T5, Inositols fosfat i altres lípids de membrana (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Rovira y Virgili (URV)
Grado Bioquímica y Biología Molecular - 2º curso
Asignatura Senyalització i control del funcionament Cel·lular
Año del apunte 2014
Páginas 8
Fecha de subida 31/03/2015
Descargas 22
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 5 Inositols fosfat i altres lípids de membrana Majoritàriament el component següent a les proteïnes G són les fosfolipases C.
S’encarrega d’hidrolitzar fosfolípids de membrana, el fofatidilinositol (PIP) Aquests hidrolitzats formen dos unitats on cada un activa una part de la cascada: - El inositol-P activa canals de Ca2+.
- El diacilglicerol activa una proteïna quinasa.
Els fosfolípids es localitzen a la membrana plasmàtica pel seu caràcter amfipàtic: Concretament com a grup variable, en el cap polar del fosfolípid tenim un anell de inositol (derivat de la glucosa).
Aquest grup inositol pot estar o no fosforilat en diferents posicions.
Fosfatidilinositols (Ptdlns = PP) La fofolipasa trenca l’enllaç que uneix el grup glicerol i el grup fosfat, donant un grup hidrofòbic (diacilglicerol) i un grup polar (inositol-P).
El diacilglicerol al ser hidrofòbic es queda enganxat a la membrana, i serà un segon missatger que dona senyal perquè augmenta la seva concentració, i passa la senyal a una proteïna quinasa C.
El inositol-P serà soluble i quedarà dins la cèl·lula podent moures, s’unirà a canals de Ca2+ del RE fent que s’obrint els canals i el Ca2+ de dins surti i activi la proteïna quinasa C.
Al final resulta que la proteïna quinasa C està molt activa.
Segons les característiques de la membrana, la seva composició, afecta a la funcionalitat del receptor, intervé a la senyalització, i a més pot subministrar substrats, molècules que son components de cascada.
El grup cap del inositol pot ser fosforilat de manera combinatòria en les posicions D-3OH,-4OH, -5OH de l'anell d'inositol, com s'indica en vermell.
PIP no són molt abundants en la membrana.
Es situen de manera asimètrica, i només es troben a la part interna de la membrana.
Es important que el PIP estigui situat en la part interna de la membrana perquè quan s’hidrolitza i s’obté el inositol ja queda dins la cèl·lula.
La forma més abundant del PIP és la que el inositol no es troba fosforilat. A continuació és la forma que està fosforilada en la posició 4.
Aquestes diferents formes es sintetitzen gràcies a quinases i fosfatases que permeten la interconversió entres elles.
Aquests enzims seran els fosfatidilinositol quinases/fosfatases.
Aquestes formes diferents de PIP actuen en la funcionalitat cel·lular.
Ja sigui interactuant amb proteïnes o fen de components de cascada.
La forma de substrat que actua en la cascada és la 4,5 difosfat, que genera els segons missatgers.
A més es important per l’estructuració del citoesquelet.
La forma trimèrica es troba en la cascada de la insulina i en la dels factors de creixement. (PDK) • PtdIns 4,5 P2: – DAG i InsP3 (segons missatgers) – Control de la formació del citoesquelet (interacciona amb proteïnes associades al citoesquelet) • PtdIns 3,4,5-P3: – Activació de la proteïna G monomèrica Rac – Activació proteïnes quinases que es coneixen com 3-phophoinositide-dependent kinase (PDK) Fosfolipasa C (PLC) Majoritàriament es activada per la subunitat α de la proteïna G.
Concretament per Gαq.
Si talla el enllaç que uneix el glicerol amb el fosfat es genera el inositol-P, i per tant es forma un inositol amb els fosfats que conté i amb un fosfat de mes (el de la posició 1 que prové del fosfolípid).
Tenim una família de fosfolipases diferents.
Totes catalitzen la mateixa reacció, però estan codificades per gens diferents i per tant són isoenzims diferents que tenen característiques diferents, que estan controlades de manera diferent i es troben localitzats en diferents llocs.
Per tant, cada família podrà estar regulada/activada de forma diferent, ja que tindrà cascades de senyalització diferents.
Activadors de fosfolipases C: Gαq, Ras, Ca2+, Tirosines quinases La fosfolipasa C conté 4 dominis: 3 reguladors: PH, EF, C2 1 catalític: el XY El domini PH es per on reconeix els lípids de membrana, per tant, ha d’estar unit a la membrana.
EX. Fosfolipasa C β Es activada per Gαq i per Gβγq, aquesta última s’uneix al domini catalític.
Al unir-se cada part de la proteïna G en zones diferents, permet una activació total.
Té activitat GTPasa, de alguna manera accelera la hidròlisi del GTP.
EX. Fosfolipasa C ɛ Tenen dominis d’unió per a proteïnes G monomèriques.
Diacilglicerols (DAG) Al estar format per 2 àcids grassos i un glicerol, no hi ha de un sol tipus, ja que no sempre estan formats pels mateixos àcids grassos.
La proteïna quinasa C és el component següent de la cascada.
És diu PKC perquè també s’activa per calci.
Els esters de forbol són emuladors del diacilglicerol, i per tant provoquen que s’activin les PKC.
Inositol 1,4,5 trifosfat (InsP3) i els seus metabòlits El seu component següent de cascada són els canals de Ca2+ del RE. Per tant, són canals de Ca2+ activats per lligand, aquest lligand és el inositol trifosfat.
L’activació dels canals provoca l’alliberament del Ca2+, que també actua com a segon missatger.
Aquests canals activats per lligand es poden anomenar receptors del inositol.
De inositols-P hi ha moltes formes, ja que pot estar fosforilat de moltes maneres, fins i tot pot haver pirofosfats.
1. Desactivar el InsP3 i per tant acabar el senyal 2. El nou InsP pot ser també un missatger 3. Generar inositol per a la seva incorporació a nous fosfatilinositols RESUM Es pensa que algunes de aquestes formes també tenen funcionalitat, regulant la funcionalitat cel·lular, i tenen components de cascada.
Per formar aquestes diferents formes de inositols hi haurà inositols fosfatases i quinases. D’aquetes fosfatases i quinases hi haurà moltes, ja que són molt especifiques. A més, dins la cèl·lula aquestes formes no es troben distribuïdes de forma homogènia.
Es pot utilitzar el inositol-P per regenerar el PIP, per això serà necessari formar el myo-Ins, la forma sense cap fosfat. Una vegada format el PIP amb el myo-inositol es fosforila formant les diferents formes. (Fosforilació a posteriori) El liti inhibeix inositol fosfatasa, per tant s’inhibeix el reciclat de inositol i es redueix la cascada de senyalització.
Al malalts de desordre dipolar, maníacs depressius, un tractament és sals de liti.
La forma ciclada del inositol fosfat, es genera a causa de l’acció de la fosfolipasa C sobre el mateix inositol. S’estudia si també es un segon missatger.
Altres lípids de membrana implicats en la senyalització  Tipus de fosfolipases Fosfolipasa D: talla pel cap polar (X), per tant, dona el cap polar + el diacilglicerol amb el grup fosfat.
Diacilglicerol fosforilat = ÀCID FOSFATÍDIC, i és un component de cascada important.
Fosfolipasa A: hidrolitza un àcid gras.
La A1 hidrolitza el primer àcid gras, i no té importància en els mecanismes de senyalització.
La A2 si que te importància, hidrolitza el àcid gras en la segona posició, i genera LISOFOSFOLÍPID.
 Fosfatidilcolina Es igual que el fosfatidilinositol, però en lloc de tenir inositol hi ha colina (base nitrogenada) La fosfolipasa C té poca acció.
Actuen més la fosfolipasa A2 i la D.
La majoria tenen en posició 2 àcid araquidònic (àcid gras, omega 6), que es precursor de eicosanoides , i pot actuar com a segon missatger.
Es bastant proinflamatori.
PLA2 Figura vermella = PLA2 Agafa la fosfotidilcolina.
Dona àcid gras + lisofosfotidilcolina Aquest àcid gras és l’àcid araquidònic, i el poden utilitzar enzims, com la COX, que l’oxiden.
Com a resultat de l’oxidació s’obté prostaglandines que provoquen inflamació.
Aquest enzim es pot activar de diferents formes. Mitjançant fosforilació i Ca2+.
PLD FOSFATIDILCOLINA El àcid fosfatidic és un segon missatger molt important que es queda a la membrana.
Provoca que la membrana canviï d’estructura, que es distorsioni permetent que es formin vesícules. A més, es capaç de controlar altres components de cascada.
Respiratory burst = cèl·lules del sistema immunitari que comencen a consumir molt d’oxigen per a produir radicals d’O.
 Esfingolípids Els fosfolipids que hem vist fins ara s’haurien d’anomenar glicerol fosfolípids.
La esfingosina és un alcohol molt llarg que conté Nitrogen, i se li pot unir un àcid gras.
ESFINGOSINA + ÀCID GRAS = CERAMIDA És l’estructura bàsica per a formar els esfingolípids CERAMIDA + FOSFAT + COLINA = ESFINGOMIELINA Pot haver esfingolípids que tenen com a cap polar un sucre. S’anomenen glucoesfingolípids.
ÀC. GRAS + ESFINGOSINA FOSFAT COLINA La esfingomielina es degrada per la ESFIGOMIELINASA donant lloc ceramida + colina-P.
La ceramida actua com a segon missatger.
La CERAMIDASA degrada la ceramida donant àcid gras + esfingosina.
La esfingosina pot ser fosforilada per l’enzim ESFINGOSINA QUINASA, generant esfingosina-1fosfat, que actua com a segon missatger.
Si la esfingomielinasa i la esfingosina quinasa donen segons missatgers, implica que han d’estar controlats per algun component de cascada i per tant han de ser components de cascada.
En el RE es sintetitza esfingosina a partir de serina i palmític. Del aparell de golgi surt la esfingomielina (SM) i es situa a la membrana.
La esfingomielinasa es activada per un receptor de membrana, però necessita una proteïna adaptadora anomenada FAN.
Hi ha tres tipus de SMasa: - Àcida, en els lisosomes: s’activa per radiacions o radicals d’oxigen (ROS) - Bàsica, en el sistema digestiu - Neutre, en la membrana plasmàtica La ceramida formada es queda a la membrana, i com que augmenta de concentració passa la senyal al component següent. El component següent pot ser diverses coses, sobretot quinases, i donen senyal de apoptosis. Per a degradar la ceramida hi ha la ceramidasa que dona esfingosina, i mitjançant la esfingosina quinasa s’obté esfingosina-1-P.
Aquesta Esfingosina-1-P ta pot anar lliure, ja que és un nou segon missatger. La esfingosina quinasa ha de ser controlada per una cascada, concretament es controlada per cascades de factors de creixement.
La esfingosina-1-P té transportador que la treu de la cèl·lula, i actua com una senyal, per tant té receptor, que pot fer-la tornar a entrar. El resultat de l’entrada de la esfingosina-1-P activa moltes proteïnes quinases, i donen senyal de supervivència.
Per tant, segons el nivell que hi hagi de ceramida i de esfingosina-1-P la cèl·lula morirà o proliferarà.
...