HANDS a cui si legano un totale di 4 ioni calcio, cambiamentoà conformazionale che la attiva.

La calmodulina è associata: - alla miosina che traduce ATP in movimento meccanico - alla pompa calcio-ATPasi associata alla membrana plasmatica per escludere gli ioni calcio dal citosol portandoli verso l'ambiente extracellulare. Si attiva come ATPasi solo quando la concentrazione intracellulare dello ione aumenta in seguito a qualche evento di trasduzione del segnale.

CHINASI CALMODULINA DIPENDENTE DI TIPO II regola: - metabolismo di molecole combustibili - la permeabilità ionica della cellula serve al passaggio dei segnali elettrici lungo i circuiti.

neuronalià• la sintesi e il rilascio di neurotrasmettitori per la connessione dei neuroni

La calmodulina è una molecola che rende calciodipendenti in maniera indiretta la pompa calcio ATPasi e CaM chiansi II= entrambe non hanno modo di legare direttamente lo ione e vengono attivate dal calcio in modo indiretto, attraversol’azione della calmodulina.

La chinasi calmodulina dipendente di tipo II è un omoesamero le cui 6 catene polipeptidiche sono tenute insieme inmodo stabile.

Quando un segnale extracellulare induce nell’ambiente citosolico un aumento di calcio questo si lega alla calmodulinainattiva attivandola in modo tale che passi ad una conformazione più organizzata che acquisisce affinità per lesubunità della CaM chinasi II, di conseguenza 6 molecole di calmodulina vanno ad interagire con le 6 subunità dellachinasi, la quale si attiva.

Il calcio può subirne l’influenza per mezzo della calmodulina che viene

modificata dal legame con il calcio e va poi ad interagire con la proteina, NON si lega alla CaM chinasi II perché non ha residui per interagire. La chinasi attiva è capace di fare una autofosforilazione e altre proteine utilizzando ATP. Quando le concentrazioni di calcio sono basse si stacca dalla calmodulina, questa rimane parzialmente attivata finché dura la fosforilazione. Come fa la calmodulina che ha legato il calcio ad interagire? La forma strutturata si lega ad un'α-elica della subunità della CaM chinasi II che ha affinità per la forma organizzata della calmodulina. Se il calcio poi si stacca quando la sua concentrazione si abbassa, la struttura organizzata si disassembla e quindi si perde affinità tra la calmodulina e l'α-elica della chinasi. 17FURA2 permette di osservare le variazioni dello ione dentro la cellula viva. Questa molecola può legare il calcio tramite i suoi gruppi carbossilici cambiamento.proteina o molecola che svolge una funzione specifica. L'interazione tra la GTPasi attiva e l'effettore porta all'attivazione di diverse vie di segnalazione all'interno della cellula. Le superfamiglie di GTPasi, come ad esempio la famiglia delle RasGTPasi, sono coinvolte in numerosi processi cellulari, tra cui la crescita, la divisione cellulare e la differenziazione. Queste proteine agiscono come interruttori molecolari, passando da uno stato inattivo legato al GDP a uno stato attivo legato al GTP. Per passare dalla forma inattiva alla forma attiva, le piccole GTPasi hanno bisogno dell'azione di una proteina chiamata fattore di scambio dei nucleotidi di guanina o GEF. Questa proteina si lega alla forma inattiva della GTPasi, che è legata al GDP, e induce un cambiamento conformazionale che porta all'apertura della tasca che contiene il GDP. Questo permette il rilascio del GDP e l'entrata del GTP, che è presente in concentrazione maggiore nella cellula. Una volta che la GTPasi è legata al GTP, la proteina si richiude e perde affinità per la GEF, trovandosi così nella forma attiva. Questo significa che può interagire con un effettore, un'altra proteina o molecola che svolge una funzione specifica. L'interazione tra la GTPasi attiva e l'effettore porta all'attivazione di diverse vie di segnalazione all'interno della cellula.proteina e impedisce il rilascio del GDP, mantenendo così la proteina in uno stato inattivo. Per regolare l'attività della proteina, possono essere coinvolti anche altri fattori come i fattori di scambio del nucleotide guanina (GEF) e i fattori di scambio del nucleotide guanina inibitori (GDI). I GEF favoriscono lo scambio del GDP con il GTP, attivando così la proteina, mentre i GDI impediscono lo scambio del GDP con il GTP, mantenendo la proteina in uno stato inattivo. In conclusione, la regolazione dell'attività delle proteine GTPasi è fondamentale per il corretto funzionamento delle vie di segnalazione cellulari. L'interazione con proteine regolatrici come GAP, GEF e GDI permette di controllare l'attività della proteina e di adattarla alle necessità cellulari.proteina. Spesso le GTPasi lavorano a livello delle membrane a cui si legano. Esistono infatti modifiche post-traduzionali come la isoprenilazione e la mistirilazione che comportano l'aggiunta di determinati residui amminoacidici delle proteine citosoliche o di un acido grasso o di una catena isoprenilica ceranilceranile piuttosto che farnesile. Queste sono catene leggermente ramificate, simili ad acidi grassi, con proprietà idrofobiche che servono ad agganciare la proteina alla membrana. La GDI in questo caso ha quindi duplice funzione: - prevenire il rilascio casuale del GDP blocca la coda idrofobica coprendola fisicamente, in questo modo la proteina sta lontana dalla membrana su cui poi dovrà agire. Se in seguito la GEF viene attivata prevale sul GDI legato alla GTPasi e questo viene sostituito e resta citosolico. - se la GEF si lega, viene liberata anche la coda idrofobica in modo tale che la piccola GTPasi possa associarsi alla membrana, successivamente ci.sarà lo scambio di GDP per GTP e la piccola proteina potrà associarsi sia alla membrana che all'effettore e svolgere la sua funzione di trasduzione del segnale. ¹⁸TO SUM UP GDI è quindi quello di mantenere la proteina inattiva finché non interviene GEF. In una cellula se la proteina deve restare quiescente è associata al GDI e le sue GEF sono inattive, tuttavia se una GEF specifica si attiva questa ha un'azione prevalente su GDI che viene sostituito (ogni GEF può attivare una GTPasi per volta). La forma inattiva della proteina può quindi essere riconosciuta sia da GDI che da GEF, la forma attiva ha affinità per GAP, sono quindi tre le proteine diverse che regolano il ciclo delle piccole GTPasi ed ecco dunque la principale differenza tra le proteine appartenenti a questa superfamiglia e le Gα delle proteine trimeriche, a ciò si aggiunge il fatto che le piccole GTPasi sono piccole proteine globulari costituite dauna singola catena polipeptidica (non hanno analoghi delle catene β e γ) che si associa con l'effettore e con le proteine regolatrici.

• RAS: che hanno numerosissime GEF e GAP
• proteine multidominio
• regolano il ciclo delle piccole GTPasi
• legano anche reti molecolari svolgendo più funzioni contemporaneamente
• vengono attivate a valle di vie di segnalazione differenti.
• Avere tante GEF e tante GAP permette alla cellula di modulare contemporaneamente eventi complessi al suo interno.

Sono presenti più sottofamiglie:

• RAS: che comprende alcuni componenti che regolano la crescita cellulare
• RO: organizzano il citoscheletro quindi la migrazione e l'adesione; sono note per questa famiglia 80 GEF diverse e 70 GAP diverse
• ARF e RAB: traffico di vescicole tra gli organelli
• RAN: serve a regolare il trasporto di molecole che viaggiano tra nucleo e citoplasma.

EX: primo oncogene scoperto che

cicla secondo il meccanismo delle piccole GTPasi.

La forma non mutata di RAS riesce a legare GEF e GAP in modo alternativo, RAS mutata invece lascia accesa in maniera costante l'interazione con l'effettore e ciò causa una proliferazione cellulare incontrollata, la GAP ha ancora affinità con questa ma non riesce ad indurre un cambiamento conformazionale che stimoli l'attività GTPasica.

EX via del fattore di crescita dell'epidermide (EGF) è una molecola che si lega ad un recettore con attività tirosinchinasica chiamato EGFrecector, il cui cambiamento conformazionale attiva una via di traduzione del segnale che porta ad attivare una GEF chiamata SOS che è specifica per RAS, SOS si lega a RAS legata al GDP e ne induce l'attivazione quindi lo scambio con il GTP e questo stimola la proliferazione si interrompere l'assetto temporale corretto di una via di trasduzione del segnale.

I RECETTORI CON

ATTIVITÀ TIROSINCHINASICA IL RECETTORE PER L’INSULINAà

Hanno due metà identiche tra loro. Ognuna delle quali è un eterodimero αβ = sono eterotetrameri ognuno codificato da geni differenti.

Sono presenti 3 ponti disolfuro• uno per coppia di eterodimero che associa la subunità α alla sua β19• uno tra le due α dei due dimeriche stabilizzano il recettore.

Questi recettori sono proteine di transmembrana che fanno comunicare l’ambiente intra ed extracellulare• il ligando insulina induce un cambiamento conformazionale che si trasmette dall’ambiente esterno a quello interno• si modifica l’attività dei domini chinasici inattivati con recettore vuoto.• Inducendo l’attivazione di questi siti catalitici, gli spazi tra gli atomi che compongono il sito stesso devono essere ben localizzati = il cambiamento conformazionale che si trasmette attraverso la membrana in seguito al legame

del ligando possa ottimizzare i rapporti spaziali all'interno del sito catalitico i substrati abbiano una maggiore affinità e che il potere catalitico sia ottimale.

OGNI SUBUNITÀ HA UN'ATTIVITÀ TIROSINCHINASICA INDIPENDENTE = due enzimi distinti.

Le catene α contengono domini globulari con cui l'insulina ha affinità.

Ogni eterodimero è ancorato alla membrana attraverso un'α-elica idrofobica.

IL FUNZIONAMENTO DEL RECETTORE

1. L'insulina arriva nell'ambiente extracellulare
2. Si lega alle subunità α
3. Induce un cambiamento conformazionale che attiva gli enzimi che hanno attività chinasica
4. Sul recettore per autofosforilazione vengono aggiunti siti di fosforilazione in tirosina recettori con attività di tirosinchinasi l'evento di trasduzione del segnale iniziale che si propaga poi nella cellula con una cascata di reazioni
5. I siti di fosforilazione in

tirosina sono riconosciuti dai