Mecanismo de acción hormonal y transducción de señales Profesor Titular : Dr.Héctor Godoy Morales Profesor Adjunto : Dr. Alfredo Ulloa Aguirre Presenta : Dr. José Arturo Mora Rodríguez Biología de la Reproducción Hospital Angeles del Pedregal

Tipos de Receptores c) tirosincinasa d) citocinas b) 7 dominios JAK2 d) citocinas b) 7 dominios a)intracelulares

Receptores intracelulares Hormonas: Glucocorticoides Mineralocorticoides Progesterona Androgenos Tiroxina Estradiol Vitamina D Ac retinoico PPAR Extremo amino Dominio de union al DNA Extremo carboxilo

Receptores intracelulares ligando receptor núcleo

Receptores intracelulares Se activan solo en las células objetivo Efecto específico: <1% de las proteínas o mRNA Se unen al HRE Regulan la trascripción Basal promoter element TATAbox: GTATA(A/T)A(A/T) CAATbox

Receptores intracelulares El HRE debe asociarse para funcionar adecuadamente: Cis DNA Trans factores HRU Hormone response unit

Receptores intracelulares Pueden ser coactivadoras de otros elementos( Coactivadores ) CBP p300 p160 Actividad acetil transferasa de las histonas (HAT)

Receptores de 7 dominios ACTH Serotonina Glucagon MSH Somatostatina ADH Angiotensina II Prostaglandinas b y a2 adrenergico TSH PTH LH FSH GRH TRH Calcio

Adenilato ciclasa Proteina Gs o Gi

Receptores de 7 dominios: cAMP Nucleótido ubicuo Las hormonas aumentan o disminuyen su concentración intracelular Respuesta: varía entre tejidos y entre células Varias hormonas pueden actuar mismo nivel

X adipocito epinefrina glucagon TSH ACTH receptor LH MSH cAMP vasopresina adipocito

Receptores de 7 dominios: cAMP Algunos efectos cAMP son extranucleares Otros son intranucleares Los cambios extranucleares se realizan a traves de la fosforilacion de nezimas criticas en glucogenolisis gluconeogenesis y lipólisis. cAMP

Adenilciclasa Proteína G hormona b g a cAMP ATP

DNA

Receptores de 7 dominios: fosfoproteínas La fosforilación y defosforilación ejerce los efectos del cAMP El efecto esta dado por fosforilasa, fosfatasa o sustratos diferentes Fosfocinasa A cAMP transcripción

Receptores de 7 dominios: fosfodiesterasas y fosfatasas de fosfoproteínas Las acciones de las hormonas terminan con hidrólisis de cAMP por fosfodiesterasas. Reguladas por Ca++, calmodulina Defosforilación, 2 tipos Atacan serina o treonina Tipo 1: subunidad b de la fosforilasa cinasa Tipo 2: subunidad a de la fosforilasa cinasa Atacan Tirosina

Adenilciclasa Proteína G b a b g g inhibidoras se conocen menos se adenisilan los alfa s en ciertas posiciones lo cual inactiva a la GTPasa Las unidades bg existen en mayor proporcion que las proteinas G por lo que se unen nuevamente a la a y terminan el efecto

Receptores de 7 dominios: calcio y fosfatidil inositol Ca++: regula varios procesos Contracción muscular Secreción Cascada de coagulacion Actividad enzimática Excitabilidad de membrana Mensajero intracelular

Ca++ Ca++ Proteincinasa 3 Ca++ Ca++ Ca++ El calcio intracelular se controla por tres mecanismos Ca++ 1. Activación de canales de calcio Ca++ 2. Despolarización de la membrana Proteincinasa 3 Ca++ DAG PLC fosfolipasa C IP3 inositol Libera de los reservorios intracelulares de calcio 3. Activación de PLC PLC IP3 Ca++ Ca++

Receptores de 7 dominios: calcio y fosfatidil inositol

Tirosincinasa Se han encontrado en los factores de crecimiento de manera intrínseca IGF1 EGF Fosforilan residuos de tirosina Inician cascada de fosforilación y defosforilación La fosforilacion de tirosinas es infrecuente <0.03% en los mamíferos EGF activa tirosincinasas que activan PLC y por lo tanto actúan a través de Ca e IP3 Se considera que inician la cascada de defosforilación que contrarregula la accion de las fosfatasas, con dos mecanismos: 1)la hormona activa la protein tirosin cinasa (PTK) como Tyk2 JAk1 oJak2 que fosforilan una o mas proteinas citoplasmaticas que se asocian con proteinas puerto a traves de la union con SRC se desconoce el resto de los pasos.

Union a ATP y efecto tirosincinasa extracelular Subunidad a Union a hormonas Subunidad b Union a ATP y efecto tirosincinasa citoplasma

Citocinas GH Prolactina Eritropoyetina CSF Citocinas

Acción de Hormonas Esteroideas vs Gonadotrofinas Hormonas Peptidicas Esteroides Tiempo circulacion corto largo Velocidad acción rapida lenta Efecto corto largo Localizacion del receptor membrana intracelular Regulación Post-receptor alta baja Amplificación señal alta baja 3

Mecanismo de Accion Receptores Esteroideos

Superfamilia Receptores Esteroideos Incluye: Glucorticoides Mineralocorticoides Progesterona Androgenos Estrogenos Tiroideas Vitamina D Acido Retinoico

Lipophillic Hormone Plasma membrane Hormona lipofilica transportada por la sangre La hormona se une el receptor intracelular induce la dimerización del receptor y la activación Compejo se introduce al nucleo Se une al "elemento de respuesta hormonal" para regular la expresión génica Target cell Cytoplasm Intracellular receptor Translation Nuclear envelope Transcription Promoter Target gene “Hormone response element” Nucleus

2. Receptor Glucocorticoide

Glucocorticoides 1. GR se encuentra nactivo en el citoplasma  Complejo con las proteinas de choque termino 90 (hsp90). 2. Glucocorticoides (G) se difunden a traves de la membrana y entra al citoplasma 3. G se une al GR  cambio en la conformación disociación hsp90 4.  Señalización en el nucleo del GR.

6. Dimero Hormona-receptor activa el elemento de respuesta hormonal. 7. Union de HR dimerizado activa la transcripción. 8. Contienen 2 dedos de zinc (1) controla la unión del DNA , (2) controla dimerización

Especificidad de unión de DNA dimerización

¿ Como se activan los receptores esteroideos ? Sabemos que cuando se une a la hormona, al complejo hormona-receptor inicia la transcripción de los genes. Pero, ¿cómo? - Papel de las proteínas de choque térmico (HSP) - Papel de los elementos de respuesta hormonal (HREs)

Papel de los HSPs Union de Hormona-receptor resulta en la perdida de HSPs seguido de dimerización y posteriormente transcripción.

H Gene Transcription HRE Accion de los receptores esteroideos: Papel de las Proteinas de choque termico y HREs hsp90 H hsp70 hsp59 R H H dimerize H P? H Gene Transcription HRE target gene 5’ flanking region 8

Receptor intracelular no asociados con HSPs. HSPs se unen a glucocorticoides, mineralocorticoides, androgenos, progesterona,y estrogeno en ausencia de la hormona. Sin embargo , receptores de hormonas tiroideas , acido retinoico y vitamina D no se unen a HSPs. Este segundo grupo puede unirse a los elementos de respuesta hormonal en su región de secuencia 5’ pero permanecen inactivos hasta que se une la hormona.

Turk Rhen. Steroid Hormone Action. Chapter 5

Turk Rhen. Steroid Hormone Action. Chapter 5