G protein subunit Effectors

Gs Adenylyl cyclase ( )

Gi/o Adenylyl cyclase ( )

Ca2+ channelsK+ channelsPLA2

Gq PLC

G12/13 Na+/H+ exchanger

Ca2+ channelsK+ channelsPLC

Effettori di G proteine

STRUTTURA DELL’ADENILATO CICLASI

(9 ISOFORME CLONATE)

SIMILE ALLA GUANILATO CICLASI

ADENILATO CICLASI

Attivazione:

AZIONE DEI RECETTORI -ADRENERGICI TRAMITE Gs

1. La subunità attivata di Gs forma un complesso con l’Adenilato Ciclasi, per catalizzare la conversione dell’ATP ——> 3'-5'-cAMP

•     L’Adenilato Ciclasi è una proteina transmembrana e rimane in membrana durante questa conversione.

2.   Dopo, l’AMPc attiva la Protein Kinasi A (PKA), che a sua volta fosforila altri enzimi bersaglio per modificare in qualche modo il metabolismo o l’attività enzimatica della cellula.

3.   Quindi, una fosfodiesterasi velocemente demolisce l’AMPc, interrompendo l’attivazione della Protein Kinasi A.

ADENILATO CICLASI

Inattivazione:

AZIONE DEI RECETTORI -ADRENERGICI TRAMITE Gi

La subunità di Gi forma un complesso con l‘Adenilato ciclasi, per inibire la conversione dell’ATP ———> 3'-5'-cAMP

Gs-alfafosfodiesterasi

Regolazione dei livelli di AMP ciclico:viene demolito dall’enzima fosfodiesterasi

L’attivazione della fosfodiesterasi avviene per fosforilazione attraverso una via avviata dall’insulina

L’inibizione della fosfodiesterasi avviene grazie al GMP ciclico o per mezzo della metilxantina

•   Tossina del Colera – Ribosila la subunità di Gs, bloccandola nello

stato attivato. RISULTATO = overproduzione di cAMP.

•    Tossina della Pertosse – Blocca l’attivazione della subunità di Gi.

RISULTATO = inibizione dell’inibizione della sintesi di cAMP.

•    Metilxantina -- Caffeina -- Inibiscono la fosfodiesterasi. RISULTATO = Livelli più alti di cAMP nella cellula.

•   Forscolina – attivazione diretta dell’adenilato ciclasi

Tools farmacologici nello studio dell’AC

Isoforme dell’adenilato ciclasi di mammifero

Sunahara RK, Taussig R. Isoforms of mammalian adenylyl cyclase: multiplicities of signaling. Mol Interv. 2002 Jun;2(3):168-184.

  FOSFOLIPASI-C

Attivazione:

AZIONE DEI RECETTORI 1-ADRENERGICI TRAMITE Gq

La Subunità- attivata (vi sono isoforme che legano la Subunità- !) forma un complesso con la Fosfolipasi-C, per tagliare un LIPIDE - il Fosfatidilinositolo-4,5-difosfato - in due diverse parti:

•Diacilglicerolo (DAG)

•Inositolo Trifosfato (IP3)

Trasduzione del segnale intracellulareindotto dalla cascata del PIP2

Diacilglicerolo (DAG)

Il DAG rimane in membrana e stimola la Protein Kinasi C (PKC) a fosforilare enzimi bersaglio Ca+2-dipendenti.

Tools farmacologici:

Esteri del Forbolo mimano le azioni del DAG e quindi attivano la Protein Kinasi C.

Inositolo Trifosfato (IP3)

L’IP3 và al RE, dove stimola il rilascio di Ca+2.

Tools farmacologici:

Litio inibsce la degradazione dell’IP3 inibendo le fosfatasi. Ciò

mantiene i canali del Ca+2 del RE aperti più a lungo. RISULTATO = concentrazione intracellulare di calcio più elevata.

Calcio

Attiva la Protein Kinasi C (PKC) cosicchè può fosforilare enzimi bersaglio.

Attiva la Ca+2-Calmodulina Kinasi per fosforilare altri enzimi bersaglio.

Isoforme diverse della Fosfolipasi C possono essere attivate da subunità diverse di Gq

La cascata dei fosfoinositidi sfrutta piccole quantità di fosfatidilinositolo 4,5-difosfato della membrana plasmatica. Questo glicerofosfolipide fortemente carico è il principale substrato di diverse isoforme di fosfolipasi C. Uno dei prodotti, l’inositol 1,4,5-trifosfato diffonde verso il reticolo endoplasmatico, si lega a canali ionici chemio-dipendenti, e stimola l’efflusso di calcio dal lume del RE nel citosol. Il calcio citosolico può legarsi alla calmodulina e activare una classe di protein kinasi (PK CaM-dipendente). Il calcio citosolico può legarsi, assieme al diacilglicerolo, ad un’altra protein kinasi (protein kinasi C, PKC).

fosfolipasi C-

fosfatidilinositolo 4-5 difosfatoinositolo-P3 diacilglicerolo

Gq-alfabeta-gammareticolo

endoplasmico liscio

fosfolipasi C-