Chapter 6: Cell Signaling

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6.11:

¿Qué son los segundos mensajeros?

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What are Second Messengers?

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– [Instructor] Cuando se reciben mensajes en la superficie de la célula, mensajeros secundarios transmiten esos mensajes para las moléculas dentro de la célula para crear una respuesta. Una importante cascada de señalización intracelular es el inositol trifosfato diacilglicerol, o vía IP3 / DAG. En la superficie celular, hormonas y neurotransmisores se unen a los receptores acoplados a proteínas G que activan una enzima, como la fosfolipasa C. Esta enzima hidroliza, o descompone con agua la capa interna de la bicapa de fosfolípido, cediendo dos segundos mensajeros, DAG y IP3. DAG permanece en la membrana plasmática para reclutar proteína quinasa C, mientras que IP3 se difunde a través del citoplasma y se une a los receptores IP3 en el retículo endoplásmico causando que los iones de calcio se liberen en el citoplasma. Estos iones de calcio se unen y activan la proteína quinasa C, que fosforila otras proteínas intracelulares, resultando en una respuesta celular.

6.11:

¿Qué son los segundos mensajeros?

Debido a que muchos ligandos de unión de receptores son hidrófilos, no cruzan la membrana celular y por lo tanto su mensaje debe ser transmitido a un segundo mensajero en el interior. Hay varias segundas vías de mensajería, cada una con su propia forma de transmitir información. Los receptores acoplados a la proteína G pueden activar tanto la vía del fosfoinositol como la del AMP cíclico (cAMP) como segundo mensajero. La trayectoria fosfoinositol es activa cuando el receptor induce fosfolipasa C para hidrolizar el fosfolípido, fosfatidylinositol bifosfato (PIP₂), en dos segundos mensajeros: diacilglice (DAG) y trifosfato de inositol (IP₃). DAG permanece cerca de la membrana celular y activa la proteína quinasa C (PKC). IP₃ se transloca al retículo endoplasmático (ER) y se convierte en el ligando de apertura para los canales de iones de calcio en la membrana ER, liberando calcio en el citoplasma.

En la vía cAMP, el receptor activado induce adenilato ciclasa para producir múltiples copias de campo de moléculas cercanas de trifosfato de adenosina (ATP). cAMP puede estimular la proteína quinasa A (PKA), abrir canales de iones de calcio e iniciar la enzima-proteína de intercambio activada por cAMP (Epac).

Similar a cAMP, es el monofosfato de guanosina cíclico. cAMP se sintetiza a partir de moléculas de trifosfato de guanosina (GTP) cuando se activa la guanylyl ciclasa. Como segundo mensajero, cGMP induce la proteína quinasa G (PKG). La PKG tiene muchas funciones superpuestas de la PKA, sin embargo, la expresión de PKG está restringida a los tejidos vasculares, los pulmones y el cerebro.

El trifosfato de silinositol (PIP₃) es un segundo mensajero derivado de la fosforilación de PIP_2. Este evento se desencadena cuando los factores de crecimiento unen el receptor de tirosina quinasa (RTK) receptor. PIP₃ recluta Akt (también conocido como proteína quinasa B) a la membrana. Esta quinasa está íntimamente involucrada en la regulación de las vías de supervivencia celular, incluyendo la proliferación, la apoptosis y la migración.

Leitura Sugerida

Newton, Alexandra C., Martin D. Bootman, and John D. Scott. “Second Messengers.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 8, no. 8 (August 2016). [Source]

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Second Messengers Cell Surface Messages Intracellular Signaling Cascade Inositol Triphosphate Diacylglycerol Pathway IP3/DAG Pathway G-protein Coupled Receptors Phospholipase C DAG IP3 Calcium Ions Endoplasmic Reticulum Protein Kinase C Cellular Response Hydrophilic Ligands Phosphoinositol Pathway Cyclic AMP Pathway Phosphatidylinositol Biphosphate (PIP2)