Receptores Celulares

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Receptores Celulares
Prof. Dr. Helotonio Carvalho
Unidade Curricular de Bioquímica Estrutural
UNIFESP – Campus Diadema
Diadema, 2º semestre de 2013
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Receptores Celulares
*
meio
extra-celular
receptor
domínio externo
meio
intra-celular
domínio transmembrânico
domínio interno
*
núcleo
receptor
ligante 
Receptores são proteínas que interagem com seus ligantes, 
ativando vias de sinalização intracelular, o que resulta em efeitos biológicos específicos.
vias de sinalização
efeitos biológicos
*
Peptídeos, neurotransmissores, aminoácidos, 
hormônios, drogas, etc..
Ligantes 
são substâncias capazes de ativar receptores
e desencadear efeitos biológicos
*
Vias de Sinalização 
são reações em cascata no meio intracelular, 
que traduzem os sinais extracelulares,
via ativação de segundos mensageiros. 
extracelular
intracelular
ligante
receptor
vias de sinalização
efeitos biológicos
Ativação 
de segundos mensageiros (moléculas pequenas que atuam como mediadoras)
*
 alteração no potencial de membrana
 dilatação/contração celular
 proliferação celular
 ativação/inibição de expressão gênica
 morte celular
 etc....
Efeitos Biológicos:
correspondentes ao tipo celular e à natureza do ligante
extracelular
intracelular
ligante
receptor
vias de sinalização
efeitos biológicos
*
Receptores Celulares
Existem 4 modelos estruturais propostos de receptores celulares:
1 – Receptores acoplados à Proteína G
2 – Receptores com Atividade Enzimática
3 – Receptores do tipo Canal Iônico
4 – Receptores Intracelulares
*
1 – Receptores acoplados à Proteína G
2 – Receptores com Atividade Enzimática
3 – Receptores do tipo Canal Iônico
4 – Receptores Intracelulares
1
O receptor ativa uma proteína 
localizada na membrana (proteína G)
para retransmitir os sinais 
ao interior da célula e gerar efeitos biológicos 
G
núcleo
*
1 – Receptores acoplados à Proteína G
2 – Receptores com Atividade Enzimática
3 – Receptores do tipo Canal Iônico
4 – Receptores Intracelulares
1
2
O receptor sofre autofosforilação
ou fosforila um substrato, 
dando início à sinalização
P
S
S
P
núcleo
*
1 – Receptores acoplados à Proteína G
2 – Receptores com Atividade Enzimática
3 – Receptores do tipo Canal Iônico
4 – Receptores Intracelulares
1
2
3
O receptor permite a passagem
de determinados íons,
alterando o potencial de membrana e
gerando efeitos biológicos
núcleo
*
1 – Receptores acoplados à Proteína G
2 – Receptores com Atividade Enzimática
3 – Receptores do tipo Canal Iônico
4 – Receptores Intracelulares
1
2
3
O receptor localiza-se no citoplasma;
o complexo ligante-receptor 
migra para o núcleo
e regula a transcrição gênica
4
núcleo
*
Receptores acoplados à proteína G: 
Proteínas integrais que se inserem na membrana plasmática através de um feixe de 7 a hélices; 
A formação do complexo com o ligante se dá numa fenda extracelular; 
A proteína G liga-se à face citoplasmática do receptor
Utilizam vias sinalizadoras dependentes de segundos mensageiros (AMPc, GMPc, DAG (diacilglicerol), IP3 (inositol trifosfato), Ca2+, etc).
Proteína G = GTP-binding protein 
*
intracelular
extracelular
a
b
g
GDP
Proteína G
Estado de repouso: Proteína G ligada ao GDP
Heterotrímero abg está inativo
*
intracelular
extracelular
a
b
g
GDP
ligante
GTP
A ativação do receptor pelo ligante promove 
mudança conformacional na unidade a resultando na troca do GDP por GTP
*
intracelular
extracelular
a
b
g
ligante
GTP
propagação da
mensagem
efeitos
biológicos
A subunidade a se dissocia do complexo bg 
e ativa uma unidade efetora, iniciando 
cascatas de reações que resultam em efeitos biológicos
Unidade efetora
(2º mensageiro)
*
intracelular
extracelular
a
b
g
ligante
GTP
GDP
hidrólise
A hidrólise de GTP em GDP 
desfaz o complexo subunidade a / unidade efetora
Unidade efetora
*
intracelular
extracelular
a
b
g
GDP
A proteína G se liga novamente ao GDP, 
até a próxima ativação pelo ligante
*
Subtipos de Proteínas G
A expressão de subtipos de Proteína G varia de acordo com o tecido, 
a espécie animal e as funções celulares.
Exemplos:
*
Exemplo de Receptor Acoplados à Proteína G
Receptor b adrenérgico no nódulo sino-atrial, no átrio direito do coração
(geração de impulso elétrico – regulação de frequência cardíaca)
ATP
AC
AMPc
Proteínas quinases
Ativação de canais iônicos
Alteração de potencial de membrana
Geração de impulso
Aumento de frequência cardíaca
*
2) Receptores com atividade enzimática: 
 Receptores que possuem atividade enzimática intrínseca, 
também chamados receptores do tipo proteína-quinases
- Sofrem auto-fosforilação ou promovem fosforilação 
de proteínas efetoras na superfície interna da 
membrana plasmática
Alvo mais comum: tirosina > serina > treonina
São considerados receptores e efetores, pois já iniciam 
a sinalização diretamente a partir de sua ativação pelo ligante
*
efeitos biológicos
substrato
(proteína efetora)
intracelular
extracelular
proteína efetora
ligante
*
Exemplo de Receptor com Atividade Enzimática
Receptor de Insulina
(captação de glicose )
cascata 
de fosforilações
enzima
enzima
insulina
tirosina
Translocação
do carreador
GLUT-4
para a
membrana
GLUT-4
glicose
intracelular
extracelular
*
3) Receptores do tipo Canal Iônico: 
- Constituídos por várias subunidades transmembrânicas
que delimitam um canal iônico específico. 
- O influxo ou efluxo iônico altera o potencial de membrana,
gerando efeitos biológicos (não há disparo de via sinalizadora).
extracelular
intracelular
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
*
Exemplo de Receptores de Canais Iônicos
A abertura destes canais despolariza a membrana, o que tem papel primordial na transmissão de impulsos nervosos para neurônios e células musculares.
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4) Receptores de Ação Nuclear: 
Ação independente de receptores de membrana
Ligantes são lipossolúveis e passam pela membrana plasmática formando complexos com o receptor 
no interior da célula
Ligantes normalmente são hormônios
O complexo vai para o núcleo e liga-se a sequências específicas do DNA regulando a transcrição gênica (não há disparo de via sinalizadora no citoplasma).
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Ligante
(lipossolúvel)
Complexo
ligante-receptor
núcleo
Regulação
de transcrição
gênica
Expressão de proteínas
*
Exemplo de Receptores de Ação Nuclear
Receptores de Cortisol 
Regulam a expressão de várias proteínas envolvidas no controle metabólico:
Metabolismo protéico
Metabolismo de carboidratos
Metabolismo lipídico
*
Qual a diferença entre receptores e outras proteínas presentes na membrana celular?
O que determina o mecanismo de ação dos receptores?
Ligantes podem atravessar a membrana citoplasmática? De que forma alguns hormônios conseguem atravessar a membrana? 
A glicose pode ativar receptores?
Explique a ação nuclear decorrente da ativação de receptores hormonais.
Em receptores acoplados à proteína G, o que faz com que a subunidade α ative a 
unidade efetora?
8. O que determina o final da ativação de um receptor?
9. O mesmo ligante pode ter diferentes ações em diferentes células? Justifique.
10. O que são vias sinalizadoras?
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