Libro de dra. monica

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Libro de dra. monica

  1. 1. Kronenberg: Williams Textbook of Endocrinology, 11th ed.Copyright © 2008 Saunders, An Imprint of ElsevierCHAPTER 3 – GENETIC CONTROL OF PEPTIDE HORMONE FORMATIONJoel F. Habener ▪ Evolution of Peptide Hormones and Their Functions, 19 ▪ Steps in Expression of a Protein-Encoding Gene, 19 ▪ Subcellular Structure of Cells that Secrete Protein Hormones, 21 ▪ Intracellular Segregation and Transport of Polypeptide Hormones, 21 ▪ Processes of Hormone Secretion, 24 ▪ Structure of a Gene Encoding a Polypeptide Hormone, 25 ▪ Regulation of Gene Expression, 26 ▪ Generation of Biologic Diversification, 30Los avances en los campos de la biología molecular y celular han proporcionado una nueva perspectiva sobre elfuncionamiento mecánico de las células. recombinante ácido desoxirribonucleico (ADN) la tecnología y la secuencia(decodificación) de la humanidad entera y el ratón genomas, hoy es posible analizar la estructura precisa y función del ADN, lasustancia genética que es la base para la vida. El descubrimiento de la bioquímica y de sus propiedades estructurales del ADNproporcionan el marco conceptual con el que iniciar una investigación sistemática de los orígenes, desarrollo y organizaciónde las formas de vida [1].La finalización de las secuencias completas del genoma humano y del ratón se llevó a cabo en los años 2003 y 2004, y laanotación de la información codificada está casi terminado. La disponibilidad de un modelo completo de la estructura yorganización de todos los genes que se expresan ahora proporciona una visión profunda de la base de las enfermedadesgenéticamente determinadas. En la próxima década, genotipificación de los individuos poco después de nacer es probable quesea posible. Los enfoques terapéuticos para la corrección de defectos genéticos mediante técnicas de reemplazo de gen esprobable que sea una realidad, con lo que aportan perspectivas a los riesgos relativos para el desarrollo de enfermedades.Las hormonas polipeptídicas constituyen un conjunto sumamente importante y diverso de moléculas reguladoras codificadaspor el genoma cuyas funciones consisten en transmitir información específica entre las células y órganos.Este tipo de comunicación molecular se levantó temprano en el desarrollo de la vida y se convirtió en un complejo sistemapara el control de crecimiento, el desarrollo y la reproducción y para el mantenimiento de la homeostasis metabólica. Estashormonas, entre ellas muchas de las quimiocinas y citocinas que participan principalmente en la regulación del sistemainmunológico, compuesto de aproximadamente 400 o más proteínas pequeñas que van desde tan sólo tres aminoácidos(hormona liberadora de tirotropina o TRH) a 192 aminoácidos (crecimiento hormonal). En un sentido más amplio, estospolipéptidos funcionan como hormonas, cuyas acciones en órganos distantes están mediadas a través de su transporte através del torrente sanguíneo, y como comunicadores locales de célula a célula (fig. 3-1). La última función de las hormonaspolipeptídicas se ejemplifica en su elaboración y la secreción dentro de las neuronas de los sistemas centrales, autonómicas ynervioso periférico, donde actúan como neurotransmisores y en los leucocitos en los que modulan las respuestas inmunes.Estos múltiples modos de expresión de los genes de la hormona polipeptídica han despertado gran interés en las funcionesespecíficas de estos péptidos y los mecanismos de su síntesis y liberación.Este capítulo examina las diversas estructuras de los genes que codifican las hormonas peptídicas y los múltiples mecanismosque regulan su expresión. La síntesis de las hormonas no peptídico (por ejemplo, las catecolaminas, hormonas tiroideas y lashormonas esteroides) implica la acción de enzimas múltiples y de ahí la expresión de múltiples genes, los cuales se discutenen los distintos capítulos dedicados a dichas hormonas.Figura 3-1 Diferentes modos de utilización de hormonas polipeptídicas en la expresión de sus acciones biológicas. Lashormonas peptídicas se expresan en por lo menos cuatro formas en el cumplimiento de sus funciones como moléculasmensajeras celulares: (1) el modo de secreción interna, por efectos de la comunicación entre los órganos (por ejemplo, el ejehipófiso-tiroideo), (2) el modo paracrino, para la comunicación entre los adyacentes las células, a menudo situadas en losórganos endocrinos, (3) el modo neuroendocrino, para la síntesis y liberación de péptidos de las neuronas especializadas
  2. 2. peptidérgicas para la acción sobre los órganos distantes a través del torrente sanguíneo (por ejemplo, los péptidosneuroendocrinos del hipotálamo), y (4) el modo de neurotransmisor, para la acción de péptidos en concierto con los clásicostransmisores amino aminérgico derivados de ácido en la red de comunicación neuronal. polipéptidos idénticas se utilizan confrecuencia en el sistema nervioso, tanto como las hormonas neuroendocrinas y como neurotransmisores. En algunos casos, elproducto se utiliza el mismo gen en los cuatro modos de expresión.Evolución de las hormonas peptídicas y sus funcionesLas hormonas peptídicas levantó temprano en la evolución de la vida. De hecho, los polipéptidos que son estructuralmentesimilares a los péptidos de mamíferos están presentes en los vertebrados inferiores, insectos, hongos y bacterias. [2] Unejemplo de la evolución temprana de péptidos reguladores es la α-factor (feromona apareamiento) de levadura, que es similaren su estructura a la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH). [3] El más antiguo miembro de la familiacolecistoquinina-de los péptidos de gastrina apareció hace por lo menos 500 millones de años en la protochordate intestinalisCiona [4].Así, los genes que codifican las hormonas de polipéptidos, péptidos y en especial de reglamentación, se desarrolló tempranoen el desarrollo de la vida y cumplió inicialmente con la función de la comunicación de célula a célula para hacer frente aproblemas relacionados con la alimentación, crecimiento, desarrollo y reproducción. Como órganos especializados conectadospor un sistema circulatorio desarrollados durante la evolución, de forma similar, si no idénticos, los productos génicos seconvirtió en hormonas con fines de comunicación del órgano a órgano.Pasos en la expresión de un gen de la proteína-codificaciónLos pasos involucrados en la transferencia de información codificada en el lenguaje polinucleótido de ADN al lenguaje ácidopoli-amino de las proteínas biológicamente activas implican la transcripción génica, el procesamiento postranscripcional delos ácidos ribonucleico (ARN), la traducción y el procesamiento posterior a la traducción de las proteínas. La expresión de losgenes y la síntesis de proteínas puede ser considerada en términos de varios procesos importantes, uno o varios de los cualespueden servir de puntos específicos de control en la regulación de la expresión génica (fig. 3-2).Figura 3-2 Pasos en la síntesis celular de las hormonas polipeptídicas. Los pasos que tienen lugar dentro del núcleo incluyen latranscripción de la información genética en un ácido ribonucleico mensajero (ARNm) precursor (pre-mRNA), seguido por elprocesamiento postranscripcional, que incluye la división del ARN, la escisión de los intrones, y reunión de exones, resultandoen la formación de ARNm . Finaliza del mRNA son modificados mediante la adición de tapas metilguanosina en el extremo 5 yla adición de poli (A) tramos en los extremos 3. El ARNm citoplásmico se ensambla con los ribosomas. Los aminoácidos, llevado por ARN de transferencia aminoacylated(ARNt), luego se polimeriza en una cadena polipeptídica. El paso final en la síntesis de proteínas es la de procesamientopostraduccional.Estos procesos tienen lugar tanto durante el crecimiento de la cadena polipeptídica naciente (cotraduccional) y después de laliberación de la cadena completa (posterior a la traducción), e incluyen las divisiones de la cadena polipeptídica proteolítica(reconversión de las pre-prohormonas o prohormonas a las hormonas), derivatizations de aminoácidos (por ejemplo,glicosilación, fosforilación), y cross-linking y montaje de la cadena polipeptídica conformada en su estructura. El diagrama representa la síntesis y el procesamiento posterior a la traducción de un polipéptido segregado típico, querequiere el transporte vectorial o unidireccional de la cadena polipeptídica a través de la bicapa membrana del retículoendoplásmico, lo que da lugar en el secuestro del polipéptido en la cisterna del retículo endoplásmico, un primer paso en laexportación de proteínas destinadas a la secreción de la celda (ver fig. 3-6).La mayoría de transformación de traslación se produce dentro de la célula como se muestra (presecretor) y en algunos casosfuera de la celda, cuando más divisiones proteolíticas o modificaciones de la proteína puede tener lugar (post-secretorio).CHO, hidratos de carbono.Los reordenamientos y transposiciones de los segmentos de ADN.Estos procesos ocurren durante muchos años (eones) en la evolución, con la excepción de los mecanismos de reordenamientogenético poco común de somáticos como el reordenamiento de los genes de inmunoglobulina durante la vida de un individuo.Transcripción.Síntesis de los resultados de ARN en la formación de copias de ARN de los dos alelos de genes y es catalizada por la RNApolimerasa factores basales de transcripción II-asociada.Procesamiento postranscripcional.modificaciones específicas del ARN incluyen la formación de ARN mensajero (ARNm) a partir del precursor del ARN a travésde la escisión y reunión de segmentos de ARN (intrones y exones) y las modificaciones del extremo 3 del ARN porpoliadenilación y del extremo 5 mediante la adición de 7-metilguanina "topes".Traducción.Los aminoácidos son ensamblados por el apareamiento de bases de nucleótidos de los trillizos (anticodones) específicos de la"compañía" aminoacylated ARN de transferencia correspondientes a los codones del ARNm obligado a polirribosomas y sepolimerizan en las cadenas de polipéptidos.
  3. 3. Procesamiento postraduccional y modificación.Últimos pasos en la síntesis proteica puede implicar una o más divisiones de los enlaces peptídicos, que se traducen en laconversión de los precursores biosintéticos (prohormonas), a las formas intermedias o finales de la proteína; derivatizaciónde los aminoácidos (por ejemplo, glicosilación, fosforilación, acetilación, myristoylation ), y el plegamiento de la cadenapolipeptídica transformada en su conformación nativa.Cada uno de los pasos específicos de la expresión génica requiere la integración de las reacciones bioquímicas enzimáticasprecisa y otros. Estos procesos se han desarrollado para proporcionar alta fidelidad en la reproducción de la informacióncodificada y para proporcionar puntos de control para la expresión del fenotipo de las células.El tratamiento posterior a la traducción de proteínas crea la diversidad en la expresión génica a través de modificaciones de laproteína. Aunque la información contenida funcional de una proteína codificada en última instancia, es la secuencia deaminoácidos primaria, las actividades biológicas específicas son una consecuencia de la orden superior secundaria, terciaria ycuaternaria de las estructuras del polipéptido. Dada la amplia gama de posibles modificaciones específicas de los aminoácidos,como la glicosilación, fosforilación, acetilación, amidación, lipidación, y la sulfatación, [5] uno de los cuales pueden afectar a laconformación o la función de la proteína, un solo gen puede en última instancia codificar una amplia variedad de proteínasespecíficas como resultado de los procesos postraduccionales.Las hormonas polipeptídicas se sintetizan en forma de grandes precursores que parecen cumplir varias funciones en lossistemas biológicos (fig. 3-3), incluyendo (1) el tráfico intracelular, el que la célula distingue entre clases específicas de lasproteínas y los dirige a sus sitios de acción, y (2) la generación de múltiples actividades biológicas de una proteína comúngenéticamente codificados por las variaciones regulado o específico de las células en las modificaciones postraduccionales(fig. 3-4).Figura 3-3 Diagrama representación de dos configuraciones de los precursores de las hormonas polipeptídicas. Diagramas deredes troncales representan polipéptido de secuencias de la proteína codificada en el mRNA. Una forma de precursor consisteen la señal de NH2-terminal, o presequence, seguida por la parte apoproteína del polipéptido que las necesidades deprocesamiento no más lejos de la actividad proteolítica. Una segunda forma de precursor es un pre-prohormona que consisteen la secuencia de señales NH2-terminal seguida de una poliproteína, o prohormona, secuencia consistente de los dominios dedos o más péptidos unidos entre sí que son posteriormente liberados por las divisiones durante el procesamientopostraduccional de la prohormona. La razón para la síntesis de hormonas polipeptídicas en forma de precursores es sólo amedias. Es evidente que las secuencias de NH2-terminal funcional de la señal en las primeras etapas de transporte delpolipéptido en la vía secretora. Prohormones o poliproteínas, a menudo sirven para proporcionar una fuente de múltiplespéptidos bioactivos (ver fig. 3-4). Sin embargo, prohormonas que muchos pueden contener secuencias de los péptidos que seeliminan por la escisión y no tienen actividad biológica conocida, y que se conocen como péptidos críptica, tal vez esperandoel descubrimiento de actividades biológicas únicas. Otros péptidos puede servir como separador entre dos secuencias depéptidos bioactivos (por ejemplo, el péptido C de la proinsulina). En los casos en que se encuentra un péptido bioactivo en elextremo COOH de la prohormona, la secuencia de prohormona NH2-terminal sólo puede facilitar la translocacióncotraduccional del polipéptido en el retículo endoplásmico (ver fig. 3-6).
  4. 4. Figura 3-4 Diagrama ilustración de las estructuras primarias de prohormonas varias. Las áreas muy oscura de prohormonasdenotan las regiones de la secuencia que constituyen conocida péptidos biológicamente activos que se han desdoblamientoposterior a la traducción de prohormonas. Secuencias indicado por la eclosión de las regiones precursoras denotan quealteran la especificidad biológica de esa región del precursor. Por ejemplo, el precursor contiene la secuencia de la hormonade γ-estimulante de melanocitos (γ-MSH), pero cuando éste está unido covalentemente al péptido CLIP, que constituye lahormona corticotropina (corticotropina, ACTH). La somatostatina-28 (SS-28) es una forma NH2-terminal ampliada de lasomatostatina-14 (SS-14) que tiene mayor potencia que la SS-14 sobre ciertos receptores. La secuencia neurofisina vinculadosa la terminal COOH de la vasopresina (ADH) funciona como una proteína transportadora de la hormona ADH durante sutransporte por el axón de las neuronas en el que se sintetiza. El precursor proencefalina representa una poliproteína quecontiene varios péptidos similares en su secuencia, ya sea met-encefalina (M) o leu-encefalina (L). Procalcitonina y laprocalcitonina producto relacionado con el gen (CGRP) comparten secuencias idénticas terminal NH2-, pero difieren en susregiones terminal COOH-como resultado del splicing alternativo durante el procesamiento postranscripcional del ARNprecursor. γ-LPH, γ-lipotropina; GLP, el péptido similar al glucagón, IP, que interviene péptido.Todas las hormonas peptídicas y péptidos reguladores estudiados hasta el momento contienen secuencias de la señal o ellíder en el amino terminal, estas secuencias helicoidales hidrófobas reconocer sitios específicos en las membranas del retículoendoplasmático rugoso, lo que resulta en el transporte de polipéptidos nacientes en la ruta de secreción de la celular (v. figs.3-2 y 3-3 [2] [3]). [6] La consecuencia de las secuencias de señales especializados de las proteínas precursoras es que lasproteínas destinadas a la secreción son elegidos de una gran cantidad de proteínas celulares de otros el secuestro y posteriorenvasado en gránulos de secreción y de exportación de la célula. Además, la mayoría, si no todas, de las hormonas máspequeñas y péptidos reguladores se producen como consecuencia de divisiones postraduccionales de los precursores en elcomplejo de Golgi de las células secretoras.Subcelulares Estructura de células que secretan la proteína HormonasLas células cuyas funciones principales son la síntesis y exportación de proteínas contienen altamente desarrollado,especializado organelas subcelulares para la traslocación de proteínas secretadas y sus envases en los gránulos de secreción.Las vías subcelulares utilizados en la secreción de proteínas se han aclarado en gran medida gracias a los esfuerzos inicialesde Palade [7] (revisado por Jamieson [8]). células secretoras contienen una abundancia de retículo endoplásmico, complejo deGolgi y gránulos de secreción (fig. 3-5). Las proteínas que han de ser secretada por las células se transfieren durante susíntesis en estas organelas subcelulares, que transportan las proteínas de la membrana plasmática.
  5. 5. Figura 3-5 Representación esquemática de las organelas subcelulares involucrados en el transporte y secreción de hormonaspolipeptídicas u otras proteínas secretadas dentro de una célula de proteínas secretoras. (1) Síntesis de proteínas enpolirribosomas adjunta al retículo endoplásmico (RER) y la descarga vectorial de proteínas a través de la membrana en lacisterna. (2) Formación de ida y vuelta vesículas (elementos de transición) de retículo endoplásmico seguido por sutransporte y su incorporación por el complejo de Golgi. (3) Formación de gránulos de secreción en el complejo de Golgi. (4) Eltransporte de gránulos de secreción de la membrana plasmática, la fusión con la membrana plasmática, y exocitosis queresulta en la liberación de gránulos contenidos en el espacio extracelular. Tenga en cuenta que la secreción puede darse por eltransporte de vesículas secretoras y gránulos inmaduros, así como los gránulos maduros. Algunos gránulos se recogen y sehidroliza por los lisosomas (crinophagy). Golgi, complejo de Golgi, retículo RER, endoplasmático rugoso; SER, el retículoendoplásmico liso. (De Habener JF. Biosíntesis y la secreción de la hormona. En Felig P, Baxter JD, Broadus AE, et al, eds.Endocrinología y Metabolismo. New York: McGraw-Hill, 1981: 29-59).La secreción de las proteínas comienza con la traducción del ARNm que codifica el precursor de la proteína en el retículoendoplasmático rugoso, que consiste en la elaboración de polirribosomas adjunta sáculos membranosos que contienencavidades (cisternas). El recién sintetizadas, las proteínas nacientes se descargan en las cisternas de transporte a través de labicapa lipídica de la membrana. Dentro de las cisternas del retículo endoplásmico, las proteínas son transportadas al aparatode Golgi por mecanismos que no se comprenden. El aumento de las proteínas de acceso al complejo de Golgi, ya sea portransferencia directa de las cisternas, que se encuentran en continuidad con los canales membranosos del complejo de Golgi, opor vía de ida y vuelta vesículas conocidas como elementos de transición (ver fig. 3-5).Dentro del complejo de Golgi, las proteínas son empaquetados en vesículas secretoras o gránulos de secreción por suincipiente de las pilas de Golgi en forma de gránulos inmaduros. gránulos inmaduros someterse a la maduración a través de lacondensación del material proteínico y la aplicación de una capa específica alrededor de la primera membrana de Golgi. Alrecibir los estímulos adecuados extracelular (vía de secreción regulada), los gránulos de migrar a la superficie celular y sefusionan para convertirse en continuo con la membrana plasmática, lo que resulta en la liberación de proteínas al espacioextracelular, un proceso conocido como exocitosis.La segunda vía de transporte intracelular y la secreción implica el transporte de proteínas contenidas en vesículas secretorase inmaduros gránulos secretores (ver fig. 3-5). Aunque el uso de esta vía de transporte alternativo vesícula-mediado quedapor demostrar de forma concluyente (por lo general se considera un constitutiva, o no regulada, la vía), diferentes estímulosextracelulares pueden modular la secreción de la hormona de forma diferente, dependiendo de la vía de secreción. Porejemplo, en la glándula paratiroidea y en la línea celular de las células derivadas de la pituitaria corticotropo (ATT-20), reciénsintetizadas hormona se libera más rápidamente que la hormona sintetizada antes. Estos resultados sugieren que la hormonarecién sintetizada puede ser transportado a través de una vía de vesícula-mediado, sin incorporación al almacenamiento degránulos maduros.La segregación y transporte intracelular de las hormonas polipeptídicasaminoácido específico secuencias codificadas en las proteínas sirven como indicadores de dirección en la manipulación deproteínas dentro de las organelas subcelulares. [6] [9] [10] Una célula eucariota típica sintetiza un estimado de 5.000proteínas diferentes durante su vida útil. Estas proteínas se sintetizan diferentes por un conjunto común de polirribosomas.Sin embargo, cada una de las diferentes proteínas se dirige a una ubicación específica dentro de la célula, donde se expresa sufunción biológica. Por ejemplo, a grupos específicos de las proteínas son transportadas a las mitocondrias, en las membranas,en el núcleo, o en otros orgánulos subcelulares, donde sirven como proteínas reguladoras, enzimas o proteínas estructurales.Un subconjunto de proteínas está diseñado específicamente para la exportación de la celda (por ejemplo, lasinmunoglobulinas, la albúmina sérica, factores de coagulación de la sangre y las proteínas y las hormonas polipeptídicas).Este proceso de transporte de dirección de las proteínas involucra sofisticadas señales informativas. Dado que la informaciónde estos procesos de translocación debe residir en su totalidad o en parte dentro de la estructura primaria o en laspropiedades conformacionales de la proteína, secuencial modificaciones postraduccionales puede ser crucial para determinarla especificidad de la función de la proteína. Continúa las investigaciones de la clasificación y el tráfico de proteínas en lascélulas han revelado un aumento complejidad más allá del paradigma ilustra en la figura simple. 3-5. [11] La clasificaciónsecuencial de las proteínas a sus destinos finales, ya sean de exportación de las células (secreción) o dirigida a uncompartimiento subcelular o orgánulo, se lleva a cabo no sólo en el aparato de Golgi, sino también pre-Golgi en el retículo
  6. 6. endoplasmático y post-Golgi en endosomas y tubulosaccules. [12] Es interesante contemplar que todos y cada uno de los 5000más o menos proteínas que se expresan en una célula contiene una señal específica dirigidas a la encargada de dirigir laproteína a su destino final. Estas señales dirigidas a consistir en estiramientos de corta de aminoácidos en las proteínas quesirven como "códigos de área" para asegurar su entrega precisa. Moderno proteómica y bioinformática utilizando enfoquesson capaces de predecir la localización de las células basadas en las características de estas señales de orientación. [13]Secuencias en el Procesamiento de la Señal prohormona y la secreción del péptidoLos procesos iniciales de la secreción de proteínas que dan lugar al transporte específica de las proteínas exportadas en la víasecretora se están convirtiendo en una mejor comprensión. [6] [10] [11] [12] [13] [14] [15] indicios iniciales de este procesovino de las determinaciones de las secuencias de aminoácidos de las proteínas programada por la traducción libre de célulasde ARNm codifica polipéptidos secretados. [16] Las proteínas secretadas se sintetizan como precursores que se extienden ensus terminales NH2 por secuencias de 15 a 30 aminoácidos, llamados secuencias de la señal o líder. extensiones de señal desecuencia, o sus equivalentes funcionales, son necesarios para la orientación de la proteína ribosomal o incipientes a lasmembranas específicas y para el transporte vectorial de la proteína a través de la membrana del retículo endoplásmico. Elsurgimiento de la secuencia de señales de la subunidad ribosomal grande, el complejo ribosomal específicamente hacecontacto con la membrana, lo que resulta en la translocación del polipéptido naciente a través de la membrana del retículoendoplásmico en la cisterna como el primer paso en el transporte del polipéptido dentro de la vía secretora. Estasobservaciones inicialmente dejó sin respuesta la pregunta de cómo polirribosomas específicas que se traducen ARNm quecodifican proteínas secretoras reconocen y se adhieren al retículo endoplásmico (fig. 3-6).Figura 3-6 Diagrama que representa los eventos celulares en las etapas iniciales de la síntesis de una hormona polipeptídicade acuerdo a la hipótesis de la señal. En este esquema, una partícula de reconocimiento de la señal, que consiste en uncomplejo de seis proteínas y un RNA (RNA 7S), interactúa con el péptido señal de NH2-terminal de la cadena polipeptídicanaciente después de aproximadamente 70 aminoácidos se polimerizan, lo que resulta en el arresto de un mayor crecimientode la cadena polipeptídica. El complejo de la partícula de reconocimiento de señal y de la cadena naciente polirribosomapermanece en un estado de detención de traslación hasta que se reconoce y se une a una proteína de acoplamiento, que es unaproteína receptora localizada en la cara citoplasmática de la membrana reticular endoplásmico. Esta interacción del complejode la señal de la partícula de reconocimiento de acoplamiento con la proteína libera el bloque de traslación, y se reanuda lasíntesis de proteínas. La cadena polipeptídica naciente se descarga a través de la membrana bicapa en la cisterna del retículoendoplásmico y es liberada por el péptido señal mediante fragmentación con una peptidasa señal situada en la cara cisternalde la membrana. En este modelo, el péptido señal se escinde de la cadena polipeptídica por la peptidasa señal antes de lacadena se completa (hendidura cotraduccional). La configuración del polipéptido durante el transporte a través de lamembrana y las fuerzas y mecanismos responsables de su desplazamiento no se conocen. El lazo, o la horquilla, laconfiguración de la cadena que se muestra es un modelo arbitrario, otros modelos son igualmente posibles.Debido a que las membranas microsomales reproducir in vitro la actividad de transformación de las células intactas, fueposible identificar macromoléculas responsable de la tramitación del precursor y para las actividades de translocación. [17] Elretículo endoplásmico y el citoplasma contener un conjunto de moléculas, llamado una partícula de reconocimiento de señalcomplejo, que consta de al menos 16 proteínas diferentes, entre ellos tres Triphosphatases guanosina para generar energía[18] y un 7S ARN. [6] [10] [19] (la última revisión en referencia 20). Este complejo, o de partículas, se une a los polirribosomasque participan en la traducción de ARNm codifica polipéptidos secretora, cuando la secuencia de señales NH2-terminal deprimera surge de la subunidad grande del ribosoma.La interacción específica de la partícula de reconocimiento de señales con la secuencia de señales incipientes y las detencionespolirribosoma otra traducción del ARNm. La proteína naciente permanece en un estado de la traducción detenidos hasta queencuentra una proteína de alta afinidad de unión en el retículo endoplasmático, el reconocimiento de la señal del receptor departículas, o de acoplamiento de la proteína. [6] En la interacción con la proteína de acoplamiento específico, el bloque detraslación es liberado y se reanuda la síntesis de proteínas. La proteína se transfiere a través de la membrana del retículoendoplásmico a través de un túnel proteínico llamado translocón [20].En algún momento, cerca de la terminación de la síntesis de la cadena polipeptídica, la secuencia de señales NH2-terminal seescinde del polipéptido por una peptidasa señal específica se encuentra en la superficie de la membrana cisternal retículo
  7. 7. endoplásmico. La supresión de la secuencia de señales hidrofóbicas libera la proteína (prohormona o de la hormona) para quepueda asumir su estructura secundaria característica durante el transporte a través del retículo endoplásmico y el aparato deGolgi. Curiosamente, después de su escisión de la proteína por la peptidasa señal, el péptido señal puede ser a veces máshendidas en la membrana del retículo endoplásmico para producir un péptido biológicamente activo. La secuencia de señalesde preprolactin de 30 aminoácidos, por ejemplo, está escindida por una peptidasa péptido señal para dar un péptido cargos delos 20 aminoácidos que se libera en el citosol, donde se une a la calmodulina e inhibe la fosfodiesterasa Ca2-calmodulina-dependiente. [21]Esta secuencia en el transporte de dirección de polipéptidos específicos garantiza un procesamiento óptimo de proteínassecretoras cotraduccional, incluso cuando comienza la síntesis en los ribosomas libres. La presencia de una formacitoplasmática del complejo de la señal de partícula de reconocimiento de las garantías que los bloques de traducción que lasíntesis de las proteínas presecretor no se completa en el citoplasma, la transferencia eficaz de las proteínas se produce sólodespués de que se ha hecho contacto con el receptor específico o de acoplamiento proteína en la membrana. Aunque laidentificación de la partícula de reconocimiento de la señal y la proteína de acoplamiento explica la especificidad de la uniónde los ribosomas que contienen ARNm que codifican las proteínas de secreción, no explica el modo de desplazamiento de lacadena polipeptídica naciente a través de la bicapa de la membrana. Además la disección y el análisis de la membrana se hanidentificado otras macromoléculas que son responsables del proceso de transporte [6].Celular tratamiento de ProhormonesLas secuencias de la señal de prehormones y pre-prohormonas están involucrados en el transporte de estas moléculas, pero lafunción de los precursores de la hormona intermedios (prohormonas) no se entiende completamente. La conversión deprohormonas a sus productos finales se inicia en el aparato de Golgi. Por ejemplo, el tiempo que transcurre entre la síntesis dela hormona del pre-proparathyroid y la primera aparición de la hormona paratiroidea se correlaciona estrechamente con eltiempo necesario para que los granos radioautographic para alcanzar el aparato de Golgi. [22] Del mismo modo, la conversiónde proinsulina a insulina se lleva a cabo alrededor de una hora después de la síntesis de proinsulina es completa, y elprocesamiento de proinsulina a insulina y péptido C se lleva a cabo durante el transporte dentro de los gránulos de secreción.[23] La conversión de prohormonas a las hormonas también puede ser bloqueado por los inhibidores de la producción deenergía celular, como antimicina [A y dinitrofenol 24] y por las drogas que interfieren con las funciones de los microtúbulos(vinblastina, colchicina). [25] Por lo tanto, la translocación de la prohormona del retículo endoplasmático rugoso al complejode Golgi depende de la energía metabólica e implica probablemente microtúbulos.No hay evidencia de que las secuencias que son específicos de la prohormona contribuyen o son químicamente implicados enel transporte de la proteína recién sintetizada por el retículo endoplasmático rugoso al aparato de Golgi o que estáninvolucrados en el embalaje de la hormona en las vesículas o gránulos . Los análisis de las estructuras de los productosprimarios de la traducción de mRNAs que codifican proteínas secretoras indican que muchos de estos no son sintetizados enforma de prohormona intermedios (ver fig. 3-3). Sigue siendo extraño que algunas proteínas secretoras (por ejemplo, lahormona paratiroidea, insulina, albúmina sérica) se forman a través de los precursores intermedios, mientras que otros (porejemplo, la hormona del crecimiento, prolactina, albúmina) no lo son.restricciones de tamaño pueden ser colocados en la longitud de un polipéptido de secreción. Cuando la bioactividad de lospéptidos reside en los extremos COOH de los precursores (por ejemplo, la somatostatina, calcitonina, gastrina), extensionesNH2-terminal puede ser obligado a proporcionar una calidad suficiente "spacer" secuencia para permitir que la secuencia deseñales de la cadena polipeptídica naciente creciente emergen de la subunidad grande del ribosoma para la interacción con lapartícula de reconocimiento de señales y de proporcionar la longitud adecuada para abarcar polipéptido de la subunidadribosomal grande y la membrana del retículo endoplásmico durante el transporte vectorial del polipéptido naciente través dela membrana (ver fig. 3-6) . Cuando el producto hormonal final es 100 aminoácidos de longitud o más (por ejemplo, lahormona del crecimiento, prolactina, o α y β subunidades de las hormonas glicoproteína), puede haber ningún requisito parauna prohormona intermedios.Aunque las funciones exactas de prohormonas siguen siendo desconocidos, ciertos detalles de sus divisiones han sidoestablecidas. A diferencia de la situación con prehormones, en la que los aminoácidos en el punto de corte entre la secuenciade la señal y el resto de la molécula (hormonas o prohormonas) varían de una hormona a la siguiente, los sitios de corte de laprohormona intermedios consisten en la base amino ácido lisina o arginina, o ambos, generalmente de dos a tres en tándem.Esta secuencia se rompe preferentemente por endopeptidasas con actividades como la tripsina.Específicas prohormona de la enzima convertidora (PC) consisten en una familia de al menos ocho de tales enzimas. [26] [27][28] La más estudiada de la isoenzimas son PC2 y PC1 / 3, que son responsables de las divisiones de la proinsulina entre lacadena A / péptido C y la cadena B / péptido C, respectivamente. Un paciente rara falta PC1 presentado con la obesidadinfantil, hipogonadismo hipogonadotrópico, y hipercortisolismo y se encontró que tienen niveles elevados de proinsulina y esde suponer alteraciones generalizadas en la modificación neuropéptido [29]. Interrupción selectiva del gen en ratones PC2resultó en el procesamiento de la proinsulina incompleta, dejando Una cadena y el péptido C intacto. [30] En particular,proglucagon en el páncreas sigue siendo totalmente sin procesar, lo que indica que PC2 se requiere para la formación deglucagón. Como consecuencia de la actividad defectuosa PC2 y bajos niveles de glucagón, los ratones tienen hipoglucemiacrónica grave.Después de clivaje endopeptidasa, los residuos restantes básicos son selectivamente eliminados por exopeptidases conactividad semejante a la de la carboxipeptidasa B. En los casos en los que se amidada el residuo terminal COOH de la hormonapeptídica, un proceso que parece mejorar la estabilidad de un péptido, confiándole resistencia a la carboxipeptidasa, enzimas
  8. 8. específicas amidación (péptido amidating monooxigenasas) en los trabajos del complejo de Golgi en concierto con las enzimasde corte para la modificación de la terminal COOH de los péptidos bioactivos. [31] [32]Todos proproteins prohormonas y se rompen por PC procesos enzimáticos en el complejo de Golgi de las células de diversosorígenes. La importancia de las divisiones específicas de prohormonas concreto sigue siendo no se entienden completamente,al igual que la razón de la existencia de prohormona intermedios en algunas pero no todas las proteínas de secreción. Como seindicó anteriormente, los péptidos precursores eliminado de la prohormonas pueden tener actividades biológicas que sonintrínsecos aún no reconocido.Los procesos de secreción hormonalEspecíficas estímulos extracelulares controlan la secreción de hormonas polipeptídicas. Los estímulos consisten en cambiosen el equilibrio homeostático; los productos hormonales a conocer en respuesta a los estímulos actúan sobre los órganosdiana respectivos para restablecer la homeostasis (fig. 3-7). Los sistemas endocrino generalmente consisten en mecanismosde retroalimentación de bucle cerrado de tal manera que, si las hormonas del órgano estimular un órgano B, B de órganos, asu vez segrega hormonas que inhiben la secreción de hormonas de órganos A. Las acciones concertadas de tanto positivas como negativas influencias hormonales mantener así homeostasis. Un ejemplo dedicha regulación de retroalimentación negativa es el control de la secreción de la hormona corticotropina (ACTH) por laglándula pituitaria anterior. El aumento de ACTH estimula la corteza suprarrenal para producir y secretar cortisol, que a suvez retroalimenta para reprimir aún más la secreción hipofisaria de ACTH. Estos procesos de reglamentación también puedenincluir circuitos de retroalimentación en el que las sustancias no hormonales controlados por los órganos diana regulan lasecreción de la hormona.Por ejemplo, un aumento en la concentración de electrolitos plasmáticos, como consecuencia de la deshidratación estimula laliberación de arginina vasopresina (también llamada hormona antidiurética [ADH]) en el lóbulo neural de la glándulapituitaria, y la vasopresina a su vez actúa sobre el riñón para aumentar la reabsorción de agua desde el túbulo renal, con loque reajustar las concentraciones séricas de electrolitos hacia niveles normales.Figura 3-7 ciclos de retroalimentación de regulación del eje hipotálamo-hipófisis de órganos diana. Al ser una combinación deambos factores inhibidores y estimulantes, hormonas actúan a menudo en concierto para mantener el equilibrio homeostáticoen la presencia de perturbaciones fisiológicas o fisiopatológicas. Las acciones concertadas de las hormonas suelen establecercircuitos cerrados de retroalimentación por los efectos estimulantes e inhibidoras acoplado a mantener la homeostasis.En muchos casos, la regulación endocrina es complejo e involucra a las respuestas de varias glándulas endocrinas y losórganos destinatarios respectivos. Después de una comida, la liberación de una docena o más de las hormonas se desencadenacomo consecuencia de la distensión gástrica, las variaciones en el pH del contenido del estómago y el duodeno, y el aumentode las concentraciones de glucosa, ácidos grasos y aminoácidos en la sangre. El aumento en la glucosa plasmática y los nivelesde aminoácidos estimula la liberación de insulina y el péptido hormonas incretinas 1 similar al glucagón y el péptidoinsulinotrópico dependiente de glucosa y suprime la liberación de glucagón por el páncreas. Ambos efectos de promover lacaptación neta de glucosa por el hígado, el transporte celular y la insulina aumenta la captación de la glucosa y los nivelessanguíneos más bajos de glucagón disminuir el flujo de glucosa, debido a las tasas de disminución de la glucogenólisis y lagluconeogénesis.
  9. 9. Kronenberg: Williams Textbook of Endocrinology, 11th ed.Copyright © 2008 Saunders, An Imprint of ElsevierCHAPTER 4 – MECHANISM OF ACTION OF HORMONES THAT ACT ON NUCLEAR RECEPTORSMitchell A. Lazar ▪ Ligands that Act Via Nuclear Receptors, 38 ▪ Subclasses of Nuclear Receptor Ligands, 38 ▪ Orphan Receptors, 39 ▪ Variant Receptors, 39 ▪ Regulation of Ligand Levels, 39 ▪ Nuclear Receptor Signaling Mechanisms, 40 ▪ Domain Structure of Nuclear Receptors, 40 ▪ Nuclear Localization, 41 ▪ Hormone Binding, 41 ▪ Target Gene Recognition by Receptors, 42 ▪ Receptor Dimerization, 42 ▪ Receptor Regulation of Gene Transcription, 43Las hormonas pueden ser divididos en dos grupos en función del lugar en que funcionan en la célula diana. El primer grupoincluye las hormonas que no entran en las células, sino que la señal a través de segundos mensajeros generados por lainteracción con los receptores en la superficie celular. Todas las hormonas polipeptídicas, así como monoaminas y lasprostaglandinas, utilizan receptores de superficie celular (véase el capítulo 5, "Mecanismo de acción de las hormonas queactúan en la superficie celular"). El segundo grupo, el enfoque de este capítulo, incluye hormonas que pueden entrar en lascélulas. Estas hormonas se unen a receptores intracelulares que funcionan en el núcleo de la célula diana para regular laexpresión génica. Clásica hormonas que utilizan receptores intracelulares incluyen la tiroides y las hormonas esteroides.Las hormonas sirven como una forma importante de comunicación entre los diferentes órganos y tejidos, permitiendo que lascélulas especializadas en los organismos complejos para responder de manera coordinada a los cambios en los entornosinternos y externos. Clásica hormonas endocrinas, como las hormonas tiroideas y esteroides, son secretadas por las glándulasde secreción interna y se distribuyen por todo el cuerpo a través del torrente sanguíneo. Estas hormonas se descubrieronmediante la purificación de las sustancias biológicamente activas de las glándulas claramente definible.Se reconoce que muchas otras moléculas de señalización compartir con hormonas tiroideas y esteroides de la capacidad defuncionar en el núcleo para transmitir señales intercelulares y del medio ambiente. No todas estas moléculas se producen enlos tejidos glandulares. Además, mientras que algunas de estas moléculas de señalización llegar a los tejidos diana a través deltorrente sanguíneo como el clásico hormonas endocrinas, otros tienen funciones paracrina (es decir, actúan sobre las célulasadyacentes) o funciones autocrina (es decir, actúan sobre la célula de origen).Además de los clásicos de esteroides y las hormonas tiroideas, lipofílicas moléculas de señalización que utilizan receptoresnucleares son las siguientes: los derivados de metabolitos vitaminas A y D; endógenos como oxysterols y los ácidos biliares, ylos productos químicos no naturales se encuentran en el medio ambiente (xenobióticos). Estas moléculas se denominangenéricamente como ligandos para los receptores nucleares. Los receptores nucleares para todas estas moléculas deseñalización son estructuralmente relacionados y referidos colectivamente como la superfamilia de receptores nucleares. [1][2] [3] El estudio de estos receptores es un rápido movimiento y campo en evolución, y los lectores interesados enactualizaciones e información más detallada pueden visitar la señalización del receptor nuclear Atlas(http://www.nursa.org/index.cfm).
  10. 10. Los ligandos que actúan a través de receptores nuclearesCaracterísticas generales de los ligandos del receptor nuclearA diferencia de las hormonas polipeptídicas que funcionan a través de receptores de superficie celular, no ligandos para losreceptores nucleares están directamente codificadas en el genoma. Por el contrario, los ligandos de receptores nucleares sonpequeñas (peso molecular 1000 [daltons d]) y lipofílicos, lo que les permite entrar en las células. La captación celular de losligandos del receptor nuclear puede ser un proceso pasivo, pero en algunos casos se trata de una proteína de transporte demembrana. Por ejemplo, el transportador de aniones orgánicos oatp3 media entrada hormona tiroidea en las células. [4] Lalipofilia de ligandos de receptores nucleares también les permite ser absorbido por el tracto gastrointestinal, lo que facilita suuso en el reemplazo de los tratamientos farmacológicos de los estados de enfermedad.Otra característica común de ligandos naturales de los receptores nucleares es que todos se derivan de la dieta, el medioambiente, y los precursores metabólicos. En este sentido, la función de estos ligandos y sus receptores es traducir el humor delos entornos externo e interno en cambios en la expresión génica. Su papel fundamental en el mantenimiento de lahomeostasis en los organismos multicelulares se destaca por el hecho de que los receptores nucleares se encuentran en todoslos vertebrados, así como los insectos, pero no en organismos unicelulares como las levaduras [5].Debido a que los ligandos de los receptores nucleares son lipofílicas, la mayoría son fácilmente absorbido por el tractogastrointestinal. Esto hace que los objetivos de receptores nucleares excelente para las intervenciones farmacéuticas. Por lotanto, además de ligandos naturales, muchas drogas en uso clínico objetivo receptores nucleares. Estos van desde los que seutilizan para tratar las deficiencias específicas de la hormona a los utilizados para tratar enfermedades comunes multigénicascomo la inflamación, cáncer y diabetes tipo 2.Las subclases de ligandos del receptor nuclearUna clasificación de los ligandos de receptores nucleares se indica en la Tabla 4-1 y se describe a continuación.TABLE 4-1 -- NUCLEAR RECEPTOR LIGANDS AND THEIR RECEPTORS Classical Hormones Thyroid Hormone: Thyroid hormone receptor (TR), subtypes α, β Estrogen: Estrogen receptor (ER), subtypes α, β Testosterone: Androgen receptor (AR) Progesterone: Progesterone receptor (PR) Aldosterone: Mineralocorticoid receptor (MR) Cortisol: Glucocorticoid receptor (GR) Vitamins 1, 25-(OH)2-Vitamin D3: Vitamin D receptor (VDR) All-trans-retinoic acid: Retinoic acid receptor, subtypes α, β, γ) 9-cis-retinoic acid: Retinoid X receptor (RXR), subtypes α, β, γ) Metabolic Intermediates and Products Fatty acids: Peroxisome proliferator activated receptor (PPAR), subtypes α, δ, γ) Oxysterols: Liver X receptor (LXR), subtypes α, β) Bile acids: Bile acid receptor (BAR)
  11. 11. XenobioticsPregnane X receptor (PXR), Constitutive androstane receptor (CAR) Las hormonas clásica Las hormonas clásica que utilizan para la señalización de receptores nucleares son hormonas tiroideas y las hormonas esteroides. Las hormonas esteroides incluyen cortisol, la aldosterona, estradiol, progesterona y testosterona. En algunos casos (por ejemplo, la hormona tiroidea de los receptores [TR] α y β genes, receptores de estrógeno [ER] α y β), hay múltiples genes del receptor de codificación múltiples receptores. receptores múltiples para la misma hormona también puede derivar de un solo gen, ya sea por el uso de promotores alternativos o splicing alternativo (por ejemplo, β1 y β2 TR). Por último, algunos receptores pueden mediar en la señal de múltiples hormonas. Por ejemplo, el de mineralocorticoides (aldosterona) receptor (RM) tiene igual afinidad por cortisol [6] y, probablemente, funciona como un receptor de glucocorticoides en algunos tejidos, como el cerebro, y el receptor de andrógenos (AR) se une y responde a la testosterona y dihidrotestosterona (DHT) [7]. Vitaminas Las vitaminas se descubrieron los componentes esenciales de una dieta saludable. Dos vitaminas liposolubles, A y D, son precursores de importantes moléculas de señalización que actúan como ligandos de receptores nucleares. Los precursores de la vitamina D se sintetiza y almacena en la piel y se activa por la luz ultravioleta; vitamina D también puede derivarse de fuentes de alimentación. La vitamina D se convierte en el hígado a 25 (OH) vitamina D y en el riñón a 1,25 - (OH) 2-vitamina D3, el ligando natural más potente del receptor de la vitamina D (VDR). El 1- hidroxilación de la 25 (OH) vitamina D está fuertemente regulado, y 1,25 - (OH) 2-D3 actúa como una hormona de vitamina circulante. La vitamina A se almacena en el hígado y se activa a través del metabolismo del ácido todo-trans-retinoico, que es un ligando de alta afinidad para los receptores del ácido retinoico (RAR). El ácido retinoico es probable que funcione como una molécula de señalización en paracrinos, así como las vías endocrinas. El ácido retinoico también se convierte en su 9-cis-isómero, que es un ligando para otro receptor nuclear llamado el receptor retinoide X (RXR). [8] Se trata de los retinoides y sus receptores son esenciales para la vida normal y el desarrollo de múltiples órganos y tejidos [9]. También tienen utilidad farmacéutica de condiciones que van desde enfermedades de la piel a la leucemia. Intermediarios metabólicos y Productos Algunos receptores nucleares se han descubierto para responder a las naturales, productos metabólicos endógenos. Los receptores activados por proliferadores de peroxisomas (PPAR) constituyen la mejor definición de la subfamilia metabolito de detección de receptores nucleares. [10] Hay tres subtipos, y todos son activados por los ácidos grasos poliinsaturados. No solo de ácidos grasos tiene afinidad particularmente elevado para cualquier PPAR, y es posible que estos receptores pueden funcionar como integradores de la concentración de un número de ácidos grasos. PPARα se expresa principalmente en el hígado; hasta la fecha, el ligando natural con mayor afinidad por el PPARα es un eicosanoides, 8 (S)-ácido hidroxieicosatetraenoico, [11] [12] aunque la evidencia reciente sugiere que el ligando natural puede ser un derivado del ácido graso de la lipólisis de lipoproteínas ricas en triglicéridos circulantes. [13] La clase de medicamentos fibratos para reducir los lípidos son ligandos potente para PPARα, y el nombre de PPARα se deriva de la capacidad de estos compuestos para inducir la proliferación de peroxisomas en el hígado. [ 14] De hecho, la estimulación de la oxidación de ácidos grasos es una de las funciones fisiológicas principales de PPARα. Los PPARs otros (δ y γ) son estructuralmente relacionadas pero no son activados por proliferadores de peroxisomas. PPAR-δ (también conocido como PPAR-β) es omnipresente, y sus ligandos-otros no-que los ácidos grasos se caracterizan también. La activación de PPARδ parece aumentar el metabolismo oxidativo en el músculo esquelético y la grasa. PPARg se expresa principalmente en las células grasas (adipocitos) y es necesaria para la diferenciación a lo largo del linaje de los adipocitos. [15] PPARg se expresa también en otros tipos celulares, incluyendo colonocitos, macrófagos y células endoteliales vasculares, donde se puede jugar fisiológicos, así como funciones patológicas. El ligando natural para PPARg no se conoce, aunque la prostaglandina derivados J tienen la mayor afinidad (en el rango micromolar). [16] [17] [18] Es emocionante saber que PPARg parece ser el blanco de las tiazolidindionas antidiabéticos que mejoran la sensibilidad a la insulina. [15] [19] Se trata de obligar a los agentes farmacéuticos de PPARg con afinidades nanomolar, y ligandos PPARg no tiazolidinediona también sensibilizadores de insulina, implicando más PPARg en este papel fisiológico. Otro de los receptores nucleares que responde metabolito, el hígado llamada receptor X (LXR), se activa por oxysterol intermedios en la biosíntesis del colesterol. Los ratones que carecen LXR-α han drásticamente menor capacidad para metabolizar el colesterol. [20] Otro de los receptores "huérfanos", receptor de ácido biliar (BAR),
  12. 12. también conocido como FXR, o "farnesil receptor X", es probable que desempeñe un papel en la regulación de síntesis de la bilis y la circulación en condiciones normales, así como estados de la enfermedad [8]. Xenobióticos Otros receptores nucleares parecen funcionar como integradores de señales exógenas del medio ambiente, incluyendo endobiotics naturales (por ejemplo, productos medicinales y de las toxinas encontradas en las plantas) y xenobióticos (compuestos que no son de origen natural). [14] En estos casos, el papel de la activa nucleares receptor es inducir las enzimas del citocromo P450 que facilitan la desintoxicación de compuestos potencialmente peligrosos en el hígado. Los receptores de esta categoría incluyen SXR, o esteroles y el receptor de xenobióticos (también conocido como pregnano receptor X, o PXR), el receptor [15] y CAR, o constitutiva androstan. [16] Curiosamente, PPARα también se activa por determinadas sustancias químicas ambientales. A diferencia de otros receptores nucleares que tienen gran afinidad por los ligandos muy específicos, los receptores de xenobióticos tienen baja afinidad por un gran número de ligandos, lo que refleja su función en defensa de un ambiente variado y difícil. Aunque estos compuestos xenobióticos claramente no son "hormonas" en el sentido clásico, la función de estos receptores nucleares es coherente con el tema general de ayudar al organismo a hacer frente a los retos medioambientales. Receptores huérfanos La superfamilia de receptores nucleares es una de las más grandes familias de factores de transcripción. Las hormonas y vitaminas que acabamos de describir en cuenta para las funciones de sólo una fracción del número total de receptores nucleares. El resto han sido designados como receptores huérfanos porque sus ligandos putativas no se conocen [21]. De los análisis de los ratones y los seres humanos con mutaciones en diferentes receptores huérfanos, es evidente que muchos de estos receptores son necesarios para la vida o el desarrollo de órganos específicos que van desde los núcleos del cerebro a las glándulas endocrinas. Algunos receptores huérfanos parecen estar activas en la ausencia de ligando ("constitutivamente activo") y no pueden responder a un ligando natural. Sin embargo, todos los receptores conocidos para responder a los metabolitos y los compuestos del medio ambiente se han descubierto como los huérfanos. Por lo tanto, es probable que las futuras investigaciones adicionales que se encuentran receptores huérfanos funcionan como receptores para fisiológicas, farmacológicas, o ligandos del medio ambiente.Variante ReceptoresSegún lo discutido, el carboxilo (C-) terminal de los receptores nucleares es responsable de la unión de la hormona. En el casode los receptores nucleares pocos, incluyendo TRα y el receptor de glucocorticoides, splicing alternativo lleva a la producciónde los receptores de la variante con un único extremo C-terminal que no se unen al ligando. [22] [23] Estos receptores seexpresan normalmente variante, pero su relevancia biológica es incierta. Se ha especulado que modulan la acción del receptorde la clásica a la que se relacionan mediante la inhibición de su función.Otros tipos de variantes que normalmente ocurre receptores nucleares carecen de un clásico de ácido desoxirribonucleico(ADN) dominio de unión (ver "Target Gene reconocimiento por los receptores"). Estos incluyen el DAX-1, que se encuentramutado en la enfermedad humana, [24] y SHP-1. [25] Sus ligandos, en su caso, no se conocen, y es probable que el DAX-1 ySHP-1 se unen a reprimir y las acciones de los otros receptores.Raras, natural mutaciones de los receptores hormonales pueden causar resistencia a la hormona en los pacientes afectados.[26] La herencia del fenotipo de resistencia hormonal puede ser dominante si el receptor mutante inhibe la acción delreceptor normal, como con la resistencia a la hormona tiroidea o ligandos PPARg. [26] La herencia es recesiva si los resultadosde una mutación en la pérdida completa de la función del receptor, como ocurre con el síndrome de raquitismo hereditarioresistente D 1,25-dihidroxivitamina. [27] La herencia también puede ser ligada al cromosoma X, al igual que el andrógenomutado receptores en los síndromes de insensibilidad a los andrógenos, incluyendo la feminización testicular [28].Regulación de los niveles de ligandosLigando los niveles se puede regular en una serie de formas (Tabla 4-2). Un precursor dietéticos no pueden estar disponiblesen cantidades necesarias, como ocurre en el hipotiroidismo debido a la carencia de yodo. Hormonas hipofisarias (por ejemplo,hormona estimulante del tiroides) regulan la síntesis y secreción de hormonas tiroideas clásica y un esteroide. Cuando lasglándulas que sintetizan estas hormonas no, la deficiencia de la hormona puede ocurrir.TABLE 4-2 -- MECHANISMS REGULATING LIGAND LEVELS Precursor availability
  13. 13. Synthesis Secretion Activation (prohormone ➙ active hormone) Deactivation (active hormone ➙ inactive hormone) Elimination (hepatic, renal clearance)Muchos de los ligandos del receptor nuclear se convierte enzimáticamente de prohormonas inactivas a la hormonabiológicamente activa (por ejemplo, 5 desyodación de tiroxina] [T4 en triyodotironina T3] [consulte el Capítulo 10). En otroscasos, una hormona es precursor de otro (por ejemplo, la aromatización de la testosterona en estradiol). Biotransformaciónpuede ocurrir en un tejido específico que no es el objetivo principal de la hormona (por ejemplo, 1-hidroxilación renal devitamina D, ver capítulo 27) o puede ocurrir principalmente en los tejidos de destino (por ejemplo, 5α-reducción de latestosterona a DHT; véase el capítulo 18). Deficiencia o inhibición farmacológica de esta enzima puede también reducir losniveles de la hormona [29].Las hormonas pueden ser inactivados por los mecanismos normales de la depuración hepática o renal o por procesosenzimáticos más específicos. En este último caso, la reducción en la actividad enzimática, debido a mutaciones genéticas ofarmacológicas agentes pueden dar lugar a síndromes de exceso de hormona, por ejemplo, la desactivación renal de cortisolpor deshidrogenasa 11-β-hidroxiesteroide (11β-OHSD). Porque, como se señaló anteriormente, el cortisol puede activar elreceptor mineralocorticoide, la insuficiente actividad 11β-OHSD debido a la ingestión de regaliz, la mutación de genes, o losniveles de cortisol muy altas causas de los síndromes de exceso de mineralocorticoides aparente [30].Mecanismos de señalización del receptor nuclearLos receptores nucleares son proteínas multifuncionales que transduce las señales de sus ligandos afines. Característicasgenerales de los receptores nucleares de señalización se ilustran en la figura. 4-1.Figura 4-1 Transducción de señales por las hormonas y otros ligandos que actúan a través de receptores nucleares. Educaciónen derechos humanos, elemento hormonal respuesta; ARNm, ácido ribonucleico mensajero.En primer lugar, el ligando y el receptor nuclear debe llegar al núcleo. El receptor nuclear también deben unirse a su ligandocon alta afinidad. Debido a que una función principal del receptor es regular selectivamente la transcripción de genes diana,debe reconocer y unirse a elementos promotores de los genes objetivo correspondiente. Uno de los mecanismosdiscriminatorios es dimerización de un receptor con una segunda copia de sí mismo o con otro receptor nuclear. El receptor de ADN obligados también deben trabajar en el contexto de la cromatina a la señal de la maquinaria detranscripción basal para aumentar o disminuir la transcripción del gen diana.A lo largo de la siguiente discusión sobre los mecanismos y la regulación de la señalización por receptores nucleares, se debetener en cuenta que algunos mecanismos básicos son generalmente utilizados por muchos o todos los miembros de lasuperfamilia de receptores nucleares, mientras que otros mecanismos de difundir la especificidad que es crucial para elefectos biológicos muy diferentes de las muchas hormonas y ligandos que utilizan estos receptores relacionados.Estructura del dominio de los receptores nuclearesLos receptores nucleares son proteínas cuyos pesos moleculares son generalmente entre 50.000 y 100.000 d. Todos elloscomparten una serie común de dominios, conocidos como la A a la F (fig. 4-2). Esta descripción lineal de los receptores es útilpara describir y comparar los receptores, pero no captura el papel de plegamiento de las proteínas y la estructura terciaria enla mediación de las funciones de los receptores diferentes. Al escribir estas líneas, el receptor no de cuerpo entero hormonalesnucleares se ha cristalizado, pero las estructuras de los dominios individuales han sido muy reveladores, como queda claro enlos debates de las funciones de los receptores específicos que siguen.Figura 4-2 Estructura dominio de los receptores nucleares.Localización nuclearLos receptores nucleares, como todas las proteínas celulares, se sintetizan en los ribosomas que residen fuera del núcleo. Laimportación de los receptores nucleares en el núcleo requiere la señal de localización nuclear (NLS), que se encuentra cercade la frontera de la C y D dominios (ver fig. 4-2). Como resultado de sus señales de localización nuclear, la mayoría de los
  14. 14. receptores nucleares residen en el núcleo en ausencia, así como en la presencia, del ligando. Una excepción importante es elreceptor de glucocorticoides (GR), que, a falta de la hormona, está amarrado en el citoplasma de un complejo de moléculaschaperonas, incluyendo las proteínas de choque térmico (HSP). Unión de la hormona a los recursos genéticos induce uncambio conformacional que resulta en la disociación del complejo de acompañante, lo que permite el GR-hormona activa paraal núcleo a través de su señal de localización nuclear.Unión de la hormonaDe alta afinidad de unión de un ligando lipofílico es una característica común de muchos receptores nucleares. Esta función ladefinición del receptor está mediada por los dominios C-terminal de unión ligando-(LBDS), los dominios D y E en la figura. 4-2.Esta región del receptor también tiene muchas otras funciones, incluyendo la inducción de la dimerización y la regulacióntranscripcional (ver "La dimerización del receptor" y "receptor de Regulación de la transcripción del gen" más abajo).La estructura del LBD se ha resuelto por un número de receptores. Todos ellos comparten una estructura general similar,formado por 12 segmentos de α-helicoidal en una estructura muy plegado terciario (Fig. 4-3A). El ligando se une en un bolsillohidrofóbico compuesto de aminoácidos en la hélice 3 (H3), H4 y H5. El principal cambio estructural inducido por la unión delligando es un plegamiento interno de la hélice C-terminal de la mayoría (H12), que forma un tapón en el bolsillo de unión alligando (ver fig. 4-3B). Aunque el mecanismo general de la unión del ligando es similar para todos los receptores, los detallesson cruciales en la determinación de especificidad del ligando. [31] [32] Aunque los detalles moleculares de la unión delligando están fuera del alcance de este capítulo, este es el determinante más importante de la especificidad del receptor.Figura 4-3 bases estructurales de la unión del ligando del receptor nuclear y la contratación cofactor. A y B, Apo-receptor (sinligando unido), B y D, ligando del receptor de ruedas. C y D, Estructuras mostrando la unión de posición de correpresor (C) ocoactivador (D).Objetivo para el reconocimiento de genes por los receptoresOtro factor crucial para la especificidad de los receptores nucleares es su capacidad para reconocer y unirse al subconjunto degenes que se rigen por sus ligandos afines. Objetivo genes contienen secuencias específicas de ADN que se denominanelementos de respuesta hormonal (HREs). La unión a la educación en derechos humanos está mediada por el dominio Ccentral de los receptores nucleares (ver fig. 4-2). Esta región se componen típicamente de 66 a 68 aminoácidos, entre ellos dossubdominios llamados dedos de zinc debido a la estructura de cada subdominio es mantenido por cuatro residuos de cisteínaque se coordinan con un átomo de zinc.El primero de estos módulos ordenó zinc contiene aminoácidos básicos que el ADN de contacto, como con el LBD, laestructura global del dominio de unión al ADN (DBD) es muy similar para todos los miembros de la superfamilia de receptoresnucleares. La especificidad de unión a DNA está determinada por múltiples factores (Tabla 4-3). Todos los receptores dehormonas esteroides, a excepción del receptor de estrógeno (ER), se unen a la doble cadena de ADN de secuencia AGAACA(fig. 4-4).TABLE 4-3 -- DETERMINANTS OF TARGET GENE SPECIFICITY OF NUCLEAR RECEPTORSSpecificity Factor Region of ReceptorBinding to DNA DNA-binding domain (DBD, C domain)Binding to specific hexamer (AGGTCA vs. AGAACA) P-Box in C-domainBinding to sequences 5′ to hexamer C-terminal extension of DBDBinding to hexamer repeats Dimerization domain (C domain for steroid receptors, D-E-F for others)Recognition of hexamer spacing Heterodimerization with RXR (nonsteroid receptors, C domain)Figura 4-4 base estructural de los receptores nucleares (NR) especificidad de unión al ADN. diagramas de la cinta de opcionesde los dominios de unión al receptor de ADN-(DBDs) se muestran. Un receptor de la hormona esteroide vinculante comohomodímero de repetición invertida (flechas) de media AGAACA in situ. B, heterodímero RXR-NR vinculante para repetirdirecta de AGGTCA. La posición de la P-caja, la región de la DBD que hace contacto directo con el ADN, se muestra. N, Númerode pares de bases entre los dos medios centros, RXR, receptor retinoide X.Por convención, la secuencia de doble cadena es descrito por la secuencia de una de las cadenas complementarias, con las
  15. 15. bases ordenado de los 5 al extremo 3. Otros receptores nucleares reconocen la secuencia de AGGTCA. El determinanteprincipal de esta especificidad es un grupo de residuos de aminoácidos en la llamada P-caja de la DBD (ver fig. 4-4). Estassecuencias de ADN hexámero se conocen como medio-sitios. Las dos únicas diferencias entre estos hexamérica medio-sitiosson los dos pares de bases centrales (subrayado). Para algunos receptores nucleares, la extensión C-terminal de la DBDcontribuye especificidad para ampliación de la mitad de sitios que contienen adicionales, el ADN altamente específicassecuencias 5 a la hexámero (ver fig. 4-2). Otra fuente de la especificidad de los genes diana es el espacio y la orientación deestos sitios de media, que en la mayoría de los casos están vinculados por dímeros de los receptores.Dimerización del receptorComo se señaló anteriormente, el receptor nuclear DBD tiene afinidad por el medio hexamérica in situ, o ampliación de lamitad sitios; HREs muchos, sin embargo, están compuestas de repeticiones de la secuencia de media página, y la mayoría deobligar a los receptores nucleares HREs como dímeros. receptores de esteroides, incluyendo ER, funcionan principalmentecomo homodímeros, que preferentemente se unen a dos medio-sitios orientados hacia la otra (repeticiones invertidas) contres pares de bases en el medio (IR3) (ver fig. 4-4A). El dominio de dimerización principales receptores de esteroides seencuentra dentro del dominio C-, aunque el LBD contribuye. Ligando vinculante facilita dimerización y unión al ADN de losreceptores de hormonas esteroides. La mayoría de otros receptores, incluyendo TR, RAR, VDR, PPAR, LXR, y VDR, se unen alADN como heterodímeros con RXR (ver fig. 4-4B).Heterodimerización con RXR está mediada por dos interacciones distintas, una de ellas y la LBDS DBDs demás casos. Elreceptor de LBD media la interacción fuerte, que se produce incluso en ausencia de ADN. Estos heterodímeros de receptoresse unen a dos medio-sitios dispuestos como repeticiones directas (DR) con un número variable de pares de bases en el medio.La distancia de la media sitios es un factor determinante de la especificidad de destino gen. Esto se debe a la interacciónreceptor-receptor de segundo, lo que implica la DBDs y es muy sensible a la distancia de la media sitios. Por ejemplo, VDR /RXR heterodímeros se unen preferentemente a repeticiones directas separadas por tres bases (sitios DR3), TR / RXR se uneDR4, y RAR / RXR se une DR5 con mayor afinidad [33].La base estructural de esta restricción a la unión al ADN se relaciona con el hecho de que el RXR se une a la media aguas arribade sitio (más alejado del inicio de la transcripción). Como resultado de la periodicidad de la hélice de ADN, cada par de basesque separa el medio-sitiosconduce a una rotación de unos 36 grados de media-un sitio con respecto al otro. diferencias sutiles en la estructura delreceptor de LBDS hacer las interacciones DBD más o menos favorables, en los diferentes grados de rotación. [34]Reglamento del receptor de la transcripción del genLos receptores nucleares mediar en una variedad de efectos sobre la transcripción de genes.Las modalidades más comunes de la regulación son la activación de genes dependientes de ligando, la represión ligando-independiente de la transcripción y la regulación negativa ligando-dependiente de la transcripción (Tabla 4-4). En el resto deeste capítulo se describen estos mecanismos.TABLE 4-4 -- REGULATION OF GENE TRANSCRIPTION BY NUCLEAR RECEPTORS 1. Ligand-dependent gene activation: DNA binding and recruitment of coactivators 2. Ligand-independent gene repression: DNA binding and recruitment of corepressors 3. Ligand-dependent negative regulation of gene expression: DNA binding and recruitment of corepressors or recruitment of coactivators off DNALa activación ligando-dependienteLa activación ligando-dependiente es la función más bien entendida de los receptores nucleares y sus ligandos. En este caso,aumenta la transcripción del receptor del ligando enlazado a un gen diana a la que esté obligado. El DBD sirve para acercar losdominios de los receptores que median la activación de la transcripción de un gen específico. la activación transcripcional ensí está mediada principalmente por el LBD, que puede funcionar de la misma manera, incluso cuando se transfiere a unaproteína de unión al ADN que no se relaciona con receptores nucleares. La función de activación (AF) de la LBD se le conocecomo AF-2 (ver fig. 4-2).la transcripción de genes es mediada por un gran complejo de factores que en última instancia, regulan la actividad del ácidoribonucleico (ARN) de la polimerasa, la enzima que utiliza el ADN cromosómico plantilla para dirigir la síntesis de ARNmensajero. La mayoría de los genes de mamíferos son transcritos por la RNA polimerasa II, utilizando una gran cantidad deproteínas cofactor, incluidos los factores de transcripción basal, y los factores asociados colectivamente se hace referenciaaquí como factores de transcripción generales (GTFs). Los detalles sobre GTFs son de fundamental importancia y están
  16. 16. disponibles en otros lugares [35].El receptor nuclear ligando enlazado comunica señales estimulantes a GTFs en el gen al que se destina. Ligandosespecíficamente contratar a un conjunto de proteínas con el receptor nuclear LBD [36]. Positivamente en calidad cofactores,llamado coactivadores, reconocen específicamente la conformación ligando enlazado de la LBD y se unen al receptor nuclearde ADN sólo cuando una activación ("agonista") hormona o ligando se une. [37] Una serie de proteínas que se unen acoactivador liganded receptores nucleares se han descrito (tabla 4-5) [37].TABLE 4-5 -- NUCLEAR RECEPTOR COACTIVATORS AND COREPRESSORSCOACTIVATORS 1. Chromatin Remodeling Swi/Snf complex 2. Histone Acetyl Transferase p160 family (SRC-1, GRIP-1, pCIP) p300/CBP pCAF (p300/CBP-associated factor) 3. Activation TRAP/DRIP (thyroid receptor associated proteins/D-receptor interacting proteins)COREPRESSORS N-CoR (Nuclear receptor corepressor) SMRT (Silencing mediator for retinoid and thyroid hormone receptors)El determinante más importante del coactivador vinculante es la posición de H12, que cambia drásticamente al activarreceptores se unen a ligandos (ver fig. 4-3D). Junto con H3, H4 y H5, H12 forma una hendidura hidrofóbica que está obligadopor regiones polipeptídicas de las moléculas cortas coactivador. [38] [39] [40] Estos polipéptidos, llamado NR cajas, tienensecuencias características de LxxLL, donde L es la leucina y xx puede ser cualquiera de los dos aminoácidos [41].Coactivadores aumentar la tasa de transcripción de los genes. Esto se logra mediante las funciones enzimáticas, incluyendoDNA desenrollado actividad, así como acetiltransferasa de histonas (HAT) actividad [42]. HAT actividad es de importanciacrítica para la activación porque el ADN cromosómico se enrollan firmemente alrededor de unidades nucleosomal compuestade proteínas histonas. La acetilación de las colas de lisina de las histonas "abre" esta estructura de la cromatina.La clase comprende mejor coactivador de proteínas es el denominado p160 de la familia, cuyo nombre se basa en su tamaño(~ 160 kd). Hay por lo menos tres moléculas, cada una con los nombres de numerosos (ver Tabla 4-5). [43] Estos factoresposeen actividad HAT y recluta coactivadores otros (CBP y p300), que también son los sombreros. Un HAT tercera, llamadafactor de p300/CBP-associated (PCAF), también es contratado por los receptores liganded. Juntos estos sombreros, junto conun complejo de moléculas llamadas SWI / SNF, que dirige trifosfato de adenosina (ATP)-dependiente de ADN relajarse, crearuna estructura de la cromatina que favorece la transcripción (fig. 4-5) [44].Figura 4-5 coactivadores y correpresores en la regulación transcripcional por los receptores nucleares. CBP, proteína calcio-vinculante; PRD, D-proteína del receptor que interactúan; HRE, elemento de respuesta hormonal; HAT, histonaacetiltransferasa; HDAC, histona deacetilasa; N-CDR, correpresor receptor nuclear; NR, receptor nuclear; PCAF, CBP/p300-factor asociado; SMRT, mediador silenciamiento de los receptores retinoides y tiroides; TRAP, la proteína del receptor de lahormona tiroidea asociada.Es posible que la contratación de HAT múltiples refleja diferentes especificidades de histonas y otras posibles, las proteínas no
  17. 17. histonas. Algunos sombreros también interactuar directamente con GTFs y aumentar aún más sus actividades. Un importantecomplejo que también enlaza a los receptores nucleares GTFs es la trampa (proteína asociada al TR) o goteo (proteínasasociadas al receptor D) complejos. [45] [46] los sombreros y los factores TRAP son reclutados para el receptor liganded,meta-gen ligado en una forma ordenada que también involucra en bicicleta dentro y fuera de los objetivos del gen receptorpor un mecanismo que todavía no se entiende [47].La represión de la expresión génica de los receptores UnligandedAunque la unión al DNA es dependiente de ligando para los receptores de hormonas esteroides, otros receptores nuclearestienen la obligación de ADN, incluso en ausencia de su ligando afines. El receptor unliganded ADN-dependiente no esperapasivamente la hormona, sino que activamente reprime la transcripción del gen diana. Esta represión tanto "apaga" el gen deinterés y amplifica la magnitud de la posterior activación de la hormona o ligando. Por ejemplo, si el nivel de la transcripciónde genes en el estado reprimido es del 10% del nivel basal en la ausencia del receptor, una hormona de activación a 10 vecespor encima de ese nivel basal representa una diferencia de 100 veces la tasa de transcripción entre la hormona de deficiente(reprimido) los genes y los genes de la hormona activa.Figura 4-6 La represión y las funciones de activación de aumentar el rango dinámico de regulación transcripcional por losreceptores nucleares. Educación en derechos humanos, elemento hormonal respuesta. La magnitud de la activación y larepresión se establecen de manera arbitraria a 10 veces para este ejemplo teórico. En las células de estas magnitudes varíanen función del coactivador y la concentración corpressor, así como de una manera meta-gen-específicas.En muchos sentidos, el mecanismo molecular de la represión es el reflejo de la activación ligando-dependiente. El receptornuclear unliganded reclutas actuando negativamente factores (correpresores) para el gen de interés (ver fig. 4-3C). Los dosprincipales correpresores son grandes (~ 270 kd) proteínas, llamadas receptores nucleares correpresor (N-CDR) y elsilenciamiento de los receptores retinoides mediador y de la tiroides (SMRT) [49]. N-CDR y SMRT reconocen específicamentela conformación de los receptores nucleares unliganded y el uso de una secuencia de anfipáticas helicoidal similar a la caja deNR coactivadores de obligar a un bolsillo hidrofóbico en el receptor.Para correpresores, el péptido responsable de la unión al receptor se llama el cuadro de CoRNR y contiene la secuencia (I o L)xx (I o V) I (donde I es la isoleucina, leucina L, V es la valina, y representa xx cualquiera de los dos aminoácidos ácidos). [50] Elreceptor utiliza hélices 3 a 5 para formar el bolsillo hidrofóbico, como en coactivador vinculante, pero H12 no promueve eincluso obstaculiza correpresor vinculante. Este comportamiento negativo de H12 se destaca el papel del cambio ligando-dependiente de la posición de H12 como también el interruptor que determina la represión y la activación de los receptoresnucleares (ver fig. 4-5) [51].Las funciones de la transcripción de la N-CDR y SMRT son lo contrario de las de los coactivadores. El correpresores mismos noposeen actividad enzimática pero deacetilasas contratar histonas (HDACs) para el gen de interés, invirtiendo así los efectos dela acetilación de las histonas descritas anteriormente y que conducen a un acuerdo, estado reprimido de la cromatina. Aunqueel genoma de los mamíferos contiene HDACs múltiples, varios de los cuales pueden jugar un papel en la función de receptoresnucleares, el principal implicado en la represión es HDAC3, cuya actividad enzimática en realidad depende de la interaccióncon la N-CDR o SMRT. [52] El correpresores también interactúan directamente con GTFs para inhibir su actividadtranscripcional, y existen en grandes complejos multiproteicos cuya gama de funciones todavía no está totalmente entendido.Regulación negativa ligando-dependiente de la expresión génica (transrepresión)El interruptor ligando-dependiente entre las conformaciones de los receptores activados reprimidos y explica cómo lashormonas activan la expresión génica. Sin embargo, muchos objetivos gene importante de las hormonas están apagados enpresencia del ligando. Esto se conoce como regulación negativa ligando-dependiente de la transcripción, o transrepresión,para distinguirlo de la represión de la transcripción basal de los receptores unliganded.El mecanismo de regulación negativa es menos conocido que la activación ligando-dependiente, y, de hecho, puede haber másde un mecanismo. [53] Uno de los mecanismos implica receptor nuclear de unión a los de unión al ADN que cambiarradicalmente el paradigma de la activación ligando-dependiente ( elementos negativos de respuesta). Ligando enlazado areceptores correpresores contratar y la actividad HDAC a tal uniónsitios. Por ejemplo, cuando se une el TR unliganded al elemento de respuesta negativa del gen de la subunidad β de lahormona estimulante del tiroides (TSH), la transcripción se activa. Ligando correpresores reclutas vinculante y HDAC a la TRy conduce a la supresión de la transcripción. En otros casos, se ha postulado que la regulación negativa puede resultar de launión del ligando a los receptores nucleares que se unen a otros factores de transcripción, sin unión al ADN. Esta interacciónda lugar a la eliminación de coactivadores como p300 y CBP de los otros factores de transcripción que regulan positivamenteel gen. En este modelo, la inhibición de la actividad de los resultados de manera positiva en calidad factores en la regulaciónnegativa observada.Papel de otros dominios del receptor nuclearEl N-terminal A / B de dominio de los receptores nucleares es la región más variable entre todos los miembros de la
  18. 18. superfamilia en términos de duración y la secuencia de aminoácidos. Incluso los subtipos del receptor misma frecuenciatienen completamente diferente A / B dominios. La función de este ámbito es por lo menos bien definidos. No es necesariopara la represión o activación unliganded ligando-dependiente. En muchos receptores, el A / B de dominio contiene unaactividad transcripcional positiva, a menudo denominada AF-1 (ver fig. 4-2), que es independiente del ligando, peroprobablemente interacciona con coactivadores y pueden influir en la magnitud de la activación por los agonistas o agonistasparciales. Esta función es la activación específica de los tejidos y tiende a ser más importante para los receptores de hormonasesteroides, cuyo A / B dominios son notablemente más largos que los de otros miembros de la superfamilia [54]. El dominiode F, de los receptores nucleares es hipervariable de longitud y secuencia, y su función no se conoce.Las interferencias con otras vías de señalizaciónLas hormonas y citoquinas que señal a través de receptores de superficie celular también regulan la transcripción de genes, amenudo mediante la activación de las proteínas quinasas que fosforilan factores de transcripción como AMPc-proteínarespuesta elemento vinculante (CREB). Esas señales también pueden conducir a la fosforilación de los receptores nucleares.quinasas dependientes múltiples señales fosforilación de receptores nucleares, que producen cambios conformacionales queregulan la función [55]. fosforilación puede conducir a cambios en la unión a ADN, la unión del ligando, o coactivadorvinculante; estas consecuencias variable dependerá de la cinasa específica del receptor, y el dominio del receptor que seencuentra fosforilada. Las propiedades de coactiva-res y las moléculas correpresor también están reguladas por lafosforilación.Antagonistas de los receptoresAlgunos ligandos funcionar como antagonistas de los receptores, compitiendo con agonistas para el sitio de unión al ligando.En el caso de receptores de hormonas esteroides, la posición de H12 en el antagonista de los receptores con destino no esidéntica a la del receptor de unliganded o el receptor agonista determinado. H12, que a su vez tiene una secuencia similar a lacaja de NR, se une a la bolsa coactivador de unión del receptor y por tanto, evite coactivador vinculante. [56] Estaconformación antagonista del receptor de la envolvente también favorece la unión a correpresor receptores de hormonasesteroides.Los ligandos del tejido-selectivaAlgunos ligandos funcionan como antagonistas en algunos tejidos pero como agonistas totales o parciales en otros. Estosmoduladores selectivos del receptor incluyen compuestos como el tamoxifeno, un modulador selectivo del receptor deestrógeno (SERM). Los SERMs son antagonistas de receptores de estrógeno con respecto a las funciones de AF-2, incluyendocoactivador vinculante, y requieren la función AF-1 por su actividad agonista. [57] Tal agonismo, como AF-1 actividad, tiendea ser específico de tejido y por lo tanto tiene gran utilidad terapéutica [58].Además de las drogas, ciertos ligandos endógenos (por ejemplo, la testosterona, la DHT) también mediadores de los efectosespecíficos de tejido. La base molecular de la actividad específica de los tejidos no se entiende bien, pero se debeprobablemente a la expresión o la actividad transcripcional de cofactores que diferencian entre los receptores unidos adiferentes ligandos. La tabla 4-6 resume los factores que contribuyen al tejido especificidad de la actividad del receptor.TABLE 4-6 -- FACTORS MODULATING RECEPTOR ACTIVITY IN DIFFERENT TISSUES Receptor concentration Ligand concentration Ligand function (agonist, partial agonist, antagonist) Concentrations and types of coactivators and corepressors Phosphorylation state of nuclear receptorCHAPTER 5 – MECHANISM OF ACTION OF HORMONES THAT ACT AT THE CELL SURFACEAllen Spiegel Christin Carter-Su Simeon I. Taylor
  19. 19. ▪ Receptors, 47 ▪ Hormone Binding, 48 ▪ Regulation of Hormone Sensitivity, 48 ▪ Receptor Tyrosine Kinases, 48 ▪ Downstream Signaling Pathways, 51 ▪ Off Signals: Termination of Hormone Action, 53 ▪ Mechanisms of Disease, 53 ▪ Receptor Serine Kinases, 54 ▪ Receptors that Signal through Associated Tyrosine Kinases, 55 ▪ G Protein–Coupled Receptors, 58 ▪ G Protein–Coupled Receptor Interactions with Other Proteins, 61Las hormonas son secretadas a la sangre y actúan sobre las células diana a una distancia de la glándula de secreción. A fin deresponder a una hormona, una celda de destino debe contener los elementos esenciales de una vía de señalización. En primerlugar, debe haber un receptor de obligar a la hormona. En segundo lugar, debe haber un efector-o ejemplo, una actividadenzimática que se regula cuando la hormona se une a su receptor. Por último, deben ser adecuadas vías de señalización desalida para mediar en las respuestas fisiológicas a la hormona. De hecho, el tipo de mecanismo que implica receptores,efectores, y aguas abajo las vías de señalización que es bastante general y también funciona en los sistemas endocrinos, talescomo las reguladas por los neurotransmisores, citoquinas y factores paracrinos y autocrinos. Este capítulo examina variosejemplos de las enfermedades endocrinas vías de señalización que se inician con la activación de los receptores situados en lasuperficie de las células diana, con especial atención a los mecanismos moleculares que funcionan en la fisiología normal y lapatología molecular que causa la enfermedad.ReceptoresDefinición y Clasificación Hay dos funciones esenciales que definen a los receptores hormonales: (1) la capacidad de obligar a la hormona y (2) lacapacidad de unión de la hormona Pareja a la acción hormonal. Ambos componentes de la definición son esenciales, porejemplo, muchas hormonas se unen a las proteínas de unión que se distinguen de los receptores de las proteínas de unión,porque el no activan las vías de señalización que median la acción hormonal. Muchas clases de receptores son de interés en endocrinología. Algunos receptores están localizados dentro de la célula yfuncionan como factores de transcripción (por ejemplo, los receptores de las hormonas tiroideas y esteroides). Otrosreceptores se encuentran en la superficie de la célula y la función principalmente para el transporte de sus ligandos en lacélula por un proceso denominado endocitosis mediada por receptor (por ejemplo, densidad de la lipoproteína receptores debaja). En este capítulo, nos concentramos en la superficie de los receptores de las células que desencadenan vías deseñalización intracelular. Estos receptores de superficie de las células se pueden clasificar de acuerdo a los mecanismosmoleculares por los cuales realizan sus funciones de señalización: Ligando los canales iónicos (por ejemplo, los receptores de acetilcolina nicotínicos)1. Receptor tirosina quinasas (por ejemplo, los receptores para la insulina y del factor de crecimiento como la2. insulina-I [IGF-I]) serina del receptor / treonina cinasas (por ejemplo, los receptores de activinas y Inhibinas)
  20. 20. 3. Receptor de la guanilato ciclasa (por ejemplo, natriurético auricular del receptor del factor)4. G receptores acoplados a proteínas (por ejemplo, los receptores de los agentes adrenérgicos, muscarínicos5. colinérgicos, hormonas glicoproteína, el glucagón y la hormona paratiroidea) Receptores de citoquinas (por ejemplo, los receptores para la hormona del crecimiento, prolactina y leptina)6. Los receptores que pertenecen a las clases 1 a 4 son moléculas bifuncionales que pueden obligar a la hormona, así comoservir como efectores de funcionamiento, ya sea como canales de iones o enzimas. En contraste, los receptores quepertenecen a las clases 5 y 6 tienen la capacidad de obligar a la hormona, sino que deben contratar a una molécula porseparado para catalizar la función efectora. Por ejemplo, como su nombre lo indica, G receptores acoplados a proteínas Gutilizan las proteínas para regular las moléculas efectoras río abajo. Del mismo modo, receptores de citoquinas reclutantirosina quinasas citosólicas (por ejemplo, Jano tirosina quinasas de la familia, o JAK) como efectores para desencadenar aguasabajo vías de señalización.Unión de la hormona Según lo predicho por el hecho de que las hormonas circulan en concentraciones relativamente bajas en el plasma, lainteracción vinculante entre una hormona y su receptor se caracteriza por una alta afinidad. Por otra parte, unión de lahormona tiene un alto grado de especificidad. En general, el receptor se une su hormona afines con más fuerza de lo que seune a otras hormonas. Sin embargo, algunos receptores de hormonas pueden unirse relacionados estructuralmente conmenor afinidad. Por ejemplo, el receptor de la insulina se une el crecimiento de factores como la insulina (IGF), con vecesmenor afinidad aproximadamente 100 que se une a la insulina. Del mismo modo, el receptor de TSH se une con lagonadotropina coriónica humana menor afinidad de lo que se une tirotropina. Este fenómeno ha sido denominadodesbordamiento especificidad y proporciona una explicación de varias condiciones patológicas, como la hipoglucemia causadapor tumores secretores de IGF-II y el hipertiroidismo asociado a coriocarcinoma. [ 1 ]La unión de una hormona (H) a su receptor (R) puede ser descrita matemáticamente como una reacción de equilibrio: En el equilibrio, K a = (HR) / (H) (R), donde K es una constante de la asociación para la formación del complejo receptor de lahormona (FC). Tal como se había demostrado por Scatchard, es posible reordenar esta ecuación en términos de laconcentración total de sitios de unión del receptor, R 0 = (R) + (RH), de la siguiente manera: Una línea recta se obtiene cuando (HR) / (H) (es decir, la proporción de la envolvente a la hormona libre) se representa comouna función de (CR) (la concentración de la hormona de la envolvente). La pendiente de la línea es un-K , y la línea intercepta eleje horizontal en el punto donde (HR) = R = 0 el número total de sitios de unión. Este tipo de gráfico se conoce como uncomplot de Scatchard y se ha utilizado como un método gráfico para estimar la afinidad con la que un receptor se une suhormona. Aunque las propiedades de unión de algunos receptores se describen más o menos exactamente por estasecuaciones simples, otros receptores presentan propiedades más complejas. Esta derivación simple algebraica de la ecuaciónde Scatchard supone implícitamente que sólo hay una clase de receptores y que los sitios de unión en los receptores nointeractúan entre sí. Si estas suposiciones no son aplicables a la interacción de una hormona en particular con su receptor, latrama de Scatchard puede no ser lineal. Varios mecanismos moleculares pueden contribuir a la no linealidad de la trama de Scatchard. Por ejemplo, puede haber másde un tipo de receptor que se une a la hormona (por ejemplo, una alta afinidad y baja capacidad de sitio y una afinidad baja,capacidad de estación alta). Por otra parte, algunos receptores tienen más de un sitio de unión, y puede haber interaccionescooperativas entre los sitios de unión (por ejemplo, el receptor de la insulina). Además, la interacción entre una proteína G yun receptor acoplado a proteína-G puede afectar a la afinidad con la que el receptor se une su ligando, por otra parte, el efectosobre la afinidad de unión depende de si difosfato de guanosina (PIB) o trifosfato de guanosina (GTP) es unido a la proteína G.Sin embargo, una discusión detallada de estas complejidades está fuera del alcance de este capítulo.Reglamento de la hormona de la sensibilidadA principios de la historia de la endocrinología, la atención se centró en la regulación de la secreción de la hormona como elmecanismo más importante para la regulación de la fisiología. Sin embargo, se ha hecho evidente que la celda objetivo no es

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