Receptores acoplados a proteínas G

en este vídeo vamos a hablar sobre los receptores acoplados a la proteína g también conocidos como gps r los receptores acoplados a proteínas que sólo se encuentran en eucariotas y forman parte de la clase más grande conocida de receptores de membrana de hecho los humanos tienen más de 1000 tipos diferentes de gps reconocidos y cada uno es específico para una función en particular son receptores de membrana muy particulares y son el objetivo de alrededor del 30 al 50 por ciento de todos los fármacos modernos los ligandos que se unen van desde cosas como compuestos sensibles a la luz hasta olores feromonas hormonas e incluso neurotransmisores los gpcr pueden regular el sistema inmunitario el crecimiento el sentido del olfato del gusto de la vista conducta y nuestro estado de ánimo incluyendo cosas como la serotonina y la dopamina e incluso ahora muchas proteínas g&g pcr todavía tienen funciones desconocidas y es un tema muy investigado de hecho sólo en 2012 se otorgó el premio nobel de química por la en gps para comenzar hablemos un poco sobre la estructura de los gps r es imposible tener una discusión sobre el funcionamiento de los gps r sin tener una comprensión de cómo se ven la característica más importante de los gps r es que tienen siete hélices alfa transmembrana si consideramos que esta es la membrana celular este es el lado extracelular y este es el lado intracelular si tenemos un gps r un receptor acoplado a proteínas atravesará esta membrana 7 veces digamos que comienza aquí y tenemos 1 2 3 4 5 6 7 esta es una de las características más importantes de un gps r tienen 7 hélices alfa transmembrana dado que esta es una característica estructural tan única e interesante a menudo también llamamos a los gpcr receptores transmembrana de siete dominios etiquetamos rápidamente este gp cr aquí como su nombre lo indica gpcr interactúa con las proteínas están acoplados con proteínas que ahora es importante también hablar un poco sobre la estructura de las proteínas g las proteínas que en general son proteínas especializadas que tienen la capacidad de unirse a gtp y gp en otras palabras pueden unirse al trifosfato de guanosina y al di fosfato de guanosina de ahí el nombre de proteínas g ahora algunas proteínas que son proteínas pequeñas con subunidad única sin embargo cuando hablamos de gps r todas las proteínas g que se asocian con gpcr son hetero tri américas es decir que tienen tres subunidades diferentes tres secciones voy a dibujar esto la primera subunidad o sección de esta proteína la llamamos subunidad alfa a la segunda le llamamos beta y a la tercera la llamamos gamma alfa beta y gamma juntas son nuestra proteína g notarán que dibuje la subunidades alfa y gamma con una pequeña cola en la membrana celular y las razones por qué estas dos subunidades alfa y gamma están unidas a la membrana celular por lo que ya anclajes lipídicos lo último sobre esta imagen que necesito dibujar es nuestro gtp como recordamos el objetivo de una proteína g es unirse a gtp gp en este momento de esta proteína está inactiva y por lo tanto se une al gp el di fosfato de guanosina este gp se une a la subunidad alfa cuando esta proteína se active y hablaremos en un momento como sucede esto se unirá a gtp ya que dibujamos una imagen de la proteína g hablemos un poco sobre como sucede en nuestra vía de señalización el objetivo de los receptores de membrana es que responden a las moléculas de señalización y ligando y responden al medio ambiente como mencionamos antes los receptores acoplados a la proteína g interactúan con una amplia variedad de moléculas en la superficie externa de las células cada receptor generalmente se une a una o unas pocas moléculas muy específicas que se acoplan como una cerradura y una llave si suponemos que nuestra molécula de señalización es un círculo como éste la forma en el gps ere con la que se unirá deberá ser complementaria cuando esta molécula de señalización verde se une al gpcr el gps r sufrirá lo que llamamos un cambio de conformación la forma de éste gpcr cambiará lo que a su vez desencadenará una compleja sucesión de eventos que finalmente influirá en las diferentes funciones celulares como mencionamos el primer paso aquí es por supuesto el ligando la molécula de señalización tiene que unirse al gps r una vez que este ligando se une el gps r sufrirá un cambio de conformación vamos a dibujar de nuevo el gpcr 1 2 3 4 5 6 7 las 7 hélices alfa es un poco más difícil dibujar un cambio de conformación pero la proteína en realidad se verá completamente diferente aquí debido a esta unión tendremos un cambio de conformación la conformación de la proteína de un gpcr se alterará vamos a escribir los primeros dos pasos muy rápido paso 1 tenemos el ligando que se une al gen pcr paso 2 dijimos que ocurre un cambio de conformación el gps r sufre un cambio de conformación lo que ocurre después es que debido a este cambio de conformación la subunidad alfa que voy a dibujar aquí va a cambiar este gp por gtp el paso 3 es que la sub unidad alfa intercambia el gp por gtp la molécula se intercambia y en lugar de gp tenemos gtp ahora debido a que tenemos gtp unido a esta subunidad alfa para que la subunidad alfa se disocie y se aleje de las subunidades beta y gamma una vez que esto sucede estas dos secciones diferentes la subunidad alfa y el dinero beta gamma estos dos juntos encontraran una proteína en la membrana esto va a alterar y regular la función de esa proteína podríamos tener otra proteína por ejemplo aquí que la subunidad alfa encontrará y cuya función regulará vamos a escribir esto paso 4 la subunidad alfa se disocia y regula las proteínas objetivo ahora durante este paso hay algunas cosas que me gustaría que tuviéramos en cuenta la primera es que tanto la subunidad alfa como el número beta gamma pueden interactuar con otras proteínas para transmitir mensajes nos centraremos en la subunidad alfa porque tiende a ser más común sin embargo la subunidades beta gamma también pueden regular las funciones de otras proteínas las proteínas objetivos pueden ser enzimas que producen segundos mensajeros de los que hablaremos un poco más en un momento o canales iónicos que también permiten que los iones sean segundos mensajeros como mencionamos las proteínas que son increíblemente diversas algunas proteínas que pueden estimular la actividad mientras que otras también pueden inhibir la ahora paso 5 una vez que esta sub unidad alfa activa una proteína objetivo esta proteína objetivo puede transmitir una señal mientras que esté ligando esté unido al gps en este proceso donde la subunidad alfa se disocia busca una proteína objetivo y la regula y causa una cadena completa de eventos puede ocurrir repetidamente siempre y cuando esté ligando esté unido como podemos hacer que esto vuelva a la normalidad bueno el paso 6 es que el gtp se hidroliza gp el gtp pierde un fosfato en la hidrólisis y se convierte en gp una vez que esto sucede todo vuelve a la normalidad el ligando se irá y todo volverá a ser como estaba y quedará listo para combinarse con otro ligando en el futuro esto a menudo sucede sólo eventualmente el gtp se hidroliza y se convertirá en gp aunque nuestro cuerpo tiene algunas formas de regular esto una forma común es la proteína rgs14 la señalización por proteínas y esto puede acelerar este paso ahora que conocemos los pasos veamos un ejemplo un ejemplo muy común de la función gps en la célula implica epinefrina o adrenalina esta es nuestra respuesta de lucha o huida supongamos que este ligando verde esta molécula de señalización verde es epinefrina y supongamos que el gpr es nuestro receptor adrenérgico una vez que esta epinefrina se une al receptor adrenérgico al gpcr en nuestro cuerpo que sea una ley pone fin a este receptor adrenérgico sufrirá un cambio de conformación cambiará de gp en esta sub unidad alfa por gtp y ésta subunidad alfa ahora buscará otra proteína y regulará su función y sucede que la proteína que busca será a demi la tos y clase ahora tenemos la adenilato ciclasa activada y estimulada por la subunidad alpha lo que hará laden y la tos y clase es que tomara atp trifosfato de adenosina y producirá mp mono fosfato de adenosina cíclico quitará dos fosfatos de nuestro trifosfato y lo convertirá en mono fosfato una vez que esto sucede nuestro adn es lo que llamamos un segundo mensajero nuestra señal o epinefrina pasa por todo este proceso y la señal se transforma en otra señal en la mp cíclico que ahora está dentro de nuestra célula le dirá a la célula que haga otras cosas por ejemplo el que aumente nuestra frecuencia cardíaca también dilatar a nuestros vasos sanguíneos del músculo esquelético recordemos que es pelear o huir necesitamos comenzar a correr o pelear por lo que los músculos van a dilatar sus vasos sanguíneos finalmente todo este proceso requerirá mucha energía por lo que vamos a descomponer el glucógeno en glucosa recuerden que este es nuestro grupo más grande de receptores de membrana celular es un proceso bastante complicado repasemos lo de nuevo por ejemplo la epinefrina se une al gpcr este gpcr cambia su forma y sufre un cambio de conformación cambia el gp a gtp en la subunidad alfa lo que hace que la subunidad alfa se disocie y busque regular otra proteína y esta proteína convertirá el atp en a mp cíclico que es nuestro segundo mensajero y este segundo mensajero le dirá al cuerpo que haga otras cosas por ejemplo aumentar la frecuencia cardíaca dilatar los vasos sanguíneos descomponer el glucógeno en glucosa ahora otros gpcr en nuestro cuerpo los otros mil van a hacer otras cosas pero se someterán a un proceso similar en resumen los gpcr son una familia grande y diversa de receptores de superficie celular que responden a muchas señales externas diferentes la unión de la molécula de señalización obligando al gpcr da como resultado la activación de la proteína que luego desencadena la producción de otros segundos mensajeros con esta secuencia de eventos los gpcr pueden regular una increíble variedad de funciones corporales desde la sensación hasta el crecimiento e incluso la respuesta hormonal