BIOSSINALIZAÇÃO BIOQUIMICA

Prévia do material em texto

Bioquímica 
Biossinalização 
Luana Simões – 
UNIATENAS – 
PASSOS 1 P 2C 
TEORIZAÇÃO 
Biossinalização → o que se entende a cerca do conceito/ o que significa? Dividindo 
o nome em dois, temos sinalização biológica. Pensando em sinalização biológica 
pensamos em sinalização celular. Quando se fala em biossinalização se refere a uma 
capacidade intrínseca/própria das minhas células de se comunicarem umas com as 
outras, e essa comunicação é extremamente importante para manutenção da 
homeostasia do organismo. 
Realidades do nosso dia a dia onde conseguimos visualizar de forma 
palpável esse conceito de biossinalizar. 
1ª realidade: Maria Elizabeth → de que forma 
a biossinalização se fazia presente no contexto 
da Maria? Insulina (qual papel? Sinalizadora 
molécula– sinal). Maria era uma paciente 
portadora de DM 2, sendo portadora desse 
diabetes ela não respondia idealmente ao 
sinalizador. Visualiza-se que o processo de 
biossinalização, a capacidade da célula comunicar, 
não é dependente somente da presença do 
sinalizador. Posso ter uma molécula sinal, que 
está falando pro meu organismo que eu preciso 
de algo – no caso da Maria, insulina sinalizava que 
a glicose precisava ser captada por estar alta no sangue O que a célula precisa 
ter– 
para entender o que a glicose está falando? Receptor. 
Identifica-se pelo caso da Maria 2 protagonistas da biossinalização: o 
SINAL (vai carrear uma mensagem) e o RECEPTOR (responsável por interpretar e 
receber o sinal é como se fosse uma molécula decodificadora, que vai entender– 
o que o hormônio insulina quer falar para célula). Uma vez que o receptor interage 
com o sinal o problema é resolvido de imediato? Não. O que acontece 
intracelularmente a partir dessa interação sinal-receptor? Uma cascata de 
sinalização, que nada mais é que uma sequência de ativação de proteínas, a fim de 
chegar em uma proteína final, uma proteína-alvo, e essa é a grande responsável 
por saciar a necessidade, no caso da Maria, necessidade de captar glicose. 
Processo caso Maria: envolve: sinalizador → receptor → cascata → 
resposta final (4 protagonistas que vão concretizar o processo de biossinalização). 
O processo de biossinalização, visualizado no cenário da Maria, está 
presente no nosso organismo somente em contextos patológicos como no caso, ou 
é mandado em outros processos também? É mandado em vários outros, veremos 
outros 2 exemplos que demandam o processo de biossinalização. 
 
Situação 1: EAD, na frente do computador, desespero, tédio, poderia estar assistindo 
série, acompanhados de pipoca, batata frita, delivery – sempre comendo, e ai, 
diante desse cenário, nós enquanto organismo temos uma necessidade → esses 
alimentos consumidos são ricos em gordura e carboidratos, com alto índice calórico. 
Ao consumir esses alimentos em repouso, não há demanda naquele momento da 
energia daqueles alimentos na quantidade ingerida. Qual a necessidade ali? Quando se 
acaba de comer, os níveis de glicose no sangue aumentam e eu posso ficar por um 
longo período de tempo com os níveis de glicose sanguínea alta? Não. E se eu não 
vou gastar, qual a minha necessidade diante desse cenário? Armazenamento. A 
célula naquele momento sabe a necessidade? Que precisa ser guardado → não. 
Quem eu preciso que informe para ela que precisa ser guardado? Insulina 
(sinalizador). Diante dessa situação eu tenho uma demanda (armazenamento para 
glicemia diminuir), só que, não adianta eu ter apenas o sinal/necessidade, se não 
tiver alguém que avise a célula sobre a necessidade → preciso do sinalizador. 
Identifico a demanda e o sinalizador. Porém, adianta ter ambos e a célula não 
entender o que está sendo passado? Não. Preciso da molécula receptora, e ai, diante 
do receptor, se entende o sinal que está sendo passado e pode saciar a 
demanda/necessidade. 
 
Situação 2: Pessoas acompanhando o feed do instagram vendo as pessoas assistindo 
live e fazendo comidas maravilhosas (nível masterchef) e nós aqui com a batata 
frita de airfrier e vamos tentar nos aventurar na cozinha para tentar reproduzir 
as receitas que estamos vendo no feed, só que, nem todo mundo é abençoado com 
os dotes culinários e ai ao fazer a sua comida acaba causando um “incêndio”. Qual a 
reação quando isso acontece? Desespero, choro, jogar panela na pia. O que eu 
(enquanto organismo) preciso para reagir a essa situação? Energia. Precisando de 
energia, em comparação a situação anterior, eu quero pegar glicose e armazenar 
ou queimar para gerar ATP? Queimar. A necessidade/demanda é diferente → 
situação de fuga. Preciso gerar ATP. Meu organismo precisa que seja desenhado o 
fato de precisar de energia. Preciso de quem para informar? sinalizador, essa vai 
levar para as células a mensagem. Preciso então de um receptor, para situação se 
concretizar que é diferente da molécula anterior. Identificar a necessidade / Quem 
é a molécula sinal / molécula receptora. 
 
FECHAMENTO 
Conceitos: 
Biossinalização: Capacidade intrínseca, própria das nossas células de se 
comunicar umas com as outras. Só que, para que essa comunicação aconteça, ela 
precisa obedecer alguns passos. 
Na imagem: tem-se uma célula delimitada por membrana (cinza) e essa 
expressa uma molécula receptora, esse é responsável por recepcionar o sinal → 
2 grandes protagonistas do processo: RECEPTOR e SINAL. A primeira coisa que tem 
que acontecer para concretizar a biossinalização é o sinal interagir com o receptor, 
a partir dessa interação cada uma dessas moléculas sinal-receptor vai exercer um 
papel. 
• Papel do sinal: sinalizar carregar uma mensagem e essa na grande– 
maioria dos casos, está tentando informar para célula uma necessidade. 
Temos sempre a molécula sinal como a premissa básica para sinalização 
acontecer, uma vez que ela carrega a mensagem. A mensagem é 
interpretada pela molécula receptora. 
• Papel do receptor : recebe e interpreta o sinal. O receptor é 
transmembrânico (imagem) expresso na membrana– celular → todo 
receptor tem essa característica? Não. Para que tipo de molécula (sinal) eu 
tenho um receptor transmembrânico? O que o sinal tem de característica 
que faz ele depender desse tipo de receptor? Solubilidade. A molécula sinal, 
representada na imagem seria uma molécula polar e sendo polar ela 
consegue atravessar a membrana? Não, então a forma que ela tem para 
trazer uma mensagem para célula, é se ligando a uma molécula que fica 
expressa na superfície celular, então os receptores transmembrânicos / 
de superfície, são receptores que tem por função receber e interpretar 
sinais extracelulares, justamente por terem características polares. 
Também temos moléculas / sinais apolares? Sim → Ex: Vitamina D 
(lipossolúvel), exerce papel de sinalizador. O receptor da Vitamina D é 
expresso na superfície? Não, é um receptor intracelular (nuclear). Não 
necessariamente todos os receptores são de superfície, existem 7 classes de 
receptores. O que determina ser de superfície ou não? A solubilidade do sinal. 
A partir da interação do sinal com o receptor vem o segundo passo: 
processo no qual, o receptor vai ser ativo e a partir desse momento ele passa a 
interagir com a maquinaria celular promovendo a cascata de sinalização. Na imagem: 
cascata: proteína quadrada é ativada por ação do receptor, uma vez ativada ativa 
o triângulo e esse ativou a bolinha → a cascata de sinalização é uma ativação em 
sequência de proteínas intracelulares. 
A cascata tem que ter um motivo pelo qual acontece, tem que levar a 
algum lugar. Imagem: quando a cascata finaliza ela alcança as proteínas 
em azul, essa são chamadas de proteínas efetoras. 
Conceito: Quando a cascata finaliza, ela finaliza chegando na ativação de 
uma proteína efetora ou proteína alvo. 
Proteína efetora: efetua a resposta celular. Qual resposta? Resposta 
com relação a necessidade levada pelo sinal → satisfazendo ou não a mesma. A 
proteína efetora (última da cascata) é a responsável por efetuar a resposta celular.A depender do sinal cada proteína tem uma resposta → ativação enzima 
metabólica: resposta: alteração do metabolismo / ativação proteína reguladora da 
transcrição: resposta: alteração expressão gênica / ativação proteína citoesqueleto: 
resposta: mudança de movimento da célula ou do citoesqueleto como um todo. 
Quando o processo de biossinalização se concretiza, a última e mais 
importante etapa dele é a geração de uma resposta celular. Quem é o responsável 
por gerar essa resposta? Proteína alvo/efetora. Ela conseguiria gerar essa 
resposta se os passos antecedentes não acontecessem? Não. 
Imagem: mostras as diferentes formas de transdução celular / biossinalização. 
(A) Sinalização dependente de contato: tem que ter contato célula. Molécula 
sinal expressa na superfície de uma célula e molécula receptora expressa na 
superfície de uma célula, para que o processo ocorra tem que ter o contato entre 
as células, via receptor, via molécula sinal. Característica básica: moléculas 
Esse processo que acontece nessas 3 etapas tem algumas 
particularidades. A depender dessas particularidades (características do sinal / 
receptor) temos classes de biossinalização / classes de sinalização. 
protagonistas sinal / receptor, são expressas na superfície celular e por serem 
expressas precisa do contato entre as duas. 
Ex: Processo de inflamação → para acontecer, preciso que a célula imune saia de 
dentro do vaso sanguíneo e vá para o local de inflamação no interstício, para que a 
célula saia do sítio de inflamação para concretizar sua ação, ela precisa interagir 
com uma molécula expressa na superfície da célula endotelial → célula endotelial 
(alvo), expressava um receptor (lectinas) e tinha glicoproteína expressa na célula 
imune, a partir dessa interação se tinha a concretização do processo. Toda vez que 
tiver um processo no qual, a expressão da molécula sinal e receptora tá na 
superfície celular, temos um processo de sinalização dependente de contato. 
(B) Sinalização Parácrina: O sinal atua nas proximidades da célula sinalizadora. 
Célula sinal produz a molécula sinalizadora, essa é secretada e o sítio de ação é nas 
células próximas (adjacentes) ao local de síntese. Molécula sinal não é uma molécula 
de superfície, é secretada. 
Ex: Eicosanoides → lipídeos sinalizadores (hormônios parácrinos) → atuam por 
sinalização parácrina. 
(C) Sinalização Sináptica: Muitas doutrinas trazem ela como um tipo de 
sinalização parácrina, de fato se assemelha, a diferença é que é uma sinalização 
específica para as células neuronais. Imagem: neurônio, esse produz uma molécula 
sinal: neurotransmissores e a partir da liberação desses na fenda sináptica, eles vão 
atuar em células próximas célula alvo, cuja expressão de receptores se dá– 
predominantemente na superfície. 
(D) Sinalização Endócrina: O sinal é produzido pela célula sinalizadora, cai na 
circulação sanguínea e por cair nela, alcança células alvo a longas distâncias, além 
das proximidades da síntese. Ex: Sinalização da insulina.. A célula para responder ao 
sinal, precisa de um receptor específico para ele. 
CARACTERÍSTICAS GERAIS DO PROCESSO DE BIOSSINALIZAÇÃO: 
1 É específico – → Supondo que temos um único tipo de sinal (S1), esse 
agindo sobre receptores expressos em diferentes células, vai gerar o mesmo tipo 
de resposta? Não. Especificidade não é relacionada a resposta gerada, não se pode 
falar que o mesmo sinal, agindo em células diferentes, vai gerar uma mesma 
resposta. Posso falar em termos de especificidade relacionado ao receptor. O 
receptor é específico para esse tipo de sinal, mas se esse receptor (o mesmo) 
estiver expresso em células diferentes, ainda que interaja com o mesmo sinal, a 
resposta pode ser diferente. Na grande maioria vai ser, porque o tipo de resposta 
gerada depende da maquinaria celular da célula, e cada uma possui seu tipo. O que 
garante a resposta gerada é a maquinaria celular. 
Ex: Situação adrenalina → o que precisava? Gerar energia. Para que seja gerada 
precisa do que? Glicogênio e gordura. Adrenalina é um único sinal, o receptor é de 
uma mesma classe e pode ser expresso em células diferentes: hepáticas, 
musculares e adipócitas, sendo expresso em todas elas, a resposta vai ser a 
mesma em todas? Não. O receptor é específico para adrenalina, só que embora 
específico, a resposta em cada uma das células pode ser diferente, porque cada 
uma tem uma constituição própria: muscular tem glicogênio quebra glicogênio /– 
adipócita tem gordura – quebra gordura. No final do processo o objetivo é alcançado 
em todas. 
2 Tem a capacidade de se amplificar– → O sinal, pode interagir com o seu 
receptor específico e a partir do início da cascata ativar uma enzima “x” (toda vez 
que visualizar o símbolo do triângulo verde dentro de um círculo, significa ativação), 
a enzima “x” por sua vez, ativa outras três e essas três por sua vez, cada uma, 
ativa 3. Amplifica-se o sinal, intracelularmente, a partir da cascata de sinalização. 
Amplificação se concretiza pelo desenvolvimento da cascata → ativação sequencial 
de proteínas intracelulares. 
3 – Apresenta modularidade → vem de modular a resposta celular. Como 
acontece essa modulação? Agrupa um conjunto de moléculas. Como acontece o 
agrupamento? A modulação da resposta vai se concretizar por um conjunto de 
proteínas chamadas: proteínas moduladoras ou de ancoragem. Essas proteínas 
agrupam moléculas, como se fosse um ímã. Imagem: proteína amarela desenhada 
em três pontinhos, é uma proteína intracelular de ancoragem, não tem uma atividade 
enzimática específica, a única coisa que ela faz no meio da cascata é ancorar outras 
proteínas, é como um ímã onde outras proteínas como a verde e a rosa se ancoram, 
e a partir da ancoração, uma resposta específica pode ser gerada. Como ela 
modula? A depender de quem é essa proteína de ancoragem, ela pode chamar um 
grupo específico de proteínas intracelulares, e a proteína recrutada determina a 
resposta que vai ser gerada. Modularidade → processo de modulação da resposta 
celular que se concretiza através da ação de proteínas de ancoragem que ancoram 
outras proteínas. 
4 Tem capacidade de dessensibilização – → Perca de sensibilidade do 
receptor. O que seria sensibilidade? Caso Maria E. - paciente portadora de DM II, 
tinha resistência a insulina (molécula sinal atua por meio de um receptor), 
comparando– a Maria a nós, o receptor da insulina dela em comparação ao nosso 
é mais sensível ou menos sensível? Menos. Sensibilidade é a capacidade de responder 
ao sinal, mesmo que esse esteja sendo produzido em baixas concentrações, quer 
dizer que a Maria não responde a insulina? Não. Só que ela precisa aumentar a 
quantidade da concentração de insulina para ter a mesma resposta que nós. Quanto 
mais sensível um receptor for, menor é a quantidade necessária para ativá-lo. 
Dessensibilização: toda vez que o receptor perde a sensibilidade, quer dizer que ele 
perde a capacidade de responder a molécula sinal, quando se tem um excesso de 
resposta. Nesse contexto (imagem), a perca de sensibilidade é programada / 
facilitada pela própria resposta, por que? Sinal interage com seu receptor 
específico o ativando, gerando cascata que culminou em uma resposta, essa 
resposta sasseia a necessidade, então não tem necessidade do mecanismo de 
biossinalização ficar ativo, a resposta gerada, causa alterações a nível de receptor 
que faz com que ele perca a sensibilidade ao sinal, dessa forma tem a geração de 
uma resposta equilibrada. 
5- Tem capacidade de Integração → Imagem: sinal 1 e sinal 2 que estão agindo por 
meio dos seus receptores específicos e intracelularmente temos uma conversão 
para uma mesma resposta. Integração nada mais é que, a capacidade do processo 
de biossinalização integrar / unificar a resposta intracelularmente ainda que ela seja 
proveniente de dois ou mais sinais. 
 
→ As características vistas vão se aplicar aos diferentes processos de 
biossinalização, só que temos 2 grandesprotagonistas no processo: Sinais e 
Receptores, então precisamos conhecer quem são os sinais e receptores para 
entender um pouco mais afundo como que eles vão concretizar a cascata gerando 
no final a resposta celular. Falando dos sinais, vimos que são somente hormônios? 
Não, temos no nosso organismo uma diversidade de sinais, sendo estes hormonais 
ou não. - Tabela: vários exemplos de moléculas que atuam no nosso organismo como 
sinalizadores, temos antígenos: moléculas do nosso sistema imunológico que são 
expressos sobretudo na superfície de agentes bacterianos, virais, parasitários..; 
temos glicoproteínas que é um classe de carboidratos, ou até mesmo resíduos 
pequenos de carboidratos que são os oligossacarídeos; sinais de desenvolvimento, 
como alguns fatores de crescimento; componentes da matriz; hormônios; algumas 
condições de baixa de oxigênio: hipóxia; a própria luz; o toque; micro-organismos; 
neurotransmissores; nutrientes e por ai vai. 
 
→ Temos vários tipos, vários exemplos de sinais que não necessariamente são 
hormônios e podem iniciar o processo de biossinalização. Se o nosso organismo 
expressa essa diversidade de sinais e somado aos sinais que ele expressa ainda tem 
aqueles sinais externos relacionados por exemplo a bactérias, vírus.. será que ele 
desenvolveu um receptor para cada tipo de sinal que a gente tem no organismo? 
Não, seria totalmente inviável, expressar um tipo de receptor para cada sinal 
possível dentro do organismo e fora dele, o que temos na verdade são classes de 
receptores, e essas classes são responsáveis pela interação com esses diferentes 
sinais. 
→ Temos então no organismo humano cerca de 6 classes de receptores. São 
específicas para seus respectivos sinais. 
 
Na imagem, temos a representação esquemática dessas 6 classes de receptores. 
• Classe 1 → Receptores associados a proteína G: 1ª característica, é um 
receptor de superfície celular, então na imagem percebemos a 
membrana de uma célula hipotética, o citoplasma e o núcleo, o receptor 
da 1ª classe é expresso na superfície celular, portanto, é responsável 
por receber e interpretar o sinal de tipos de moléculas polares, 
extracelulares, só que, o mecanismo de ativação deste receptor é 
dependente da sua associação a uma proteína G, porque, a 
ativação deste receptor mostrado (imagem: verde com risquinhos) é 
dependente da associação do receptor com a proteína G, toda vez que 
se associa proteína G e receptor tem-se o início do processo de ativação 
e consequente cascata. 
• Classe 2 e 3 → Receptores associados a enzimas . São receptores de 
superfície celular, também recebem e interpretam os sinais 
extracelulares, predominantemente moléculas polares ou carregadas. A 
ativação destes receptores é dependente da ação das enzimas as quais 
eles estão associados. 
◦ Receptor tirosina-cinases: A enzima que é responsável pela sua 
ativação é uma cinase (enzimas que catalisam uma reação de 
fosforilação adicionar ou remover fosfato). A ativação deste– 
receptor, vai se concretizar através da ação dessa enzima, então 
toda vez que esse receptor for fosforilado ele vai ficar ativo. 
◦ Receptor guanilil-ciclase : Essa enzima é responsável pela síntese de 
uma molécula chamada de GTP, toda vez que esse receptor está 
ativo, ele está ligado ao GTP. Quem produz o GTP? A enzima. Por 
que ele fica ativo quando se liga ao GTP? (* GTP e ATP são 
moléculas energéticas, só se diferenciam pela base nitrogenada – 
ATP: adenina / GTP: guanina) → Toda vez que a guanilil-ciclase 
produz o GTP ele pode quebrar-se liberando energia que vai ser 
convertida para ativação desse receptor. Para que a ação dessas 
enzimas se concretize, primeiro tem que ter um ligante interagindo 
com o receptor e ai o receptor é ativado; enzima só se torna ativa 
quando tem a interação com sinal. 
• Classe 4 → Receptor: Canais iônicos. Expressos na superfície celular, 
e esses canais podem estar ora abertos, ora fechados, percebam que 
sair do fechado e ir para o aberto é dependente da interação com o 
sinal (imagem: ligante), esse sinal pode ser de 2 tipos: potencial de 
membrana ou determinado soluto (ex: íons cálcio, magnésio, etc). Todo 
receptor canal iônico é aquele que a sua ativação (abertura do canal) é 
dependente ou de um potencial de membrana ou de um ligante 
específico, predominantemente íons. 
• Classe 5 → Receptor de Adesão: Vão viabilizar mecanismo de 
biossinalização que vão culminar como resposta final a adesão célulacélula. 
As moléculas responsáveis pela ativação deste tipo de receptores, que 
são receptores de superfície, são moléculas que participam da 
constituição tanto da matriz extracelular quanto do citoesqueleto. 
Imagem: receptor extracelularmente está interagindo com componentes 
da matriz extracelular que exercem o papel de sinal. Esse processo de 
viabilizar adesão célula-célula está relacionado a interação destes 
receptores com moléculas que constituem a nossa matriz e também o 
citoesqueleto. 
• Classe 6 → Receptor Nuclear: Ligante atravessa a membrana 
plasmática, atravessa a membrana nuclear e alcança seu receptor no 
núcleo. Para o ligante ter capacidade de alcançar o núcleo via 
membranas, ela precisa ter a característica apolar. Todo receptor 
nuclear: não é de superfície, recepciona moléculas que podem sim vir do 
meio extracelular, mas de caráter apolar, e essas uma vez que 
interagem com seus receptores vão deflagrar uma cascata que vai 
culminar em uma resposta a nível de expressão gênica → determinando 
a expressão ou não expressão de um gene específico. Qual gene? 
Depende do sinal, receptor e maquinaria para determinar resposta. Alvo 
dessa biossinalização é a expressão gênica. Ex: Vitamina D (hormônio D) 
→ Qual característica faz com que ela dependa de um receptor 
nuclear? Ser lipossolúvel (essencialmente apolar). 
Vídeo: Comunicação Celular: Moléculas de sinalização e receptores 
A complexa formação de um organismo multicelular exige que as células 
se comuniquem emitindo e recebendo sinais, a comunicação celular é mediada 
principalmente por moléculas sinalizadoras extracelulares, os sinais emitidos podem 
atuar a distâncias curtas e longas como por exemplo através de hormônios, 
neurotransmissores ou moléculas ligadas a membrana. 
 
4 formas de sinalização ou comunicação intercelular são possíveis: 
(A) As células estão em contato membrana – membrana, esse tipo de 
ligação é importante especialmente durante o desenvolvimento e na 
resposta imune. 
(B) A sinalização parácrina depende de sinais liberados no espaço 
extracelular e atua localmente sobre as células próximas, como por 
exemplo temos as moléculas sinal que regulam a inflamação no local de 
infecções. 
(C) A sinalização sináptica é realizada por neurônios nas sinapses nervosas 
na qual existe um pré-sináptico liberador de neurotransmissores e um 
pós-sináptico receptor do sinal enviado pelos neurotransmissores. 
(D) Sinalização Endócrina, onde uma célula endócrina secreta hormônios para 
corrente sanguínea, sendo estes distribuídos por todo o corpo. 
 
Nos organismos multicelulares as células se comunicam por meio de 
centenas de tipos diferentes de molécula sinal, essas incluem proteínas, peptídeos, 
aminoácidos, nucleotídeos, esteroides, ácidos graxos, entre outros. A maioria das 
moléculas é liberada pela célula sinalizadora no espaço extracelular por meio de 
exocitose independentemente da natureza do sinal a célula alvo responde por meio 
de um receptor que na maioria dos casos é uma proteína transmembrana ao qual a 
molécula sinal se liga de forma específica iniciando uma resposta na célula alvo. 
 
E qual é a localização desses receptores? Na maioria dos casos os 
receptores estão expostos na superfície da célula alvo, estes são chamados de 
receptores de superfície celular. Uma molécula sinal ou seja um ligante que não 
atravessa a membrana plasmática deve se ligar ao receptor gerando uma cascata 
de sinais intracelulares. Ecomo isso aqui acontece? A recepção do sinal tem inicio 
quando uma molécula sinalizadora que é o primeiro mensageiro, encontra o receptor 
localizado na membrana plasmática da célula alvo, o receptor é ativado e em seguida 
ativa uma ou mais proteínas de transdução de sinal ou moléculas pequenas 
intracelulares que são o segundo mensageiros, levando por fim a ativação de uma 
ou mais proteínas efetoras, o resultado final de uma cascata de sinalização pode 
ser uma alteração a curto prazo na função celular, metabolismo ou movimento, ou 
uma mudança a longo prazo na expressão gênica ou no desenvolvimento. 
 
A maioria das proteínas receptoras de superfície celular pertencem a 
3 grandes famílias que diferem na natureza do sinal intracelular que geram. 
Receptores associados a canais iônicos: Um receptor associado aos canais iônicos, 
ele abre em resposta a ligação de sua molécula sinalizadora, permitindo então a 
passagem de íons através da membrana, eles são envolvidos na 
sinalização sináptica rápida. 
Receptores associados à proteína G: Quando um receptor associado a proteína G 
se liga a sua molécula sinalizadora extracelular o sinal é passado primeiro para a 
proteína G que está associada ao receptor. A proteína G ativada se desliga do 
receptor e ativa uma enzima alvo ou um canal iônico (não mostrado na figura), eles 
medeiam resposta a uma enorme diversidade de moléculas sinalizadoras 
extracelulares. 
Receptores associados a enzimas: Quando ativados, funcionam diretamente como 
enzimas ou estão associados diretamente a enzimas ativadas por eles. 
 
Receptor Intracelular: a molécula sinal, especialmente moléculas hidrofóbicas, como 
por exemplo os hormônios esteroides, eles difundem-se espontaneamente por meio 
da membrana plasmática das células-alvo e se ligam então a receptores localizados 
no citosol ou no núcleo, os quais são proteínas então capazes de regular a expressão 
gênica. O cortisol por exemplo, difunde-se pela membrana plasmática e se liga a sua 
proteína receptora que está no citosol, o complexo hormônio receptor entra no 
núcleo pelos poros nucleares e a ligação do cortisol ativa o receptor que se torna 
capaz de se ligar a sequências regulatórias específicas do DNA. E ativar ou reprimir 
a transcrição gênica. 
 
(FIM DO VÍDEO) 
Aplicando os conceitos nas situações aplicadas: 
 
Situação 2 → Susto reação rápida. Diante do fato de precisar ter uma reação– 
rápida, qual seria a sua necessidade? Geração de energia → nosso organismo 
concretiza essa síntese de energia através da síntese de ATP. Quais são os 
recursos que essa pessoa tem para gerar energia? Uma das possibilidades para 
essa pessoa é utilizar como fonte de energia o glicogênio → glicogênio é molécula 
de armazenamento de energia ou molécula energética? Armazenamento; Então para 
que eu sacie essa necessidade de gerar energia eu preciso quebrar o glicogênio em 
glicose, e a partir da liberação de glicose se consegue gerar ATP. Esse processo de 
quebra do glicogênio em glicose acontece espontaneamente ou preciso de algo para 
acontecer? Quem é o (a) responsável por efetivar a quebra do glicogênio? Enzima 
→ glicogênio-fosforilase. Então preciso para atender a minha necessidade quebrar 
o glicogênio, só que eu só quebro o glicogênio por ação dessa enzima chamada de 
glicogênio-fosforilase → é responsável por catalisar a reação de quebra do 
glicogênio com consequente liberação de glicose. No processo de biossinalização qual 
o papel da glicogênio-fosforilase? Seria a proteína-alvo, ou seja, é a enzima que eu 
quero ativar no final da cascata porque ela será a responsável por efetuar a 
resposta, e essa resposta vai saciar a necessidade. Como que eu ativo essa enzima? 
Quais são os tipos de regulação enzimática? Proteólise / alostérica / modificação 
covalente. Qual o tipo mais predominante de modificação por ligação covalente? 
Fosforilação. A enzima, glicogênio-fosforilase, ela fica ativa toda vez que ela está 
fosforilada. Qual o mecanismo de regulação por trás dessa enzima? Fosforilação. 
Isso acontece para toda enzima? Não, depende da enzima falada. O que entender 
no caso: o processo de biossinalização vai levar a ativação de uma proteína-alvo e 
essa ativação se concretiza por um mecanismo de fosforilação. O organismo dessa 
pessoa esta ciente que ela precisa gera energia de forma rápida e que para isso 
ela precisa ativar a glicogênio-fosforilase? Não, preciso de um informante. Qual é 
essa molécula? Sinalizador → Adrenalina (hormônio), molécula secretada em 
situações de fuga e essa adrenalina vai ser responsável por desencadear vários 
mecanismos de biossinalização, e esses em conjunto vão viabilizar a geração de 
energia rápida para subsidiar a reação dessa pessoa: seja correr, seja pegar um 
balde de água e apagar o fogo. Só que a adrenalina só consegue informar para a 
célula se ela expressar o receptor. Qual classe das mencionadas representa o 
receptor de adrenalina? Receptor de adrenalina → classe 1 associados/ acoplados 
a proteína G. Para que eu consiga– chegar a ativação da proteína-alvo, eu preciso 
fazer com que a adrenalina seja produzida, interaja com seu receptor específico, 
deflagre a cascata de sinalização que vai chegar até a proteína. 
O que abordaremos primeiro? Como que o receptor funciona. E depois 
veremos como ele se aplica na situação → como leva a ativação da proteína alvo. 
Imagem: características gerais dessa classe de receptores. 
 
Todo receptor acoplado a proteína G, tem alguns componentes que são 
essenciais ao seu funcionamento, se por ventura, algum desses componentes deixa 
de ser produzido/expresso isso prejudica o funcionamento do receptor como um 
todo, e consequentemente o processo de sinalização que ele medeia. Então o 1° 
componente essencial é a molécula receptora, e ela é uma molécula de superfície 
celular (imagem: em verde: representação esquemática do receptor), receptor 
transmembrana. Temos 7 hélices que atravessam em sequência a membrana 
plasmática das células que expressam esse receptor, o receptor é chamado de 
alfa-helicoidal ou 7-alfa-helicoidal. 
1ª característica: transmembrânico e apresenta 7 hélices alfa que 
atravessam a membrana celular das células que o expressam. 
Só que, não basta ter o receptor, esse receptor obrigatoriamente é 
associado/acoplado a uma proteína → proteína G (imagem: ao lado do verde escuro, 
em verde mais claro proteína G), essa é uma – proteína heterotrimérica: tem 3 
subunidades estruturalmente diferentes, a constituição é baseada nessas 3 
subunidades, com nomes específicos: alfa / beta / gama (imagem: verde claro – 
subunidade alfa / azul - beta e amarela gama), cada subunidade proteica tem– uma 
função definida na proteína G. 
• A subunidade alfa (ligadora de GTP). O que ocorre? Essa proteína G, como 
um todo, pode estar no nosso organismo de duas formas diferentes: 
ativa ou inativa, toda vez que a proteína G está ativa a subunidade alfa 
da proteína está ligada a uma molécula de GTP (molécula energética), toda 
vez que está inativa, está ligada ao GDP, o que isso quer mostrar? Quer 
mostrar que o GTP quebrou e liberou GDP + fosfato, e ai o GDP ficou na 
subunidade alfa e desligou a proteína. A subunidade alfa é a responsável 
por ligar o GTP, se ligada ao GTP ativa, se ligada ao GDP inativa. 
• A subunidade beta e gama, ficam unidas e formam um 
dímero/heterodímero (imagem: toda vez que o receptor interage com 
a molécula sinal ele se associa a proteína G pela subunidade alfa, a 
subunidade alfa se liga ao GTP e fica ativa, quando isso ocorre ela separa da 
subunidade beta e gama), qual a função do dímero? Esse recebe a 
subunidade alfa toda vez que ela se desligar. 
AULA 14/04 
 Por que a subunidade alfa se desprende/se separa? 
* relembrando os processos da biossinalização: 1ª etapa: sinal interage com receptor 
intracelularmente – → cascata o que define cascata? Ativação– sequencial de 
proteínas. Após momento que sinal interage com receptor eu tenhoque ativar uma 
primeira proteína que vão se ativando consecutivamente * 
Então em um receptor acoplado a proteína G, a subunidade alfa, quando 
ativa se desprende da beta e gama para ir ativar a primeira proteína da cascata. O 
desprendimento é concretizado com o objetivo de iniciar a cascata de sinalização, 
de ativar uma proteína (imagem: parte marrom), para que a cascata se propague 
até chegar na proteína final responsável pela geração da resposta.– 
 Ultimo componente desse sistema é a própria enzima efetora. A enzima 
efetora (imagem: parte marrom), neste caso, pode ser tanto a primeira proteína 
da cascata quanto a última. 
Sempre temos: RECEPTOR – PROTEÍNA G – PROTEÍNA EFETORA: 
interação entre as três promove o processo de biossinalização mediado por essa 
classe de receptor. 
Acabamos de ver os componentes essenciais, agora veremos como 
esses componentes interagem entre si, promovendo um mecanismo geral de 
funcionamento do receptor. 
 
1ª→ O que geral quer dizer? Quer dizer que todo receptor acoplado a 
proteína G independentemente de quem é o sinal, de quem é as proteínas da cascata 
e da resposta vai funcionar dessa mesma forma. Primeiro veremos como ele 
funciona em qualquer situação que dependa dele. Depois veremos como funciona na 
situação específica do nosso caso 2. 
Para entendermos do mecanismo geral precisamos relembrar o 
protocolo geral da biossinalização. Qual a primeira regra básica? Interação 
sinalreceptor (imagem: parte um, não tinha molécula sinal, o receptor estava sozinho 
na superfície celular, a proteína em suas 3 subunidades não estava associada a esse 
receptor e a enzima efetora estava no seu estado inativo, quando temos a interação 
da molécula sinal com seu receptor, cumprindo o primeiro passo, temos uma 
mudança conformacional na face intracelular (própria proteína G), só que, essa 
mudança conformacional que acontece é direcionada para a subunidade alfa, quando 
ocorre a mudança ela promove a substituição do GDP por GTP fazendo com que a 
proteína G saia do seu estado inativo para ativo. Quando o GTP se ligou na subunidade 
alfa, ativando toda a proteína G, o que vai acontecer com a 
subunidade alfa para começar a 2ª etapa? Por consequência da ativação 
da proteína G, temos o deslocamento da subunidade alfa no plano da membrana, vai 
se deslocando por movimentação entre os lipídeos de membrana. Se desloca das 
outras duas subunidades com um objetivo, qual? Para promover a ativação de 
determinada enzima, e essa que vai protagonizar a cascata. 
2° passo de todo processo de biossinalização: deslocamento da 
subunidade alfa no plano da membrana → ativação da cascata de sinalização. 
O processo se desdobra e chegamos na proteína efetora/alvo que é 
responsável pela geração da resposta celular (essa resposta sempre saciando uma 
necessidade). 
Isso caracteriza o funcionamento geral de um receptor acoplado a 
proteína G, sempre vai atuar com essas 3 etapas. 
Aplicação para situação 2: 
 
Imagem: esquema que demonstra o processo de biossinalização mediado 
pela adrenalina (que era nossa molécula sinal) a fim de promover a quebra do 
glicogênio em glicose, para gerar energia e saciar a demanda. 
Para que esse processo ocorre? Quer saciar qual necessidade? Gerar 
energia. Qual meu objetivo final? Quebrar glicogênio. Quem faz isso? Enzima – 
glicogênio-fosforilase. Como ativar a enzima? Por um mecanismo de fosforilação. 
Toda vez que essa enzima estiver fosforilada ela está ativa. Então meu objetivo com 
o processo de fosforilação, é fosforilar essa enzima para que ela se torne ativa, 
mecanismo de regulação por modificação covalente. Só que para que isso ocorra 
realmente, eu preciso do sinal (informar a necessidade) e do receptor (interpretar 
a mensagem que o sinal está trazendo). 
- Sinal: adrenalina. 
- Receptor: acoplado à proteína G. 
IMAGEM: temos uma membrana de determinada célula, sensível a 
adrenalina, nesse caso a célula do hepatócito (fígado), onde temos glicogênio 
armazenado. Percebam que na superfície celular temos a expressão do receptor 
acoplado a proteína G transmembrânico que na sua face intracelular está– acoplado 
a proteína G 1ª coisa que tem que acontecer é ter um sinal, se ligando– ao receptor, 
com isso na face intracelular a proteína G se associa, quando ela se associa o que 
acontece na subunidade alfa? Ocorre uma mudança conformacional que faz com 
que o GDP saia e o GTP entre, ativando a proteína, ela se ativa com o objetivo de 
ativar uma enzima que vai iniciar a cascata, no caso específico da sinalização da 
adrenalina para promover a quebra do glicogênio essa enzima é chamada de adenilil-
ciclase, tendo então a ativação (na imagem, os risquinhos em volta indicam ativação). 
O que a adenilil-ciclase faz? Tem a função de sintetizar o ATP (adenosina trifosfato), 
e este ATP a partir da sua formação vai gerar uma molécula que é produto da 
quebra do ATP chamada de AMP (adenosina monofosfato). O que aconteceu com o 
ATP para formar AMP? Perdeu 2 moléculas de fosfato inorgânico. O AMP atua 
como uma molécula moduladora, tem a função de ativar a próxima proteína da 
cascata → proteína cinase A (PKA). O AMP é modulador alostérico positivo ou 
negativo? Positivo. O que o AMP vai fazer? Ele é formado, interage com o sítio 
alostérico/regulador da proteína cinase A, faz uma mudança no sítio ativo que faz 
ela ficar mais específica para seu substrato, aumentando a sua atividade. O AMP 
ativou a proteína cinase A, o que uma cinase faz? Fosforilação. Quem ela vai 
fosforilar? A proteína alvo. O que acontece com a proteína-alvo fosforilada? Fica 
ativa, e com isso quebra o glicogênio em glicose. 
* Resumo: Adrenalina → interagiu com receptor transmembrânico, 
chamou a proteína G, trocou GDP por GTP, ativou a proteína, a subunidade alfa 
desloca para ativar a cascata através da proteína adenilil-ciclase → essa 
transforma o ATP o em AMP (tira-se dois fosfatos), que ativa a próxima proteína 
(por um mecanismo de regulação alostérica) cinase A (cinase catalisa reação de– 
fosforilação, vai adicionar fosfato em alguém → mas não adiciona fosfato 
diretamente na glicogênio-fosforilase, vai adicionar fosfato em uma enzima que 
também é uma cinase, só que essa cinase que ela adiciona fosfato é específica para 
ativar a glicogênio-fosforilase) → vem a PKA e fosforila a → cinase da fosforilase 
inativa, saindo do estado inativo para ativo, essa também faz fosforilação da 
glicogênio-fosforilase (que era a proteína-alvo), ao ser fosforilada sai do estado 
inativo para o ativo. Quem é o substrato da glicogênio-fosforilase, catalisa qual 
reação? Acontece a quebra do glicogênio em glicose. A glicose sai do interior da célula 
para circulação sanguínea a fim de saciar a necessidade de geração de energia. 
Célula hepática vai liberando a glicose no sangue, os tecidos vão captando para 
transformar em ATP. 
Temos quantas proteínas nessa cascata? 4 (adenilil-ciclase / PKA / 
cinase da fosforilase / glicogênio-fosforilase. Sempre vai ser assim? Não, depende 
da cascata de biossinalização. 
 
Situação 1 → vai exemplificar o funcionamento do receptor tirosina-cinase. 
Necessidade: diminuir a glicemia. Para isso eu tenho duas possibilidades? 
Posso pegar a glicose e gastar como fonte de energia, ou se não se tem uma 
demanda energética naquele momento vou pegar a glicose e armazenar. Na situação 
1, qual caminho vai ser seguido? Armazenamento da glicose. Como armazeno glicose 
no organismo? Glicogênio (músculo ou fígado) ou Gordura. Vamos limitar a nossa 
situação no armazenamento na forma de glicogênio. 
Quero pegar essa glicose alta no sangue e transformar em glicogênio 
→ como fazer isso? Quais os passos para isso se concretizar? 
1° contexto: captar glicose → teremos que permear a entrada da glicose 
na célula, glicose é um carboidrato, ele entra na célula sem a necessidade de um 
transportador? Não, vamos precisar dos transportadores → GLUT, só que nas 
células que armazenam glicosena forma de glicogênio, esse GLUT é um pouco 
diferente porque ele não fica na membrana a todo momento, ele vai para a 
membrana a depender de uma sinalização → viabilizada pela insulina, então esses 
transportadores sensíveis a insulina são chamados de GLUT-4, expressos 
predominantementes nas células adiposas e musculares. Então o que eu quero 
fazer? Quero fazer com que esse transportador vá para a membrana. Só o fato 
de ir para a membrana resolve a minha necessidade? Não, porque a única coisa que 
aconteceu foi a entrada da glicose para dentro da célula. E agora? Preciso juntar 
vários monômeros de glicose para condensá-los e formar glicogênio. Para isso 
ocorrer preciso do que? Enzimas → no caso → glicogênio-sintase (faz síntese de 
glicogênio). Qual o papel do GLUT-4 e da glicogênio-sintase nesse mecanismo de 
sinalização? São proteínas-alvo ou efetoras. Para que eu sacie a 
minha necessidade preciso tanto mobilizar as enzimas de GLUT-4 quanto 
ativar a glicogênio-sintase, se essas duas coisas acontecerem eu consigo sintetizar 
o glicogênio, sintetizando quer dizer que eu captei a glicose do sangue, diminuindo a 
glicemia., e a necessidade é saciada. Na situação anterior vimos a enzima 
glicogêniofosforilase, responsável pela quebra do glicogênio e a glicogênio-sintase é 
responsável pela síntese do glicogênio, elas tem funções antagônicas, se a glicogênio-
fosforilase é ativa quando fosfatada, a glicogênio-sintase é o que quando fosfatada? 
Inativa. Por que? Porque se as duas enzimas forem ativas quando fosforiladas, todo 
o processo de metabolismo é fútil, uma sintetiza e a outra quebra o tempo todo. 
Preciso sempre que uma seja ativa quando fosforilada ao passo que outra seja 
sempre inativa quando fosforilada, para que o ciclo de quebra e síntese não seja 
fútil. Então eu busco ativar a glicogênio-sintase nessa situação, para isso, o que 
precisa ser feito? Preciso desfosforilar, tenho que tirar fosfato, e toda vez que eu 
tiro eu ativo a glicogênio-sintase. Então meu objetivo é fazer com que a glicogênio-
sintase fique desfosforilada. 
Para chegar na proteína-alvo preciso dos protagonistas, preciso de 
sinal e receptor. Quem é o sinal nessa situação? Insulina (informa o excesso de 
glicose), para que isso se concretize as células precisam ser sensíveis a insulina, ou 
seja expressar um receptor. Qual a classe do receptor de insulina? 
Transmembrana tirosina-cinase. – 
 
Imagem: representação esquemática dos receptores tirosinas-cinases. 
O que vemos? Uma membrana de revestimento de determinada célula, e 
percebemos expresso o receptor tirosina-cinase, esse diferentemente do receptor 
acoplado a proteína G, não é um receptor de uma única subunidade, ele é formado 
por duas subunidades: alfa e beta, ambas transmembrânicas, e a característica 
marcante desse receptor é que ele vai ter duas faces com funções previamente 
definidas → face extracelular, voltada para a matriz extracelular e 
essa tem a função de interagir com o ligante/sinalizador. A partir do 
momento que o ligante interage com a face externa, vamos ter uma alteração 
conformacional na face interna/ citoplasmática, essa face interna tem atividade 
catalítica ou enzimática própria (atividade enzimática intrínseca), é como se a face 
citoplasmática fosse uma enzima, só que acoplada ao receptor, essa face nada mais 
é que o sítio ativo enzimático uma enzima. Qual enzima é? Cinase. A face– 
citoplasmática tem atividade cinásica intrínseca, é uma cinase, portanto catalisa 
reações de fosforilação, só que essa fosforilação não acontece em qualquer lugar, 
acontece em resíduos de tirosina (aminoácido). Na imagem, as bolinhas em azul 
representam os resíduos de tirosina. Toda vez que o sinal interage com o receptor, 
as subunidades se fosforilam → autofosforilação (o próprio receptor se fosforila). 
Por que ele se autofosforila, qual objetivo? Para ele ficar ativo e iniciar a cascata. 
Premissa básica para acontecer a cascata de biossinalização. 
* Mecanismo geral de funcionamento do receptor: 
1° → interação sinal receptor. – 
2° → Intracelularmente – mudança conformacional na face intracelular, 
promovendo a ativação da função cinásica, acontecendo a autofosforilação → 
ativando o receptor, que interage com a maquinaria intracelular a fim de promover 
a cascata. 
3° → Cascata ativa proteína efetora/alvo → geração Resposta celular → 
necessidade saciada.