SEGNALAZIONE CELLULARE Flashcards
COMUNICAZIONE CELLULARE- esempi e fasi
Comunicazione cellulare esempi e fasi: le cellule non sono unità distinte, bensì vivono in aggregati cellulari, ovvero i tessuti, che costituiscono loro volta organi. Vi è dunque la necessità che cellule diverse comunichino tra loro. La comunicazione cellulare è fondamentale per fare in modo che si svolgono alcuni processi importanti per lo sviluppo dell’organismo. Esempio di questi processi sono:
* Una combinazione di segnali extracellulari con obiettivo la sopravvivenza cellulare.
* segnali che indicano alla cellula di doversi a crescere per poi successivamente dividersi
* segnali che indicano alla cellula di dover compiere un differenziamento cellulare, ovvero la cellula si specializza al fine di svolgere un ruolo determinato.
* apoptosi: avviene invece quando tutti i segnali precedentemente accennati vengono a mancare. La cellula attiva un cosiddetto programma di suicidio che si attua nella morte cellulare programmata
Le fasi della segnalazione cellulare: la segnalazione cellulare è un evento decisamente complesso, che si compone di numerose fasi, prevede che la cellula riceve un segnale dall’esterno, che venga poi modificato all’interno della cellula in modo da produrre una risposta cellulare. Vi sono quattro fasi, che possono cambiare a seconda dei diversi tipi di segnali e di recettori. Generalmente li possiamo descrivere come:
1. Fase 1: invio del segnale. Ci deve essere una cellula in grado di produrre una molecola segnale, un esempio sono i neuroni che producono neurotrasmettitori.
2. il riconoscimento del segnale costituisce la seconda fase. Il riconoscimento avviene da parte di una proteina di membrana detta recettore situata sulla superficie della cellula.
3. Traduzione del segnale, fase 3. Una volta captato il segnale deve essere convertito da extracellulare a intracellulare. Essa richiede l’intervento di proteine di segnalazione e proteine effettrici. In primo luogo intervengono le proteine di segnalazione che agiscono a cascata. L’ultima proteina della cascata prende il nome di proteina effettrice in quanto la modifica della sua funzione induce una risposta cellulare.
4. fase 4: la risposta cellulare. La risposta cellulare consiste nel modificamento del comportamento o dell’attività cellulare, esempi sono l’alterazione dell’attività metabolica della cellula, o alterazione della sua attività genica quindi della trascrizione o alterazione della permeabilità della membrana.
5. maiuscolo importante: la risposta cellulare è avvenuta, è importante che il segnale venga terminato: si ha un sistema che traduce ininterrottamente il segnale che può portare ad alterazioni all’interno della cellula in caso contrario. Per evitare ciò si ha una serie di meccanismi che prevedono la terminazione del segnale
COMUNICAZIONE CELLULARE- INVIO SEGNALE- molecole segnale rilasciate da cellule specializzate
L’invio del segnale: varie sono le molecole segnale rilasciate da cellule altamente specializzate:
* Neurotrasmettitori: i neurotrasmettitori vengono rilasciati dai neuroni e si tratta principalmente di amminoacidi o altre molecole
* ormoni: possono essere di natura peptidica, come insulina e ADH, o lipidica, come gli ormoni sessuali e steroidei. La particolarità di queste molecole è che sono prodotte da ghiandole o tessuti per poi essere trasportate dal sangue per raggiungere cellule o tessuti bersaglio anche molto distanti
* citochine: molecole di natura proteica prodotte quasi esclusivamente da cellule del sistema immunitario, e utilizzate da queste stesse cellule per comunicare tra loro
* fattori di crescita: anche questi di natura proteica, sono segnali che inducono le cellule a crescere e hanno un ruolo importante sia nello sviluppo sia di organismi già formati per la riparazione dei tessuti punto sono tanti e altamente specifici
COMUNICAZIONE CELLULARE- tipi di segnalazione cellulare
Tipi di segnalazione cellulare: ci sono numerose molecole segnale con un raggio d’azione molto ampio e agiscono a distanza lunghe. Si possono classificare in diversi tipi di Segnalazione in base alla distanza su cui agiscono:
* Classe 1: distanze brevi
-segnalazione contatto dipendente: la molecola segnale è attaccata alla cellula che produce il segnale. La molecola segnale rimane attaccata alla cellula che la genera, senza essere rilasciata nello spazio intracellulare, successivamente verrà ricevuta da una cellula bersaglio che dovrà trovarsi a diretto contatto con essa.
Segnalazione tipica del sistema immunitario, in grado di esporre il segnale sulla loro superficie affinché venga riconosciuto
- paracrina: la molecola segnale viene secreta nello spazio extracellulare, si parla in questo caso di mediatore locale ovvero molecole che rimangono nelle immediate vicinanze della cellula che le ha prodotte. Vengono riconosciute da cellule bersaglio che si trovano nelle immediate vicinanze.
Una variante di queste molecole e detta autocrina: la cellula segnala se stessa, ovvero rilascia un segnale che viene riconosciuto da recettori espressi dalla stessa cellula che lo produce. Tipo di segnalazione particolare è rilevante per le cellule tumorali per produrre segnali che permettono alla cellula di autosostentarsi.
* classe 2: distanze lunghe
-segnalazione sinaptica: coinvolge le cellule neuronali, la cui caratteristica è la presenza di una radice assonale che rilascia una molecola segnale in corrispondenza di questa regione, che prende il nome di sinapsi o fessura sinaptica. In alcuni casi la sinapsi in cui viene rilasciata la molecola segnale può essere molto distante dalla cellula da cui è stata prodotta.
- segnalazione endocrina: caratteristica degli ormoni. Gli ormoni vengono prodotti da una cellula di partenza rilasciati all’interno del torrente circolatorio. Questo permette ha l’ormone di percorrere lunghe distanze e uscire dal torrente circolatorio in siti anche molto distanti da dove la molecola segnale viene prodotta ed essere qui riconosciuta dalle cellule bersaglio
COMUNICAZIONE CELLULARE- RICEZIONE DEL SEGNALE-
Ricezione del segnale: tutte le nostre cellule sono immerse in un ambiente extracellulare ricco di segnali, dunque è fondamentale che ogni cellula debba essere in grado di discernere quelli indirizzati a lei: per fare ciò deve possedere recettori specifici.
COMUNICAZIONE CELLULARE- RICEZIONE DEL SEGNALE- recettore definizione e tipologie
Recettore: si definisce recettore una proteina che possiede particolari caratteristiche e soddisfa i seguenti requisiti:
* Specificità: la caratteristica di questi recettori è di avere una tasca di legame in grado di accomodare solo una specifica molecola di segnale, che prende il nome di ligando punto la tasca consiste in una regione cellulare in grado di legare solo un ligando e non un altro con un rapporto chiave serratura
* alta affinità: il recettore deve essere in grado di riconoscere la molecola segnale anche quando è presente a basse concentrazioni, ovvero il recettore deve avere un’elevata affinità per la molecola segnale
* saturabilità: il recettore deve avere un numero finito di siti di legame per ligando, e non può legare molecole oltre una certa soglia punto quando c’è abbondanza di molecole segnale il recettore viene saturato
* reversibilità: il legame indicando recettore è un’interazione reversibile. Ogni volta che il segnale è stato trasmesso all’interno della cellula deve essere terminato e quindi legando I recettori si devono poter dissociare, proprio per il principio già citato nella descrizione delle fasi che caratterizzano la trasmissione cellulare.
* Accoppiamento: il recettore trasferisce un segnale da legando alla cellula
come già accennato precedentemente tutte le cellule del nostro organismo hanno a disposizione un set specifico di recettori sulla loro superficie che permette una selezione e una risposta mirata, grazie al riconoscimento di segnali in modo specifico. Considerando tipi cellulari diversi ritroveremo recettori diversi a soddisfare la necessità del riconoscerne segnali.
Tipi di recettori: I recettori sono numerosi e vengono generalmente classificati in gruppi sulla base delle somiglianze in termini strutturali e funzionali.
* Recettori di superficie: sono la maggior parte, in quanto la maggior parte dei segnali viene captata sulla superficie della cellula
gli stessi recettori di superficie possono essere divisi in sotto categorie
* recettori intracellulari: fanno parte di una piccola percentuale di segnali in grado di entrare all’interno della cellula.
COMUNICAZIONE CELLULARE- RICEZIONE DEL SEGNALE- A cosa è dovuto il fatto che una molecola segnale venga intercettata da un recettore di superficie piuttosto che uno intracellulare?
A cosa è dovuto il fatto che una molecola segnale venga intercettata da un recettore di superficie piuttosto che uno intracellulare? Dipende dall’anatomia della molecola segnale: se questa molecola segnale viene bloccata dalla superficie, oppure ha caratteristiche che le permettono di attraversare il doppio strato fosfolipidico entrando nella cellula:
ligandi idrosolubili: idrofilici, non riescono ad attraversare il doppio strato in quanto la loro natura chimica è incompatibile con la struttura idrofobica interna dello strato fosfolipidico. A questa categoria di molecole appartengono neurotrasmettitori ormoni e mediatori locali, che non riescono ad entrare nella membrana e hanno bisogno di recettori che si trovano sulla superficie
molecole liposolubili: in quanto tali riescono ad attraversare il doppio strato fosfolipidico. A questa categoria appartengono ormoni steroidei e tiroidei, che grazie alla natura idrofobica riescono ad attraversare la membrana cellulare e vengono riconosciuti da recettori presenti all’interno della cellula. Non vi sono esclusivamente recettori citoplasmatici, ma ne esistono anche dentro il nucleo. Un esempio di recettore liposolubile e il cortisolo, il cui recettore si trova all’interno della cellula. quando il cortisolo vi si lega induce un cambio con formazione nazionale per cui questo recettore entra nel nucleo e inizia a funzionare da attivatore o inibitore della trascrizione legando direttamente il promotore di alcuni geni specifici, attivandone o inibidendone la trascrizione. La maggior parte di questi recettori intracellulari citoplasmatici o nucleari agiscono da modulatori della trascrizione dei geni specifici. Prendendo per esempio un ormone tiroideo il suo recettore è una proteina di solito già legata al DNA e funziona dal regolatore della trascrizione: se legato al DNA ma senza l’ormone e un inibitore della trascrizione di quel genere specifico.
molecole che non hanno bisogno di essere riconosciute da recettori: un esempio ne è l’ossido nitrico, NO, un gas che in quanto tale riesce ad attraversare il doppio strato fosfolipidico riuscendo a passare da una cellula all’altra. Esso è un ruolo fondamentale all’interno del rilassamento del muscolo. La cellula che genera il segnale è una cellula endoteliale che riveste le pareti dei nostri vasi sanguigni insieme a un altro tipo cellulare, ovvero le cellule muscolari lisce responsabili della contrazione del rilassamento. Nel momento in cui la cellula endoteliale riceve il segnale, ovvero l’acetilcolina, attiva un enzima detto ossido nitrico sintasi, quindi un enzima che sintetizza l’ossido nitrico, che essendo di piccole dimensioni si riesce a diffondere al di fuori della cellula endoteliale riuscendo allo stesso tempo ad entrare nella cellula muscolare limitrofa. Nel momento in cui l’ossido nitrico si trova nella cellula muscolare si attiva un enzima chiamato guanilato sintasi, che produce un nucleotide ciclico, il GMP ciclico, uno dei principali segnali che inducono la cellula muscolare a rilassamento.
- SEGNALAZIONE TRAMITE RECETTORI DI SUPERFICIE- segnalatori che trasferiscono il segnale dalla membrana plasmatica alla risposta cellulare
- SEGNALAZIONE TRAMITE RECETTORI DI SUPERFICIE
In questa sezione verrà trattato il processo nel dettaglio dal riconoscimento del segnale alla risposta cellulare. Prima di affrontare tutto ciò è necessario illustrare i segnalatori che trasferiscono il segnale dalla membrana plasmatica fino ad arrivare alla risposta cellulare. Il disegno dei doni possono essere di due tipi:
* Secondo i messaggeri: piccole molecole in grado di diffondere rapidamente il segnale dal punto in cui sono generate al bersaglio. Sono definiti tali in quanto lì si vuole distinguere dalla molecola segnale che attiva il recettore, definita invece il primo messaggero. Sono solubili in acqua e diffusi nel citoplasma. Alcuni esempi sono l’AMP ciclico, il calcio. Esistono invece secondi messaggeri di natura lipidica come il diacilglicerolo. Una volta prodotti viaggiano nella cellula e si vanno a legare con proteine effettrici, le proteine finali di una cascata di segnale, che inducono la risposta cellulare.
* proteine G?: dette anche interruttori molecolari. Un esempio ne sono le piccole GTPasi, enzimi che possono legare e ironizzare il GTP e ciclare tra uno stato attivo o inattivo favorito o sfavorito da proteine GAP o GEF, o le proteine in grado di essere attivate o inibite da un processo di fosforilazione
Per specificare meglio:
- proteine chinasi e fosfatasi:
La cellula utilizza la fosforilazione in quanto necessita di un sistema veloce ed efficace senza l’utilizzo di macchinari complessi, e soprattutto deve essere facilmente reversibile dal momento che come già detto il segnale deve essere terminato subito dopo avere indotto la risposta cellulare.
Nella catena polipeptidica della proteina bersaglio son presenti siti specifici suscettibili di fosforilazione, ovvero accettori di un gruppo fosfato. La porzione che può essere fosforilata, acquista un fosfato grazie all’opera della chinasi: la catena cambia totalmente conformazione e da ripiegata di vento distesa. Il cambiamento conformazionale nei induce un cambiamento funzionale: generalmente la fosforilazione di una proteina viene associata alla sua attivazione ma ciò non è sempre vero ci sono infatti proteine che in seguito alla fosforilazione vengono inibite.
Il concetto alla base di questi processi di fosforilazione e che tutte queste proteine che funzionano a chinasi possano funzionare in cascata: dunque a partire dall’attivazione di un recettore da parte del segnale extracellulare si ha l’attivazione di una prima chinasi che va a sua volta fosforilare una proteina infettrice che si trova a valle nel processo. La proteina bersaglio della prima chinasi è molto spesso a sua volta una chinasi e può andare a fosforilare la proteina che si trova subito sotto nella cascata fino ad arrivare alla fine, alla proteina effettrice che effettivamente modifica l’attività della cellula che viene fosforilata e si attiva inducendo la risposta cellulare nella forma di processo metabolico piuttosto che attività trascrizionale.
Utilità del processo a cascata: al contrario di quanto possa sembrare è un processo molto efficiente anche dal punto di vista energetico, piuttosto che un processo singolo passaggio, in quanto garantisce l’amplificazione del segnale: la chinasi uno sarà in grado di fosforilare n molecole di chinasi 2 che a loro volta saranno in grado di fosforilare n chinasi 3. Come già accennato non tutti i processi di fosforilazione servono ad attivare bensì c’è la possibilità che la prima chinasi è attivata vada a inibire la proteina che si trova subito sotto, che a sua volta inibirà la proteina sottostante e così via. Sia un mix di fosforilazione attivatrici e inibitorie. E’ fondamentale ricordare come due fosforilazioni inibitorie corrispondono in realtà ad un’attivazione.
- Proteine impalcatura:
possono sembrare poco importanti a prima vista ma in realtà sono fondamentali per l’organizzazione dei complessi di segnalazione. Sono in grado di mantenere all’interno di uno stesso complesso, ovvero una zona ben precisa della cellula, ad esempio le chinasi, che agiscono a cascata. Ciò comporta che le chinasi siano vicine le uni e alle altre garantendo che il processo di fosforilazione a cascata sia estremamente rapido.
In alcuni casi le proteine impalcatura sono già legate al recettore nella sua forma inattiva In modo tale che non appena arrivi il segnale il recettore attivato si trovi nelle immediate vicinanze delle chinasi che devono agire a cascata.
Esistono però casi in cui il recettore non è associato alle proteine impalcatura ma trasloca soltanto nel momento in cui esso viene attivato.
Esiste un ulteriore terzo caso in cui il recettore viene attivato e si producono dei segnali che fungeranno da attacco per le proteine impalcatura.
Come fanno tutte queste proteine che sono all’interno della cellula a legare le proteine impalcatura e a legare i recettori attivati? Esistono a tal proposito degli specifici domini di legame che permettono a queste proteine di segnalazione di legare un recettore piuttosto che un altro.
COMUNICAZIONE CELLULARE- risposte cellulari
Risposte cellulari lente e veloci: le risposte cellulari possono essere divise in due categorie:
- Risposta cellulare veloce o trasduzione del segnale veloce, in cui le tempistiche sono nell’ordine di millisecondi o al massimo minuti. Si richiede qui una modifica dell’attività di alcune proteine già presenti all’interno della cellula punto un esempio ne è il neutrofilo che è inseguendo microrganismo deve essere in grado di arrangiare tempestivamente il proprio citoscheletro in risposta a veloci cambi di direzione del bersaglio.
- risposta cellulare più lenta, che richiede da minuti ad ore, come nel caso dello sviluppo di un individuo. E’ necessario qui l’aumento della sintesi proteica o ancora l’attivazione di nuovi geni per la sintesi di una nuova proteina
COMUNICAZIONE CELLULARE- REGOLAZIONE DELLE VIE DI SEGNALE- circuiti a feedback
Circuiti a feedback: le vie di segnalazione possono spesso autoregolarsi e quindi autoalimentarsi o auto inibirsi: si parla di feedback positivo o negativo. Il termine feedback sta ad indicare che il segnale ad un certo punto torna indietro.
- Feedback positivo: il segnale torna indietro per stimolare nuovamente la segnalazione cellulare. Il risultato sarà un amplificazione del segnale
- feedback negativo: il segnale tornando indietro blocca la prima proteina impedendo così che la seconda proteina venga di nuovamente riattivata. Sono fondamentali nel caso dello stimolo del fattore di crescita
COMUNICAZIONE CELLULARE- DESENSIBILIZZAZIONE DEI RECETTORI
Desensibilizzazione dei recettori: nonostante i meccanismi di feedback contribuiscano, il processo principale è adottato dalle cellule per inibire una risposta cellulare e quello di desensibilizzare I recettori ai segnali provenienti dall’esterno. I casi sono diversi:
- sequestro del recettore: la cellula elimina il recettore della membrana cellulare.I Recettori vengono internalizzati grazie all’azione di clatrine rimanendo internamente all’endosoma per un periodo più o meno lungo per poi essere riportati sulla membrana disponibili per una nuova segnalazione
- downregolazione: il recettore viene inglobato inizialmente dall’endosoma e successivamente portato al lisosoma dove viene degradato. Non sarà più disponibile.
- recettore inattivato che rimane sulla membrana: il recettore rimasto sulla membrana viene portato in uno stato nel quale non è in grado di rispondere diversi segnali. Esso può avvenire tramite fosforilazione del recettore tramite proteine intracellulari oppure tramite il legame con altre proteine.
COMUNICAZIONE CELLULARE- RECETTORI DI SUPERFICIE
I recettori di superficie delle cellule possono essere raggruppati in tre classi fondamentali:
- Recettori accoppiati a canali ionici:
- recettori accoppiati a proteine G:
STRUTTURA: Appartengono ad un gruppo molto importante dal punto di vista farmacologico: sono costituiti da un’unica catena polipeptidica in grado di attraversare sette volte la membrana, sono proteine multipasso transmembrana, dette proteine 7 passo della membrana in quanto attraversano la membrana sette volte. Formano una struttura costituita da una regione transmembrana, una regione extracellulare, che sarà in grado di riconoscere il legando, è una porzione intracellulare, citosolica, che rappresenta il sito di legame per una proteina G. E’ costituito da tre diverse subunità che prendono il nome di alfa, beta e gamma, l’Alfa si occupa della idrolizzazione del GTP.
FUNZIONAMENTO: quando la proteina G si trova nella sua forma inattiva e nella sua conformazione trimedica??, ovvero formata da tre subunità, queste ultime sono legate tra loro. Alfa e gamma posseggono una coda lipidica, motivo per cui questa proteina G si trova associata alla membrana plasmatica.
Nella situazione iniziale non è presente alcuno stimolo e il recettore 7 passo tra membrana e nella conformazione inattiva. Poco distante abbiamo la proteina G nella sua conformazione inattiva, legata subito sotto la membrana plasmatica.
All’arrivo del ligando, come ad esempio l’adrenalina, questo si lega alla tasca che si trova sul versante extracellulare del recettore. Quest’ultimo una volta ricevuto lo stimolo va incontro ad un cambio conformazionale che fa sì che la proteina G possa legarsi. La proteina G essendo stata attivata permetterà lo scambio del nucleotide e non legherà dunque più il GDP ma il GTP.
Si dice che quando la subunità Alfa ha allegato il GTP si trova nella sua conformazione attiva e rilascia del dimero beta-gamma. Più avanti si tratterà di come le subunità alfa che il dimero beta-gamma a loro volta attiveranno dei recettori intracellulari dando l’avvio a delle trasgressioni disegnate in parallelo.
DISATTIVAZIONE G TRAMITE IDROLISI DEL GTP: questa proteina, come già visto, ha la capacità di idrolizzare il GTP. Ad un certo punto la subunità alfa della proteina, una volta trasmesso il segnale, idrolizza il GTP E fa sì che la proteina torni alla sua conformazione inattiva e si riassocia al dimero beta-gamma anche i suoi attivato andando così a costituire Il complesso iniziale. Questo processo di attivazione della proteina G può essere favorito dall’intervento di un’altra proteina che prende il nome di proteina RGS, regolatore della proteina G. Questa RGS è la GAP della proteina G, la GAP è la proteina che stimola l’idrolisi del GTP da parte della proteina GTP. Quando è presente la proteina RGS, la proteina G viene stimolata a idrolizzare il GTP, ritornando così alla sua conformazione inattiva.
VIE DI SEGNALAZIONE ATTIVATE DA GPCR: Quando attivate da recettori queste proteine G sono in grado di modificare l’attività di proteine intracellulari che fungono da messaggeri e dunque. Nel caso delle proteine G è possibile la produzione di due secondi messaggeri e dunque di due possibili vie di segnalazione distinte:
Via dell’AMP CICLICO
* La via dell’AMP ciclico è la via attivata dall’ADRENALINA, che attiva a sua volta la PROTEINA G: questa proteina G, attivata dall’adrenalina, è in grado di legare e a sua volta attivare un enzima di membrana che prende il nome di ADENILATO CICLASI. Si tratta di una proteina molto complessa inserita nella membrana che, come dice la parola, produce AMP ciclico a partire da ATP.
Come agisce l’adenilato ciclasi? Stacca i due gruppi fosfato dell’ATP e media il legame tra l’ultimo gruppo fosfato e lo zucchero formando una struttura ciclica. Questo è un passaggio reversibile ed esiste un gruppo di enzimi detti fosfodiesterasi che riportano l’AMP ciclico nella sua forma non ciclizzata.
Prodotto l’AMP ciclico deve andare a legare e a modificare l’attività di una proteina bersaglio detta proteina chinasi dipendente da AMP ciclico, a volte definita proteina chinasi A (PKA). La chinasi A è un tetramero, costituita da due subunità catalitiche e due regolatorie unite tra loro. Ogni subunità regolatoria ha due siti di legame per la molecola di AMP ciclico e quando due molecole di AMP ciclico sono legate a ciascuna subunità regolatoria è indotto un cambiamento conformazionale per cui le subunità catalitiche vengono liberate e saranno libere di andare a contattare le altre proteine e fosforilarle. Si parla quindi di quattro molecole di AMP ciclico. Anche in questo caso la porzione della proteina chinasi A viene controbilanciata dall’attività della proteina fosfatasi. Invece quando manca l’AMP ciclico la subunità regolatoria è associata a quella catalitica, e mantiene inibita l’attività catalitica della proteina (la proteina è spenta).
TIPI DI PROTEINE G: esistono diversi tipi di proteine G, finora sono state trattate le proteine G legate ai recettori in maniera generica. I principali gruppi affrontati però sono la proteina GS, che sta per stimolatrice, e la proteina GI che sta per inibitrice.
La proteina GS è in grado di attivare l’adenilato ciclasi e di attivare quindi la via dell’AMP ciclico attivando la PKA.
La proteina inibitrice blocca invece l’attività dell’ adenilato ciclasi, inibendo così la produzione di AMP ciclico e di conseguenza anche l’attivazione della PKA.
All’interno della cellula possono essere presenti recettori associati a proteine G stimolatrici e altri inibitori, quindi la risposta della cellula dipenderà dalla combinazione di segnali provenienti da questi due recettori.
TOSSINE BATTERICHE CHE ALTERANO L’ATTIVITA’ DELLE PROTEINE G:
Le proteine gira rappresentano anche il substrato sul quale agiscono molte proteine batteriche, che possono alterare la produzione di questa proteina G, che causano numerose patologie associate a queste tossine con manifestazioni cliniche. Alcuni esempi sono:
La tossina del colera, altera l’attività della proteina GS, ribosilandone la subunità alpha s della proteina stessa, mantenendola sempre attiva tramite impedimento dell’attività GTPasica intrinseca della subunità alpha, che porta a produrre alti livelli di AMP ciclico, che tra i vari effetti hanno quello di portare al rilascio di sodio e acqua nel lume intestinale (si attiva quindi la PKA che determina un esagerata attivazione di un canale del cloruro, che si trova nelle cellule epiteliali, che determina la fuoriuscita dalla cellula di cloro accompagnato da tanta massa d’acqua. I pazienti, infatti muoiono spesso per disidratazione).
Un effetto opposto è quello della tossina della pertosse, la quale inibisce in maniera permanente la subunità α della proteina, bloccando la produzione di AMP ciclico. In questo caso cambia la tipologia cellulare, in quanto si tratta di cellule delle vie respiratorie, perciò il sintomo sarà legato a problemi respiratori, tosse… (la tossina della pertosse, che agisce su una proteina GI mantenendola sempre inibita, che causa un iper attivazione dell’adenilato ciclasi con conseguente aumento della AMP ciclico (ricordiamo che due inibizioni corrispondono ad una attivazione). Si crea l’ADP ribosilazione, ovvero una modificazione Proteine G. Queste tossine favoriscono il trasferimento di una molecola di ADP ribosio alla proteina G così che questa proteina ADP ribosilata trovi la sua funzione alterata.)
L’ADP-ribosilazione è un processo con cui viene legata una molecola di ADP-glucosio alla proteina G, che viene bloccata nello stato in cui non è più in grado di idrolizzare GTP, oppure in maniera opposta non è in grado di scambiare GDP.
- via del CA2+
Analoga alla via dell’AMP ciclico c’è la via mediata da Ca, fondamentale in processi quali la contrazione muscolare.
Nella cellula le concentrazioni di calcio sono mantenute sempre molto basse in assenza di segnali esterni, invece all’esterno se ne trovano concentrazioni più elevate punto questa differenza di concentrazione viene mantenuta attraverso dei canali di concentrazione specifici, quando però le nostre cellule ricevono uno stimolo esterno il calcio può essere rilasciato dai depositi intracellulari o dallo spazio extracellulare. Quindi si avranno degli eventi per il rilascio del calcio, che agirà sul secondo messaggero citosolico attivando qualcosa e trasducendo il segnale che ne aveva determinato il rilascio.
Quali sono i segnali che permettono la liberazione del calcio?
A) Prima via di segnalazione nel caso della contrazione muscolare, che prevede l’arrivo di un impulso nervoso che va a depolarizzare la membrana plasmatica aprendo i canali voltaggio dipendenti; l’apertura di questi canali voltaggio dipendenti, fa entrare il calcio secondo gradiente di concentrazione. Dunque mentre prima era abbondante all’esterno della cellula, adesso entrerà all’interno mediando la sua segnalazione cellulare.
B) La seconda via di segnalazione è rappresentata da questi recettori (nell’immagine in verde) che sono organizzati sulla membrana del reticolo endoplasmatico; questi sono canali che si apriranno con l’arrivo del loro ligando specifico rilasciando il calcio immagazzinato dal reticolo endoplasmatico a livello del citosol.
In entrambi i casi porteremo ad un rilascio di calcio o dal reticolo o dall’esterno della cellula.
Di solito la via di segnalazione include sempre l’attivazione di un recettore GPCR 7 passo trans membrana (recettori accoppiati delle proteine G), e prevede in prima battuta la generazione di un secondo messaggero (due secondi messaggeri) di natura lipidica. Questi lipidi si trovano nel doppio strato della membrana, in particolare sul lato citosolico, e sono detti fosfatidilinositoli, che in questo caso funzionano da segnale intracellulare. Sono fosfolipidi la cui caratteristica è quella di avere agganciati al glicerolo due catene di acidi grassi. Dall’altro lato della molecola un atomo di carbonio del glicerolo lega una molecola di inositolo, molecola ciclica che può essere fosforilata ad opera di diverse chinasi. Dunque è possibile aggiungere gruppi fosfato in diverse posizioni dell’anello, quindi trasformare questa molecola detta fosfatidilinositolo PI, senza fosforilazioni, in fosfatidilinositolo fosfato (PIP) o bifosfato (PIP2).
Avviene una prima fosforilazione in cui un gruppo fosfato viene aggiunto sul carbonio numero 3 generando il fosfatidilinositolo 4 fosfato, dove il 4 indica che il gruppo fosfato è legato in posizione 4. Se poi agisce un ulteriore chinasi si ottiene da questa molecola un fosfatidilinositolo fosfato, che avrà due gruppi fosfato legati in posizione 4 e 5, la PIP2 rappresenta uno dei lipidi che si trovano sul versante citosolico della membrana plasmatica, indicando che si trovano in uno stato di quiescenza. Esso è inoltre il substrato su cui agiscono diversi enzimi che vengono attivati per la via dei recettori GPCR tra cui c’è la fosfolipasi c beta (fosfolipasi C o PLC) che scinde i fosfolipidi. Esso in maniera particolare scende il PIP2 separando la porzione della molecola che contiene Il glicerolo e le due code di acido grasso dall’anello di inositolo fosforilato. Si ottengono due molecole di diacilglicerolo ovvero glicerolo più due code di acido grasso, che essendo un liquido rimane inserito nella membrana, e IP3, anello di inositolo trifosfato, anche detto inositolo 1,4,5 trifosfato in quanto i gruppi fosfato sono legati al carbonio in posizione 1 4 e 5.
PROTEINE ATTIVATE DAL CALCIO:
+ Proteina chinasi C: La proteina chinasi C viene attivata inizialmente in modo parziale da un legame non sufficiente per la sua attivazione completa con il diacilglicerolo. Per ottenere una totale attivazione è necessaria la molecola di calcio. L’ottenimento del diacilglicerolo si ha con l’azione della proteina GQ sulla fosfolipasi C, attivata da GPCR che coinvolge l’adenilato ciclasi, l’AMP ciclico e la PKA.
+ Calcio calmodulina: con struttura particolare, simile a un manubrio con due porzioni globulari separate da un bastoncello. Nelle regioni globulari presenta due siti di legame per il calcio. Quando essa si trova in conformazione inattiva, senza calcio all’interno del citoplasma, mantiene tale conformazione, mentre quando il calcio si lega a questi siti avviene un cambio conformazionale che fa sì che la calmodulina si chiuda avvolgendo una proteina bersaglio, che possono essere varie che controllano i flussi di calcio, ma la più importante è una chinasi detta CaM-chinasi, ovvero chinasi dipendente da calmodulina. Quando la calmodulina si attiva, con questo cambio conformazionale si va ad attivare la CaM-chinasi, enzima molto abbondante nelle cellule neuronali, per quanto riguarda il processo di memoria lungo e a breve termine. E’ stato osservato infatti che gli animali che non esprimono questa chinasi presentano difetti a livello cognitivo e mnemonico.
Caratteristiche comuni dell’AMP ciclico e della via del calcio: entrambe sono attivate da recettori GPCR e hanno caratteristiche comuni quali attivano proteine G in prima battuta e attivano in seguito una serie di proteine di segnalazione e secondo i messaggeri all’interno della cellula tramite processi a cascata.
PROCESSO A CASCATA E INATTIVAZIONE DEL SEGNALE:
LA FUNZIONE DI UN PROCESSO A CASCATA:Ovviamente i segnali vengono poi amplificati dal fatto di avere così tanti secondi messaggeri, i quali attiveranno centinaia di proteine all’interno della cellula; si creerà una cascata di attivazione che modificherà il segnale originario.
Si considera come punto di partenza del processo una molecola segnale, primo messaggero, che arriva dall’esterno e viene riconosciuta da un recettore specifico. Si immagina che un recettore attivato in grado di attivare 500 proteine G, come primo livello di amplificazione e successivamente che queste 500 proteine siano in grado di attivarne altre 500 di segnalazione, come adenilato ciclasi o fosfolipasi. Successivamente ognuno di questi enzimi è in grado di produrre 100.000 secondi messaggeri, come cAMP o lipidi come DAG e IP3, che a loro volta possono impattare su 250 canali ionici.
Il processo appena descritto è un processo di amplificazione, per cui a partire da un solo segnale extracellulare viene alterata l’attività di centinaia di proteine bersaglio. Per ogni step interviene sempre un meccanismo di inattivazione che permette di controbilanciare questo processo di attivazione e si attiva nel momento in cui si ha il cambio conformazionale della proteina bersaglio.
Sono già stati illustrati precedentemente i meccanismi di inibizione del segnale, il più utilizzato per desintetizzare i recettori associati a proteine G, i GPCR, sono quelli di sequestro del recettore.
Quando questo recettore è ancora legato al suo ligando, quindi in conformazione attiva, ma la cellula necessita di spegnere il segnale, esso viene fosforilato sulla porzione citoplasmatica da una chinasi associata ai GPCR, detta GRK. Questa fosforilazione recluta una proteina, l’arrestina, che ha reso il segnale riconoscendo questi gruppi fosfato situati sul dominio citoplasmatico del recettore. Il nuovo legame per ingombro sterico, impedisce che la porzione citoplasmatica del recettore possa legare la proteina G causando l’endocitosi del recettore. L’arrestina regola delle proteine di rivestimento delle vescicole di clatrina e, in questo modo, aiuta la costruzione di una vescicola di clatrina che permette di endocitare il recettore che può rimanere all’interno dell’endosoma e venir degradato dal lisosoma
- recettori accoppiati ad enzimi: Questa costituisce l’altra classe di proteine e di superficie punto questi recettori hanno un’unica alfa elica che attraversa la membrana, quindi hanno un unico segmento transmembrana, una porzione extracellulare che capta il segnale dall’esterno e ha un’attività enzimatica propria o permette di legare enzimi. Queste catene possono avere diverse forme e anche i domini possono essere differenti. Essi condividono tutti il fatto che il loro dominio citoplasmatico ha attività chinasica o lega delle chinasi. La maggior parte dei leganti sono fattori di crescita, dunque questo genere di recettori hanno una risposta che dipende dai fattori di crescita ovvero stimoli che provengono dall’esterno quando la cellula si trova in condizioni di dover accrescere la propria massa per eventualmente dividersi.
Un altro ligando che agisce tramite questi recettori è l’insulina , che non è propriamente un fattore di crescita. La via di segnalazione dell’insulina passa quindi attraverso l’attivazione di questo recettore.
COMUNICAZIONE CELLULARE- RECETTORI DI SUPERFICIE- recettori accoppiati a proteine G- struttura, funzionamento, disattivazione G
recettori accoppiati a proteine G:
STRUTTURA: Appartengono ad un gruppo molto importante dal punto di vista farmacologico: sono costituiti da un’unica catena polipeptidica in grado di attraversare sette volte la membrana, sono proteine multipasso transmembrana, dette proteine 7 passo della membrana in quanto attraversano la membrana sette volte. Formano una struttura costituita da una regione transmembrana, una regione extracellulare, che sarà in grado di riconoscere il legando, è una porzione intracellulare, citosolica, che rappresenta il sito di legame per una proteina G. E’ costituito da tre diverse subunità che prendono il nome di alfa, beta e gamma, l’Alfa si occupa della idrolizzazione del GTP.
FUNZIONAMENTO: quando la proteina G si trova nella sua forma inattiva e nella sua conformazione trimedica??, ovvero formata da tre subunità, queste ultime sono legate tra loro. Alfa e gamma posseggono una coda lipidica, motivo per cui questa proteina G si trova associata alla membrana plasmatica.
Nella situazione iniziale non è presente alcuno stimolo e il recettore 7 passo tra membrana e nella conformazione inattiva. Poco distante abbiamo la proteina G nella sua conformazione inattiva, legata subito sotto la membrana plasmatica.
All’arrivo del ligando, come ad esempio l’adrenalina, questo si lega alla tasca che si trova sul versante extracellulare del recettore. Quest’ultimo una volta ricevuto lo stimolo va incontro ad un cambio conformazionale che fa sì che la proteina G possa legarsi. La proteina G essendo stata attivata permetterà lo scambio del nucleotide e non legherà dunque più il GDP ma il GTP.
Si dice che quando la subunità Alfa ha allegato il GTP si trova nella sua conformazione attiva e rilascia del dimero beta-gamma. Più avanti si tratterà di come le subunità alfa che il dimero beta-gamma a loro volta attiveranno dei recettori intracellulari dando l’avvio a delle trasgressioni disegnate in parallelo.
DISATTIVAZIONE G TRAMITE IDROLISI DEL GTP: questa proteina, come già visto, ha la capacità di idrolizzare il GTP. Ad un certo punto la subunità alfa della proteina, una volta trasmesso il segnale, idrolizza il GTP E fa sì che la proteina torni alla sua conformazione inattiva e si riassocia al dimero beta-gamma anche i suoi attivato andando così a costituire Il complesso iniziale. Questo processo di attivazione della proteina G può essere favorito dall’intervento di un’altra proteina che prende il nome di proteina RGS, regolatore della proteina G. Questa RGS è la GAP della proteina G, la GAP è la proteina che stimola l’idrolisi del GTP da parte della proteina GTP. Quando è presente la proteina RGS, la proteina G viene stimolata a idrolizzare il GTP, ritornando così alla sua conformazione inattiva.
COMUNICAZIONE CELLULARE- RECETTORI DI SUPERFICIE- via di segnalazione attivate da GPCR- VIA DELL’AMP CICLICO
VIE DI SEGNALAZIONE ATTIVATE DA GPCR: Quando attivate da recettori queste proteine G sono in grado di modificare l’attività di proteine intracellulari che fungono da messaggeri e dunque. Nel caso delle proteine G è possibile la produzione di due secondi messaggeri e dunque di due possibili vie di segnalazione distinte:
Via dell’AMP CICLICO
La via dell’AMP ciclico è la via attivata dall’ADRENALINA, che attiva a sua volta la PROTEINA G: questa proteina G, attivata dall’adrenalina, è in grado di legare e a sua volta attivare un enzima di membrana che prende il nome di ADENILATO CICLASI. Si tratta di una proteina molto complessa inserita nella membrana che, come dice la parola, produce AMP ciclico a partire da ATP.
Come agisce l’adenilato ciclasi? Stacca i due gruppi fosfato dell’ATP e media il legame tra l’ultimo gruppo fosfato e lo zucchero formando una struttura ciclica. Questo è un passaggio reversibile ed esiste un gruppo di enzimi detti fosfodiesterasi che riportano l’AMP ciclico nella sua forma non ciclizzata.
Prodotto l’AMP ciclico deve andare a legare e a modificare l’attività di una proteina bersaglio detta proteina chinasi dipendente da AMP ciclico, a volte definita proteina chinasi A (PKA). La chinasi A è un tetramero, costituita da due subunità catalitiche e due regolatorie unite tra loro. Ogni subunità regolatoria ha due siti di legame per la molecola di AMP ciclico e quando due molecole di AMP ciclico sono legate a ciascuna subunità regolatoria è indotto un cambiamento conformazionale per cui le subunità catalitiche vengono liberate e saranno libere di andare a contattare le altre proteine e fosforilarle. Si parla quindi di quattro molecole di AMP ciclico. Anche in questo caso la porzione della proteina chinasi A viene controbilanciata dall’attività della proteina fosfatasi. Invece quando manca l’AMP ciclico la subunità regolatoria è associata a quella catalitica, e mantiene inibita l’attività catalitica della proteina (la proteina è spenta).
TIPI DI PROTEINE G: esistono diversi tipi di proteine G, finora sono state trattate le proteine G legate ai recettori in maniera generica. I principali gruppi affrontati però sono la proteina GS, che sta per stimolatrice, e la proteina GI che sta per inibitrice.
La proteina GS è in grado di attivare l’adenilato ciclasi e di attivare quindi la via dell’AMP ciclico attivando la PKA.
La proteina inibitrice blocca invece l’attività dell’ adenilato ciclasi, inibendo così la produzione di AMP ciclico e di conseguenza anche l’attivazione della PKA.
All’interno della cellula possono essere presenti recettori associati a proteine G stimolatrici e altri inibitori, quindi la risposta della cellula dipenderà dalla combinazione di segnali provenienti da questi due recettori.
TOSSINE BATTERICHE CHE ALTERANO L’ATTIVITA’ DELLE PROTEINE G:
Le proteine gira rappresentano anche il substrato sul quale agiscono molte proteine batteriche, che possono alterare la produzione di questa proteina G, che causano numerose patologie associate a queste tossine con manifestazioni cliniche. Alcuni esempi sono:
La tossina del colera, altera l’attività della proteina GS, ribosilandone la subunità alpha s della proteina stessa, mantenendola sempre attiva tramite impedimento dell’attività GTPasica intrinseca della subunità alpha, che porta a produrre alti livelli di AMP ciclico, che tra i vari effetti hanno quello di portare al rilascio di sodio e acqua nel lume intestinale (si attiva quindi la PKA che determina un esagerata attivazione di un canale del cloruro, che si trova nelle cellule epiteliali, che determina la fuoriuscita dalla cellula di cloro accompagnato da tanta massa d’acqua. I pazienti, infatti muoiono spesso per disidratazione).
Un effetto opposto è quello della tossina della pertosse, la quale inibisce in maniera permanente la subunità α della proteina, bloccando la produzione di AMP ciclico. In questo caso cambia la tipologia cellulare, in quanto si tratta di cellule delle vie respiratorie, perciò il sintomo sarà legato a problemi respiratori, tosse… (la tossina della pertosse, che agisce su una proteina GI mantenendola sempre inibita, che causa un iper attivazione dell’adenilato ciclasi con conseguente aumento della AMP ciclico (ricordiamo che due inibizioni corrispondono ad una attivazione). Si crea l’ADP ribosilazione, ovvero una modificazione Proteine G. Queste tossine favoriscono il trasferimento di una molecola di ADP ribosio alla proteina G così che questa proteina ADP ribosilata trovi la sua funzione alterata.)
L’ADP-ribosilazione è un processo con cui viene legata una molecola di ADP-glucosio alla proteina G, che viene bloccata nello stato in cui non è più in grado di idrolizzare GTP, oppure in maniera opposta non è in grado di scambiare GDP.
COMUNICAZIONE CELLULARE- RECETTORI DI SUPERFICIE- vie di segnalazione attivate da GPCR- VIA DEL Ca2+
via del CA2+
Analoga alla ia dell’AMP ciclico c’è la via mediata da Ca, fondamentale in processi quali la contrazione muscolare.
Nella cellula le concentrazioni di calcio sono mantenute sempre molto basse in assenza di segnali esterni, invece all’esterno se ne trovano concentrazioni più elevate punto questa differenza di concentrazione viene mantenuta attraverso dei canali di concentrazione specifici, quando però le nostre cellule ricevono uno stimolo esterno il calcio può essere rilasciato dai depositi intracellulari o dallo spazio extracellulare. Quindi si avranno degli eventi per il rilascio del calcio, che agirà sul secondo messaggero citosolico attivando qualcosa e trasducendo il segnale che ne aveva determinato il rilascio.
Quali sono i segnali che permettono la liberazione del calcio?
A) Prima via di segnalazione nel caso della contrazione muscolare, che prevede l’arrivo di un impulso nervoso che va a depolarizzare la membrana plasmatica aprendo i canali voltaggio dipendenti; l’apertura di questi canali voltaggio dipendenti, fa entrare il calcio secondo gradiente di concentrazione. Dunque mentre prima era abbondante all’esterno della cellula, adesso entrerà all’interno mediando la sua segnalazione cellulare.
B) La seconda via di segnalazione è rappresentata da questi recettori (nell’immagine in verde) che sono organizzati sulla membrana del reticolo endoplasmatico; questi sono canali che si apriranno con l’arrivo del loro ligando specifico rilasciando il calcio immagazzinato dal reticolo endoplasmatico a livello del citosol.
In entrambi i casi porteremo ad un rilascio di calcio o dal reticolo o dall’esterno della cellula.
Di solito la via di segnalazione include sempre l’attivazione di un recettore GPCR 7 passo trans membrana (recettori accoppiati delle proteine G), e prevede in prima battuta la generazione di un secondo messaggero (due secondi messaggeri) di natura lipidica. Questi lipidi si trovano nel doppio strato della membrana, in particolare sul lato citosolico, e sono detti fosfatidilinositoli, che in questo caso funzionano da segnale intracellulare. Sono fosfolipidi la cui caratteristica è quella di avere agganciati al glicerolo due catene di acidi grassi. Dall’altro lato della molecola un atomo di carbonio del glicerolo lega una molecola di inositolo, molecola ciclica che può essere fosforilata ad opera di diverse chinasi. Dunque è possibile aggiungere gruppi fosfato in diverse posizioni dell’anello, quindi trasformare questa molecola detta fosfatidilinositolo PI, senza fosforilazioni, in fosfatidilinositolo fosfato (PIP) o bifosfato (PIP2).
Avviene una prima fosforilazione in cui un gruppo fosfato viene aggiunto sul carbonio numero 3 generando il fosfatidilinositolo 4 fosfato, dove il 4 indica che il gruppo fosfato è legato in posizione 4. Se poi agisce un ulteriore chinasi si ottiene da questa molecola un fosfatidilinositolo fosfato, che avrà due gruppi fosfato legati in posizione 4 e 5, la PIP2 rappresenta uno dei lipidi che si trovano sul versante citosolico della membrana plasmatica, indicando che si trovano in uno stato di quiescenza. Esso è inoltre il substrato su cui agiscono diversi enzimi che vengono attivati per la via dei recettori GPCR tra cui c’è la fosfolipasi c beta (fosfolipasi C o PLC) che scinde i fosfolipidi. Esso in maniera particolare scende il PIP2 separando la porzione della molecola che contiene Il glicerolo e le due code di acido grasso dall’anello di inositolo fosforilato. Si ottengono due molecole di diacilglicerolo ovvero glicerolo più due code di acido grasso, che essendo un liquido rimane inserito nella membrana, e IP3, anello di inositolo trifosfato, anche detto inositolo 1,4,5 trifosfato in quanto i gruppi fosfato sono legati al carbonio in posizione 1 4 e 5.
PROTEINE ATTIVATE DAL CALCIO:
+ Proteina chinasi C: La proteina chinasi C viene attivata inizialmente in modo parziale da un legame non sufficiente per la sua attivazione completa con il diacilglicerolo. Per ottenere una totale attivazione è necessaria la molecola di calcio. L’ottenimento del diacilglicerolo si ha con l’azione della proteina GQ sulla fosfolipasi C, attivata da GPCR che coinvolge l’adenilato ciclasi, l’AMP ciclico e la PKA.
+ Calcio calmodulina: con struttura particolare, simile a un manubrio con due porzioni globulari separate da un bastoncello. Nelle regioni globulari presenta due siti di legame per il calcio. Quando essa si trova in conformazione inattiva, senza calcio all’interno del citoplasma, mantiene tale conformazione, mentre quando il calcio si lega a questi siti avviene un cambio conformazionale che fa sì che la calmodulina si chiuda avvolgendo una proteina bersaglio, che possono essere varie che controllano i flussi di calcio, ma la più importante è una chinasi detta CaM-chinasi, ovvero chinasi dipendente da calmodulina. Quando la calmodulina si attiva, con questo cambio conformazionale si va ad attivare la CaM-chinasi, enzima molto abbondante nelle cellule neuronali, per quanto riguarda il processo di memoria lungo e a breve termine. E’ stato osservato infatti che gli animali che non esprimono questa chinasi presentano difetti a livello cognitivo e mnemonico.
COMUNICAZIONE CELLULARE- RECETTORI DI SUPERFICIE- vie di segnalazione attivate da GPCR- caratteristiche comuni alla via dell’AMP ciclico e della via del calcio- processo a cascata
Caratteristiche comuni dell’AMP ciclico e della via del calcio: entrambe sono attivate da recettori GPCR e hanno caratteristiche comuni quali attivano proteine G in prima battuta e attivano in seguito una serie di proteine di segnalazione e secondo i messaggeri all’interno della cellula tramite processi a cascata.
PROCESSO A CASCATA E INATTIVAZIONE DEL SEGNALE:
LA FUNZIONE DI UN PROCESSO A CASCATA:Ovviamente i segnali vengono poi amplificati dal fatto di avere così tanti secondi messaggeri, i quali attiveranno centinaia di proteine all’interno della cellula; si creerà una cascata di attivazione che modificherà il segnale originario.
Si considera come punto di partenza del processo una molecola segnale, primo messaggero, che arriva dall’esterno e viene riconosciuta da un recettore specifico. Si immagina che un recettore attivato in grado di attivare 500 proteine G, come primo livello di amplificazione e successivamente che queste 500 proteine siano in grado di attivarne altre 500 di segnalazione, come adenilato ciclasi o fosfolipasi. Successivamente ognuno di questi enzimi è in grado di produrre 100.000 secondi messaggeri, come cAMP o lipidi come DAG e IP3, che a loro volta possono impattare su 250 canali ionici.
Il processo appena descritto è un processo di amplificazione, per cui a partire da un solo segnale extracellulare viene alterata l’attività di centinaia di proteine bersaglio. Per ogni step interviene sempre un meccanismo di inattivazione che permette di controbilanciare questo processo di attivazione e si attiva nel momento in cui si ha il cambio conformazionale della proteina bersaglio.
Sono già stati illustrati precedentemente i meccanismi di inibizione del segnale, il più utilizzato per desintetizzare i recettori associati a proteine G, i GPCR, sono quelli di sequestro del recettore.
Quando questo recettore è ancora legato al suo ligando, quindi in conformazione attiva, ma la cellula necessita di spegnere il segnale, esso viene fosforilato sulla porzione citoplasmatica da una chinasi associata ai GPCR, detta GRK. Questa fosforilazione recluta una proteina, l’arrestina, che ha reso il segnale riconoscendo questi gruppi fosfato situati sul dominio citoplasmatico del recettore. Il nuovo legame per ingombro sterico, impedisce che la porzione citoplasmatica del recettore possa legare la proteina G causando l’endocitosi del recettore. L’arrestina regola delle proteine di rivestimento delle vescicole di clatrina e, in questo modo, aiuta la costruzione di una vescicola di clatrina che permette di endocitare il recettore che può rimanere all’interno dell’endosoma e venir degradato dal lisosoma
