Mecanismos de Transducción de Señales: Proteínas G, Adenilato Ciclasa y Fosfolipasa C

Transmisión intracelular de señales mediante proteínas G y adenilato ciclasa

La adenilato ciclasa es una proteína integral de membrana con el sitio activo orientado hacia el citoplasma. La asociación con la subunidad alfa estimula a la enzima a catalizar la síntesis de AMP cíclico (AMPc) a partir de ATP. El AMP cíclico actúa como un efector alostérico de la proteína quinasa A dependiente de AMPc (PKA), la cual cataliza la fosforilación de diferentes proteínas. El AMP cíclico cumple la función de segundo mensajero.

Activación de la Proteína Quinasa A (PKA)

La vía de transducción de señal continúa mediante la activación de la PKA por el AMPc:

• La proteína quinasa A, en su forma inactiva, es un tetrámero formado por 2 subunidades reguladoras (R) y 2 subunidades catalíticas (C).
• Cada subunidad R tiene 2 sitios de unión específicos para el AMP cíclico.
• Cuando se unen 4 moléculas de AMPc a las subunidades R, estas sufren un cambio conformacional que provoca su separación de las subunidades C.
• Las subunidades C liberadas catalizan la fosforilación de restos de Serina (Ser) y Treonina (Thr) en las proteínas sustrato.

La fosforilación de proteínas sustrato por la PKA puede activarlas o inactivarlas, según el caso. Entre ellas se encuentran las enzimas encargadas de la síntesis y degradación del glucógeno.

Transmisión intracelular de señales mediante proteínas G y fosfolipasa C

El proceso inicia cuando una hormona o compuesto (la señal) se une al receptor. Esto activa a la proteína G, la cual intercambia su GDP por GTP.

Cascada de la Fosfolipasa C

La proteína G (subunidad alfa) activada se une a la Fosfolipasa C, una proteína anclada a la membrana. Una vez activa, actúa sobre un fosfolípido específico de la membrana llamado Fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2). La fosfolipasa corta la cabeza polar del fosfolípido, dividiendo la molécula en dos:

• IP3 (Inositol trifosfato): La cabeza polar que se libera al citoplasma.
• DAG (Diacilglicerol): La cola que queda anclada en la membrana.

Rol del IP3 y el Calcio

El IP3 actúa como un segundo mensajero que viaja hasta el canal iónico del Retículo Endoplasmático (RE):

• Cuando el canal está solo, permanece cerrado e inactivo.
• Cuando llega el IP3, el canal se abre. Dado que el RE actúa como reservorio de iones de calcio, al abrirse el canal, estos se liberan masivamente, incrementando la concentración de calcio en el citoplasma.

Activación de la Proteína Quinasa C (PKC)

Finalmente, se activa la enzima proteína quinasa C (PKC). Para que esto ocurra, se requiere la unión de los iones de calcio liberados del RE y la unión del diacilglicerol (DAG) presente en la membrana. Una vez activa, la PKC se encarga de fosforilar proteínas, añadiendo un grupo fosfato que modifica la actividad celular.