El-papel-de-la-esfingosina-1-fosfato-en-la-regulacion-de-los-receptores-1-adrenergicos

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
Maestría y Doctorado en Ciencias Bioquímicas 
 
 
 
EL PAPEL DE LA ESFINGOSINA 1-FOSFATO EN LA REGULACIÓN DE LOS 
RECEPTORES α1 ADRENÉRGICOS. 
 
 
TESIS 
 
QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: 
 
DOCTOR EN CIENCIAS (BIOQUIMICAS) 
 
 
 
PRESENTA: 
 
JEAN ALBERTO CASTILLO BADILLO 
 
 
 
TUTOR PRINCIPAL 
 
DR. JESÚS ADOLFO GARCÍA SÁINZ INSTITUTO DE FISIOLOGÍA CELULAR 
 
 
MIEMBROS DEL COMITÉ TUTOR 
 
 
DRA. ANA BRIGIDA CLORINDA ARIAS 
ÁLVAREZ 
 
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES 
BIOMÉDICAS 
 
DRA. MARIETTA TUENA SANGRI INSTITUTO DE FISIOLOGÍA CELULAR 
 
 
MÉXICO, D. F. Mayo, 2014 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL 
 
Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal 
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 2	
  
 
 
 
 
 
 
 
El artista no es ningún monstruo aislado de la realidad pero al crear debe 
retirarse, como el investigador en su laboratorio. 
 
 
 
 
- Antoni Tápies 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3	
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esta tesis se realizó bajo la tutoría del Dr. Jesús Adolfo García Sáinz, en el 
Departamento de Biología Celular en el Instituto de Fisiología Celular en la 
universidad Nacional Autónoma de México, con el financiamiento por parte de la 
Dirección General de Asuntos del Personal Académico UNAM (IN20812/23) y 
del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (153278). 
 
Jean Alberto Castillo Badillo fue alumno del Programa de Maestría y Doctorado 
en ciencias Bioquímicas de la UNAM y fue apoyado con becas del posgrado del 
CONACyT. 
 
 
 4	
  
 
 
Dedicatoria 
 
A mi madre, por todo su apoyo y cariño, por enseñarme a seguir mis sueños y 
luchar por mis ideales para siempre hacer lo que me gusta. Por presentarme a 
aquellos que venían de las lejanas tierras de Kumbi Saleh, dos seres del tamaño 
de esos besos redondos y apretados que dejan en la frente una huella pequeña 
y húmeda. Otra vez con un soplo en la nariz. 
 
A mi hermana, por hacerme fuerte, por mostrarme la realidad y como siempre 
juntos en los mejores momentos. 
 
A la Universidad Nacional Autónoma de México. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 5	
  
Agradecimientos 
 
Al Dr. García Sáinz, por permitirme conocer su laboratorio dejar que me integrara a su 
grupo de trabajo, porque así aprendí lo que es el mundo de la ciencia e investigación, 
gracias por su confianza, consejos y enseñanza. 
 
A mi comité tutoral: 
Agradezco a la Dra. Marietta Tuena Sangri, por sus consejos y apoyo en el desarrollo 
del proyecto así como por su compromiso con el posgrado, la universidad y la ciencia, 
por ser inspiración de varias generaciones. 
 
Agradezco a la Dra. Ana Brigida Clorinda Arias Alvarez, por creer en mi y en mis 
propuestas, por todo su apoyo y consejos. 
 
A mi jurado de examen doctoral: 
A la Dra. Rosario Adelaida Muñóz Clares, a la Dra. Marina Macias Silva, a la Dra. 
Marina Gavilanes Ruíz, a la Dra. Diana María Escalante Alcalde y al Dr. Rolando Efraín 
Hernández Muñóz, por sus valiosos comentarios en la redacción de este trabajo. 
 
A mi Sensei Alejandro Cabrera Wrooman, por enseñarme que la investigación también 
es divertida, por tu amistad, consejos, por enseñarme todo lo del laboratorio por 
motivarme e inspirarme en las caricaturas, gracias por ser mi broca. 
 
A mis compañeros de laboratorio que por todas sus ocurrencias se convirtieron en 
personajes no solo de mis dibujos sino también en personajes importantes en esta 
etapa de mi vida. A Aurelio por tu apoyo y amistad en estos años, entramos juntos y nos 
vamos casi juntos. A Christian por tantas risas películas y buena música a rockear por 
siempre, Pixies y Sonic Youth eran tan importantes para los años ochenta. A Marco 
Alfondhzoooo siempre aguantaste como los grandes por eso eres broca. A Omar, 
genialo mi amigo robot gracias por toda la ayuda por querer trabajar conmigo en esas 
ideas que parecían alocadas. A Marco Morquecho, A Estrellita por toda la buena onda 
de tu amistad. Gracias por todas “como las otras veces”. 
 
A los miembros del Laboratorio: A Lupita y Fermín porque siempre estuvieron para 
ayudarme. A Tere por los buenos consejos en las técnicas. A Rocio por tu amistad y por 
los buenos consejos en las técnicas 
 
 6	
  
 Reconocimientos 
 
El comité tutoral que asesoró el desarrollo de esta tesis, integrado por: 
Dr. Jesús Adolfo García Sáinz. 
Dra. Marietta Tuena Sangri. 
Dra. Ana Brigida Clorinda Arias Alvarez. 
 
El jurado del examen doctoral estuvo constituido por: 
Presidente: Dra. Rosario Adelaida Muñóz Clares. 
Vocal: Dra. Marina Macias Silva. 
Vocal: Dra. Diana María Escalante Alcalde. 
Vocal: Dr. Rolando Efraín Hernández Muñóz. 
Secretario: Dra. Marina Gavilanes Ruíz. 
 
Agradezco la asesoría técnica de la Dra. María Teresa Romero Ávila y de la Dra. Roció 
Alcántara Hernández. 
Agradezco al personal de las unidades de apoyo del Instituto de Fisiología Celular. 
Unidad de Microscopia (Imagenología). 
Dr. Fernando García Hernández. 
Biol. Gabriel Orozco Hoyuela. 
 
Unidad de Biología Molecular. 
Dra. Laura Ongay Larios. 
Biol. María Guadalupe Códiz Huerta. 
Biol. Dolores Minerva Mora Cabrera. 
 
Unidad de Computo. 
Ing. Juan Manuel Barbosa Castillo. 
Ing. Ivette Rosas Arciniega. 
 7	
  
INDICE	
  	
  
Unidad de Microscopia (Imagenología).	
  ...................................................................	
  6	
  
RESUMEN.	
  ................................................................................................................	
  9	
  
ABSTRACT.	
  .............................................................................................................	
  11	
  
INTRODUCCIÓN	
  .....................................................................................................	
  13	
  
Proteínas	
  G	
  .................................................................................................................................................................	
  13	
  
Receptores	
  Acoplados	
  a	
  proteínas	
  G	
  ...............................................................................................................	
  15	
  
Receptores	
  adrenérgicos	
  o	
  adrenoceptores	
  .................................................................................................	
  16	
  
Transducción	
  de	
  la	
  señal	
  ......................................................................................................................................	
  18	
  
Desensibilización	
  .....................................................................................................................................................	
  19	
  
Receptores	
  de	
  factores	
  de	
  crecimiento	
  ...........................................................................................................	
  19	
  
Esfingosina-­‐1-­‐fosfato	
  ............................................................................................................................................	
  21	
  
Estructura	
  ...................................................................................................................................................................	
  22	
  
Biosíntesis	
  de	
  esfingolipidos	
  en	
  la	
  regulación	
  celular.	
  ............................................................................23	
  
Señalización	
  activada	
  por	
  esfingosina-­‐1-­‐fosfato	
  .......................................................................................	
  26	
  
Funciones	
  del	
  Complejo	
  de	
  Esfingolipidos	
  ....................................................................................................	
  28	
  
Desensibilización	
  y	
  endocitosis	
  de	
  GPCRs	
  ...................................................................................................	
  30	
  
Regulación	
  del	
  tráfico	
  de	
  GPCRs	
  dependiente	
  de	
  β-­‐arrestina	
  ..............................................................	
  30	
  
GTPasas	
  Rab	
  ..............................................................................................................................................................	
  31	
  
Regulación	
  del	
  tráfico	
  vesicular	
  de	
  GPCRs	
  por	
  Rab	
  GTPasas	
  ...............................................................	
  33	
  
Antecedentes	
  ............................................................................................................................................................	
  35	
  
Justificación	
  ...........................................................................................................	
  41	
  
Hipótesis	
  .................................................................................................................	
  42	
  
Objetivos y Metas	
  ..................................................................................................	
  42	
  
Objetivos	
  Generales	
  ...............................................................................................................................................	
  42	
  
Objetivos	
  Particulares.	
  ..........................................................................................................................................	
  42	
  
Materiales y métodos	
  ............................................................................................	
  43	
  
Cultivo	
  celular	
  ...........................................................................................................................................................	
  43	
  
Determinación	
  de	
  la	
  concentración	
  de	
  calcio	
  intracelular	
  [Ca2+].	
  ...................................................	
  44	
  
Inmunoprecipitación	
  y	
  marcaje	
  metabólico	
  -­‐	
  Fosforilación.	
  ...............................................................	
  44	
  
Diseño	
  de	
  los	
  oligonucleótidos	
  ..........................................................................................................................	
  45	
  
Transfección	
  Transitoria	
  .....................................................................................................................................	
  46	
  
La	
  detección	
  de	
  la	
  expresión	
  del	
  receptor	
  de	
  S1P1	
  por	
  RT-­‐PCR	
  ........................................................	
  46	
  
Ensayo	
  de	
  la	
  actividad	
  de	
  la	
  SPHK	
  por	
  análisis	
  de	
  la	
  producción	
  de	
  esfingosina	
  1-­‐	
  fosfato.	
  .	
  47	
  
Subclonación	
  del	
  Receptor	
  α1B-­‐adrenérgico	
  	
  	
  en	
  el	
  vector	
  pDsRed-­‐Monomer-­‐N1	
  .....................	
  47	
  
Estudios	
  de	
  microscopía	
  confocal	
  ....................................................................................................................	
  50	
  
Análisis	
  estadístico	
  .................................................................................................................................................	
  51	
  
RESULTADOS.	
  .......................................................................................................	
  51	
  
RESULTADOS	
  PRIMERA	
  PARTE	
  .......................................................................................................................	
  52	
  
1.	
  Medición	
  de	
  calcio	
  intracelular,	
  células	
  RAT-­‐1	
  transfectadas	
  con	
  el	
  receptor	
  α1B-­‐
adrenérgico	
  	
  de	
  humano,	
  fusionado	
  a	
  la	
  proteína	
  verde	
  fluorescente	
  EGFP.	
  ...............................	
  52	
  
2.	
  Inmunoprecipitación	
  y	
  marcaje	
  metabólico	
  (Fosforilación).	
  ..........................................................	
  53	
  
3.	
  Inhibición	
  de	
  PI3K,	
  PKC,	
  	
  medición	
  de	
  Ca2+	
  intracelular,	
  marcaje	
  metabólico	
  e	
  
inmunoprecipitación	
  (Fosforilación).	
  .............................................................................................................	
  54	
  
 8	
  
4.	
  “knockdown”	
  del	
  receptor	
  de	
  S1P1.	
  ............................................................................................................	
  55	
  
5.	
  Inmunoprecipitación	
  y	
  marcaje	
  metabólico	
  (Fosforilación).	
  ..........................................................	
  58	
  
6.	
  Localización	
  celular	
  del	
  receptor	
  α1B-­‐adrenérgico	
  por	
  efecto	
  de	
  la	
  activación	
  del	
  receptor	
  
de	
  S1P1.	
  .........................................................................................................................................................................	
  59	
  
7.	
  Ensayo	
  de	
  la	
  actividad	
  de	
  la	
  esfingosina	
  cinasa.	
  ...................................................................................	
  63	
  
8.	
  Uso	
  de	
  la	
  mutante	
  dominante	
  negativa	
  de	
  la	
  esfingosina	
  cinasa	
  tipo	
  1	
  (SPHK1	
  G82D).	
  ....	
  65	
  
9.	
  Inmunoprecipitación	
  y	
  marcaje	
  metabólico	
  (Fosforilación).	
  ..........................................................	
  68	
  
10.	
  Efecto	
  de	
  la	
  inhibición	
  de	
  EGF	
  en	
  la	
  transactivación	
  y	
  fosforilación	
  del	
  receptor	
  α1B-­‐
adrenérgico	
  	
  	
  mediada	
  por	
  el	
  receptor	
  	
  de	
  S1P1.	
  ........................................................................................	
  69	
  
11.	
  Estudio	
  de	
  la	
  participación	
  de	
  la	
  SPHK1	
  en	
  la	
  localización	
  celular	
  del	
  receptor	
  α1B-­‐
adrenérgico-­‐EGFP,	
  en	
  células	
  RAT-­‐1.	
  .............................................................................................................	
  70	
  
RESULTADOS	
  SEGUNDA	
  PARTE.	
  .....................................................................................................................	
  74	
  
Hipótesis	
  .....................................................................................................................................................................	
  75	
  
12.	
  Generación	
  de	
  una	
  línea	
  celular	
  que	
  exprese	
  establemente,	
  la	
  construcción	
  del	
  receptor	
  
α1B-­‐adrenérgico	
  de	
  humano,	
  fusionado	
  a	
  la	
  proteína	
  roja	
  fluorescente	
  DsRed	
  (α1Bh-­‐DsRed).
	
  .........................................................................................................................................................................................	
  76	
  
13.	
  	
  Localización	
  celular	
  del	
  receptor	
  α1B-­‐adrenérgico	
  por	
  efecto	
  de	
  la	
  S1P,	
  en	
  células	
  HEK	
  
AD-­‐293	
  con	
  la	
  construcción	
  α1Bh-­‐DsRed.	
  ......................................................................................................	
  77	
  
14.	
  Medición	
  de	
  calcio	
  intracelular,	
  células	
  HEK	
  AD-­‐293	
  transfectadas	
  con	
  la	
  construcción	
  
α1Bh-­‐DsRed.	
  .................................................................................................................................................................	
  78	
  
15.	
  Transfección	
  de	
  las	
  proteínas	
  Rabs	
  marcadoras	
  de	
  vesículas	
  en	
  células	
  HEK	
  AD-­‐293	
  
transfectadascon	
  el	
  receptor	
  α1Bh-­‐DsRed.	
  ...................................................................................................	
  80	
  
Como	
  se	
  ha	
  mencionado	
  anteriormente,	
  la	
  segunda	
  parte	
  del	
  proyecto	
  se	
  enfocó	
  a	
  la	
  
internalización,	
  tráfico	
  vesicular	
  y	
  la	
  dirección	
  del	
  receptor	
  α1B-­‐adrenérgico	
  en	
  endosomas.	
  
Con	
  este	
  objetivo	
  se	
  transfectaron	
  diferentes	
  proteínas	
  Rabs	
  marcadoras	
  de	
  distintos	
  tipos	
  
de	
  endosomas,	
  para	
  observar	
  su	
  posible	
  interacción	
  con	
  el	
  receptor.	
  .............................................	
  80	
  
16.	
  Estudio	
  de	
  la	
  interacción	
  del	
  receptor	
  α1B-­‐adrenérgico	
  y	
  las	
  proteínas	
  marcadoras	
  de	
  	
  
vesículas	
  Rabs	
  en	
  células	
  HEK	
  AD-­‐293.	
  ..........................................................................................................	
  81	
  
17.	
  Cuantificación	
  de	
  la	
  señal	
  de	
  FRET	
  usando	
  el	
  plugin	
  “FRET	
  and	
  Colocalization	
  Analyzer”	
  
del	
  software	
  ImageJ.	
  ...............................................................................................................................................	
  88	
  
18.	
  Uso	
  	
  de	
  mutantes	
  catalíticamente	
  inactivas	
  y	
  constitutivamente	
  activas	
  de	
  la	
  proteínas	
  
Rabs	
  en	
  el	
  estudio	
  de	
  la	
  internalización	
  y	
  dirección	
  a	
  endosomas	
  del	
  receptor	
  α1B-­‐
adrenérgico.	
  ...............................................................................................................................................................	
  91	
  
Discusión	
  ..............................................................................................................	
  100	
  
Conclusión	
  ............................................................................................................	
  106	
  
Referencias	
  ...........................................................................................................	
  110	
  
	
  
 
 
 9	
  
RESUMEN. 
	
  
La desensibilización y fosforilación del receptor α1B-adrenérgico inducida por la 
esfingosina-1-fosfato se estudió en fibroblastos de rata RAT-1 que expresan de forma 
estable los adrenoceptores etiquetados con la proteína verde fluorescente. La 
esfingosina-1-fosfato induce la desensibilización y la fosforilación de los receptores 
adrenérgicos a través de una cascada de señalización en la que participa la actividad de 
las cinasas PI3K y de la proteína cinasa C. También se estudió el papel 
autocrino/paracrino de la esfingosina-1-fosfato. Se observó que la activación de 
receptores con actividad de tirosina cinasa, tales como los receptores de IGF-I y EGF 
aumentaron de la actividad de la esfingosina cinasa 1. Dicha activación y la 
consiguiente producción de S1P parece ser funcionalmente relevante en la 
desensibilización y fosforilación de los receptores α1B-adrenérgicos inducida por el IGF-I 
y el EGF como se evidencia por los hechos de que: a) la expresión de una mutante 
dominante negativa de la esfingosina cinasa 1, o b ) el “knockdown” del receptor de 
S1P1, reduce notablemente esta acción del factor de crecimiento. Además, 
aprovechando la presencia de la etiqueta de EGFP en la construcción del receptor, 
hemos demostrado que la S1P fue capaz de inducir la internalización del receptor α1B-
adrenérgico y que su generación autocrina/paracrina fue relevante para inducir 
internalización por efecto del IGF-I. Se demostró que cuatro receptores de hormonas 
distintas y dos mediadores paracrinos participan en la transactivación entre el receptor 
de S1P1 y el receptor α1B-adrenérgico. 
La internalización de los GPCRs se inicia en cuestión de segundos en respuesta al 
agonista y contribuye tanto a la desensibilización como a la capacidad de respuesta de 
los GPCRs. Las GTPasas Rab controlan la endocitosis, el tráfico vesicular, la fusión 
endosomal y exocitosis. Una de las propiedades más notables de la familia de las 
proteínas Rab es la distribución diferencial de sus diferentes miembros en la superficie 
de distintos organelos. En la vía endocítica, la GTPasa Rab5 controla el tráfico de la 
membrana plasmática hacia endosomas tempranos, mientras que las Rab4 y Rab11 
regulan el reciclamiento de proteínas de endosomas tempranos hacia la membrana 
plasmática. Por otro lado, Rab7 y Rab9 regulan el tráfico de endosomas tardíos hacia 
lisosomas. En células HEK AD-293 transfectados con el receptor adrenérgico humano 
fusionado a la proteína roja fluorescente, DsRed, estudiamos el tráfico vesicular del 
receptor α1B-adrenérgico y su asociación con las proteínas Rab, las cuales son 
 10	
  
marcadores de vesículas. El receptor α1B-adrenérgico humano está fusionado a la 
proteína rojo fluorescente (DsRed) la cual se ha reportado ser un buen aceptor en FRET 
con la proteína verde fluorescente (EGFP). Hemos observado que el receptor α1b-
DsRed interacciona con diferentes proteínas Rabs dependiendo del estimulo o tipo de 
desensibilización. Encontramos que cuando se estimula con el agonista del receptor, 
noradrenalina, éste se acopla a la proteína Rab5 (endosomas tempranos), mientras que 
cuando se estimulan las células con S1P, el receptor α1Bh-DsRed se acopla a las 
proteínas Rab 9 y 7, marcadores para endosomas tardíos. Estos datos indican que el 
receptor α1B-adrenérgico es re direccionado a diferente vesículas endocíticas, 
dependiendo del tipo de desensibilización (homologa o heteróloga). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 11	
  
ABSTRACT. 
 
Sphingosine-1-phosphate-induced α1B-adrenergic receptor desensitization and 
phosphorylation was studied by stably expressing enhanced green fluorescent protein 
tagged adrenoceptors in RAT-1 fibroblasts. Sphingosine-1-phosphate induced 
adrenoceptor desensitization and phosphorylation through a signaling cascade that 
involved phosphoinositide 3-kinase and protein kinase C activities. The 
autocrine/paracrine role of sphingosine-1-phosphate was also studied. It was observed 
that activation of receptor tyrosine kinases, such as IGF-I and EGF receptors increased 
sphingosine kinase activity. Such activation and consequent production of S1P seems to 
be functionally relevant in IGF-I- and EGF-induced α1B-adrenoceptor phosphorylation 
and desensitization as evidenced by the facts that: a) expression of a dominant-negative 
mutant of sphingosine kinase 1 or b) S1P1 receptor knockdown, markedly reduced this 
growth factor action. In addition, taking advantage of the presence of the EGFP tag in 
the receptor construction, we showed that S1P was capable of inducing α1B-adrenergic 
receptor internalization and that its autocrine/ paracrine generation was relevant for 
internalization induced by IGF-I. We show that four distinct hormone receptors and two 
paracrine mediators participate in S1P1 receptor- α1B-adrenergic receptor crosstalk. 
The internalization of GPCRs begins within seconds in response to the agonist and thus 
contributes to desensitization as responsiveness of GPCRs. Rab GTPases control 
endocytosis, vesicular trafficking, endosomal fusion and exocytosis. One of the most 
remarkable properties of the family of Rab proteins is the differential distribution of its 
different members on the surface of various organelles. In the endocytic pathway, the 
Rab5 GTPase controls traffic of the plasma membrane to early endosomes, whereas 
Rab4 and Rab11 regulate the protein recycling from early endosomes to the plasma 
membrane. Furthermore, Rab7 and Rab9 regulate the traffic from late endosomes to 
lysosomes. In HEK AD-293 cells transfected with human adrenergic receptor linked to 
the red fluorescent protein, DsRed, we study vesicular trafficking of α1B-adrenergic 
receptor and its association with Rab proteins,which are markers of vesicles. The 
human α1B-adrenergic receptor is fused to the red fluorescent protein (DsRed) which is 
reported to be a good acceptor in FRET with green fluorescent protein (EGFP). We have 
observed that the α1B-adrenergic receptor interacts with various Rab proteins depending 
on the type of stimulus or desensitization. We found that when stimulated with receptor 
 12	
  
agonist, noradrenaline, it engages the Rab5 (early endosomes) protein, whereas when 
the cells are stimulated with S1P, α1B-adrenergic receptor is coupled to the protein Rab 9 
and 7, markers for late endosomes. These data indicate that the α1B-adrenergic receptor 
is redirected to different endocytic vesicles, depending on the type of desensitization 
(homologous or heterologous). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 13	
  
EL PAPEL DE LA ESFINGOSINA-1-FOSFATO EN LA REGULACIÓN DE LOS 
RECEPTORES α1- ADRENÉRGICOS. 
 
INTRODUCCIÓN 
 
La recepción de información por parte de una célula es un problema complejo. Para 
este propósito las células presentan un elaborado arreglo de proteínas de membrana 
llamados receptores, cuya función es adquirir información del espacio extracelular y 
superficie celular, actuando como “antenas” de la célula. 
Las células de los mamíferos tienen diversos tipos de receptores, de ellos describiré los: 
 Receptores acoplados a proteínas “G”: receptores adrenérgicos. 
 Receptores de factores de crecimiento 
 
Proteínas G 
 
Las proteínas G tienen un papel crucial en definir la especificidad y características 
temporales de la respuesta celular. Las proteínas G son heterotrímeros compuestos por 
tres subunidades, α, β, y γ. La subunidad α de las proteínas G tiene la capacidad de 
ciclar entre un estado inactivo unido a GDP (esta conformación es la primera condición 
para la interacción con un receptor activo), y un estado activo unido a GTP, 
conformación que puede modular la actividad de proteínas efectoras río abajo [1, 2]. 
En humanos existen 21 subunidades α codificadas por 16 genes, 5 subunidades 
β codificadas por 5 genes y 12 subunidades γ [3]. Los heterotrímeros son típicamente 
divididos en cuatro clases basados en la similitud de la secuencia primaria de la 
subunidad α: αs, αi, αq, y α12 [4]. La estructura de la subunidad Gα revela un plegamiento 
compuesto por un dominio con actividad de GTPasa y un dominio helicoidal; este 
dominio hidroliza GTP y provee la superficie de unión para el dímero Gβγ, receptores 
acoplados a proteínas G (GPCRs) y proteínas efectoras. Este dominio cuenta con tres 
asas flexibles llamados “switches” I, II y III con diferencias estructurales entre el estado 
inactivo unido a GDP [5, 6] y el estado activo de la subunidad α [7]. 
El dominio helicoidal es único para las proteína Gα y está compuesto por seis α 
hélices que forman una tapa sobre el sitio de unión al nucleótido ocultando los 
nucleótidos unidos en el núcleo de la proteína. Todas las subunidades Gα excepto Gαt 
se modifican post-transduccionalmente con ácidos grasos, como palmitato, en el 
 14	
  
extremo amino. Estas modificaciones regulan la localización en membrana y las 
interacciones proteína- proteína [8, 9]. 
La subunidad Gβ esta compuesta por siete hojas β plegadas y por siete 
secuencias repetidas WD40 (WD40, secuencias de 40 aminoácidos que terminan en 
trp-asp y median interacción proteína-proteína). El amino terminal de Gβ se une en 
bucle con el amino terminal de Gγ y el carboxilo terminal de Gγ se une a las hojas β V y 
VI [10]. 
La subunidad Gγ se modifica post-traduccionalmente por isoprenilación de su 
carboxilo terminal con grupo farnesilo (Gγ1, Gγ8, y Gγ11) o geranilgeranilo en todas las 
demás [10]. La mayoría de las subunidades Gβ y Gγ pueden interaccionar entre sí, pero 
no todas las sesenta posibles combinaciones ocurren, varios dímeros de Gβγ pueden 
interactuar con la misma isoforma de Gα, lo cual sugiere que la expresión diferencial y 
la localización subcelular es importante en la regulación río abajo [11, 12]. 
 Las proteínas G funcionan en redes extensas vinculadas por ligandos que 
pueden interactuar con varios GPCRs (por ejemplo, las catecolaminas pueden activar 
nueve receptores adrenérgicos independientes, acoplados a muchas proteínas G 
diferentes y efectores), diversos GPCRs pueden interactuar con una sola proteína G, y 
las proteínas G pueden señalar a distintos efectores tanto por sus subunidades Gα 
como por los complejos Gβγ [13]. Por lo tanto, las proteínas G pueden integrar una sola 
señal (de un GPCR) con una serie de respuestas celulares. Tales respuestas involucran 
cambios en las concentraciones de nucleótidos cíclicos, recambio de fosfatidilinositol y 
las concentraciones de iones intracelulares. Las proteínas G son también reconocidas 
como mediadoras de procesos biológicos más complejos; por ejemplo, los relacionados 
con la regulación de la cascada de las proteínas cinasas activadas por mitógenos 
(MAPK) [14] en la progresión del ciclo celular [15], en cáncer [16], en metabolismo y en 
el desarrollo embrionario [17], entre otros. 
La toxina pertussis inactiva específicamente a todos los miembros de la familia 
Gαi (Gαi1, Gαi2, Gαi3, GαoA, GαoB, Gαt1, Gαt2, y Gα2), El uso de la intoxicación por 
pertussis además de métodos como el “knockdown” [por ejemplo, 
oligodesoxinucleótidos anti sentido, morfolinos anti sentido o RNA de interferencia 
(RNAi)], y los estudios de eliminación directa (es decir, la deficiencia a través de la 
interrupción de genes) han puesto al descubierto algunas de las funciones esenciales 
de las proteínas G en el desarrollo [17]. Gαi inhibe a la adenilato ciclasa y parece tener 
otras funciones aparte de controlar los niveles de AMPc. En D. melanogaster Gαi 
 15	
  
funciona en la orientación del huso mitótico y la división celular asimétrica [18]. Gαs fue 
una de las primeras en ser identificadas y aisladas bioquímicamente, se activa por un 
gran número de GPCRs y estimula a la adenilato ciclasa, la cual sintetiza AMP a partir 
de ATP; Gαs es activada por la toxina del cólera y en el desarrollo de D. malanogaster 
regula el número y organización de botones sinápticos en el sistema nervioso [17]. 
Receptores Acoplados a proteínas G 
 
Los receptores acoplados a proteínas G, representan uno de los más grandes y 
diversos grupos de proteínas codificadas en el genoma. Cerca de 800 genes codifican 
receptores para varios ligandos extracelulares como son: hormonas, neurotransmisores 
y estímulos sensoriales. Estos receptores son blanco del 30% de los fármacos en el 
mercado [19]. Todos los receptores acoplados a proteínas G se caracterizan por tener 
una estructura formada por una sola cadena polipeptídica con siete zonas altamente 
hidrofóbicas que atraviesan la membrana plasmática, por lo que se les denomina 
también, receptores con siete dominios transmembranales o receptores serpentinos [20, 
21]. Estos receptores presentan su extremo amino en el exterior de la célula, y su 
extremo carboxilo en el interior; las siete zonas transmembranales se interconectan con 
tres asas intracelulares y tres extracelulares [22]. Muchos receptores de este tipo están 
glucosilados en la porción amino terminal, y en algunos existe palmitoilación de un 
residuo de cisteína muy conservado en la cola carboxilo terminal. Dos residuos de 
cisteína, uno adentro del asa extracelular 1 y otro en el asa extracelular 2, se conservan 
en la mayoría de los receptores acoplados a proteínas G y forman un puente disulfuro 
que puede estabilizar al receptor y limitar el número de conformaciones durante el 
proceso de activación. La activación parece implicar cambios en la orientación de los 
dominios transmembranales III y VI, desenmascarando el sitio para el acoplamiento con 
las proteínas G. Se han propuesto diversas clasificaciones de GPCRs con base en la 
secuencia y el análisis yde la estructura [20, 21, 23, 24]. Por análisis filogenético este 
tipo de receptores se dividen en cinco familias: Rodopsina, Secretina, Glutamina, 
Adhesión y Frizzled-taste2 [25]. Aunque existen diferencias entre estas clasificaciones, 
coinciden en la división general en tres familias importantes. La familia de la Rodopsina, 
tienen un motivo NSXXNPXXY en la hélice VII y un motivo glutamato/aspartato-
arginina-tirosina (E/DRY) en el borde citoplasmático de la hélice III, el cual es 
importante para la estabilización y/o activación de la proteína G. Esta familia es la más 
 16	
  
grande, conteniendo aproximadamente el 60% del repertorio entero de estos receptores 
en el grupo Bilateria (que incluye a nemátodos, artrópodos y vertebrados). Los 
receptores de esta familia se activan por fotones (tal es el caso de la rodopsina) o por 
ligandos relativamente pequeños, como por ejemplo catecolaminas, otras aminas 
biogénicas o polipéptidos [26, 27]. Los receptores de la familia 2 (también conocidos 
como de Secretina, son activados por ligandos mucho más grandes como algunos 
polipéptidos y proteínas; tienen un extremo amino relativamente grande (60 – 80 
aminoácidos), con múltiples enlaces disulfuro que son conservados y unen grandes 
hormonas peptídicas [25]. Los miembros de la familia de Adhesión tienen un amino 
terminal con motivos similares de adhesión, repeticiones similares a mucina las cuales 
median la unión célula - célula [26, 28]. La familia del Glutamato, tienen un amino 
terminal aún más largo característico, con una estructura denominada de “atrapa-
moscas” (Venus' flytrap-like), estructura para el reconocimiento del ligando [29]. Por 
ultimo los miembros de la familia de receptores Frizzled-taste2 tienen también un amino 
terminal bastante largo y rico en residuos de Cys [25]. 
	
  
Receptores adrenérgicos o adrenoceptores 
 
Los receptores adrenérgicos o adrenoceptores son una clase de receptores asociados a 
proteína G los cuales se acoplan a través de proteínas de la familia Gq al recambio de 
fosfoinosítidos y calcio. [20, 23, 24]. Dichos receptores son sujetos a diferentes 
procesos que regulan tanto su función como su localización intracelular. Uno de estos 
procesos es la fosforilación, que es un evento fundamental en el ajuste de la 
sensibilidad de los receptores, y muy probablemente, en su localización subcelular [23, 
30-35]. 
Los receptores adrenérgicos tienen a la adrenalina y la noradrenalina como sus 
ligandos naturales. Estas hormonas se liberan por la médula de las glándulas 
suprarrenales, que se encuentran encima de los riñones y por las neuronas de la rama 
autonómica simpática, esta liberación se incrementa por una gran variedad de estímulos 
asociados al estrés, y juegan un papel clave en el mantenimiento de la homeostasis. 
Estas hormonas regulan el metabolismo general del organismo además de la tensión 
arterial, el funcionamiento cardíaco y la función renal. [24, 36]. 
 17	
  
Las acciones de estos mensajeros son mediadas por tres subfamilias de los receptores 
adrenérgicos acoplados a proteínas G. Estas subfamilias están formadas por tres 
subtipos de receptores que van a activar a diferentes proteínas G y por consiguiente a 
diferentes vías de señalización (Figura 1). 
 
Familia adrenoceptores. 
 
 
 α1 α2 β 
 
 
 (α1A,α1B,α1D) (α2A,α2B,α2C) (β1,β2,β3) 
 
 
 Gq/11 Gi Gs 
 
 
 Incrementa [Ca2+]i Inhibe adenilato ciclasa Estimula adenilato ciclasa 
 
Figura. 1. Familia de adrenoceptores divida en 3 subfamilias basadas en las propiedades 
farmacológicas, homología estructural y mecanismos de señalización. El mecanismo de la acción 
de los receptores adrenérgicos se fundamenta en la molécula acoplada al receptor en el lado 
intracelular de la membrana plasmática. Los ligandos para el receptor α1 y el receptor α2 son la 
adrenalina y la noradrenalina. Un receptor α1 tiende a unirse a una proteína Gq, resultando en un 
incremento del Ca2+ intracelular causando así la contracción de la musculatura lisa. Los 
receptores adrenérgicos α2, a su vez, se unen con una proteína Gi, que reduce la actividad del 
AMPc, produciendo así la contracción del músculo liso. Los receptores β se unen a la proteína 
Gs [2] con lo que aumenta la concentración intracelular de AMPc, resultando en contracción del 
músculo cardíaco, relajación del músculo liso y glucogenólisis. 
 
 
 18	
  
Los receptores, como el receptor β-adrenérgico, cambian su configuración 
espacial en respuesta a la unión del ligando. Este cambio estérico afecta la 
configuración del dominio citoplasmático de la proteína; ésto es, en los dominios del 
receptor que protruyen en el citoplasma. 
Transducción de la señal 
 
La modulación de la sensibilidad de los receptores es uno de los procesos que 
participan en la adaptación de la célula a los cambios en el ambiente externo o en la 
composición del entorno interno. Los receptores acoplados a proteínas G son las 
proteínas integrales de la membrana que transmiten señales a las células en respuesta 
a agentes tan variados como la luz, lípidos, aminoácidos, nucleótidos, péptidos y 
proteínas, entre otras; constituyen estímulos visuales, olfativos o gustativos, hormonas, 
autocoides (hormonas locales), neurotransmisores y algunos factores de crecimiento. 
Los genomas disponibles han revelado que estos receptores están presentes en 
plantas (A. thaliana y O. sativa) y levaduras (S. pombe y S. cerevisiae) pero son más 
abundantes en nemátodos (C. elegans), artrópodos (D. melanogaster) y vertebrados (D. 
rerio, T. rubripes, M. musculus, H. sapiens). El análisis de la secuencia estima que hay 
entre 1000 y 2000 de estos receptores en vertebrados. Ellos son la familia más grande 
de proteínas integrales de membrana; constituyendo alrededor del 5% del número total 
de genes humanos que codifica para ellos [20, 21, 23]. 
 Los receptores adrenérgicos se comunican con el citoplasma estimulando una 
segunda proteína heterotrimérica, la proteína G, que generalmente se encuentra cerca 
del receptor en forma inactiva. Cuando el receptor se activa por un ligando, actúa 
rápidamente sobre la proteína G. La proteína G responde rápidamente activándose y 
envía señales a otras moléculas del citoplasma celular. Sin embargo la proteína G solo 
permanecerá en estado activo por un breve periodo pasándose luego a la forma 
inactiva. En efecto, la proteína G actúa como una llave binaria auto apagable, que 
cuando está en “on” permanece así un pequeño periodo de tiempo hasta que se pone 
en “off”. Los dos estados (encendido/apagado) están determinados por el nucleótido de 
guanina que se encuentra pegado a ella (de allí el nombre de proteína G). 
En consecuencia, la forma inactiva (“apagada”) de la proteína G se presenta 
cuando está unida a GDP. Cuando el ligando se une a ella, libera GDP y permite que el 
GTP se una a ella, esta es la forma activa (“encendida”), una vez “encendida” libera 
 19	
  
señales al interior de la célula. Luego de un corto periodo (segundos o menos), la 
proteína G hidroliza el GTP a GDP y se “apaga” o inactiva. Esta hidrólisis representa un 
mecanismo de retroalimentación negativa que asegura que la proteína G solo estará 
activa por un corto tiempo. 
Desensibilización 
 
Los receptores sufren diversos procesos de regulación. Uno de ellos es la 
desensibilización, que se define como una disminución en la respuesta del receptor al 
ser estimulado constantemente por su agonista; conceptos actuales señalan que una 
vez que el agonista se une a su receptor, éste se fosforila por laacción de diferentes 
cinasas, lo que desencadena una serie de procesos por los cuales los GPCRs 
presentan una atenuación en su respuesta. La desensibilización implica muchos 
acontecimientos celulares y moleculares con diversos tiempos y marcos (minutos o 
días). Sin embargo, a nivel molecular, la fosforilación del receptor es uno de los 
acontecimientos más tempranos que controlan su función [30, 37, 38]. La 
desensibilización generalmente se considera un acontecimiento farmacológico causado 
por el estímulo prolongado del receptor. En nuestra opinión, la desensibilización no es 
exclusivamente una consecuencia de la activación farmacológica del receptor, sino un 
proceso fisiológico, extremadamente importante, que proporciona el ajuste exquisito de 
la sensibilidad a nuestras células; es uno de los elementos dominantes en el ajuste fino 
de la sensibilidad. 
 
Receptores de factores de crecimiento 
 
Una clase de receptores muy bien estudiados son los que ayudan a la célula a 
determinar si debe o no crecer, o proliferar en conexión con el ciclo celular. Estos 
factores de crecimiento, algunas veces llamados mitogénicos, inducen a la célula a 
pasar a la fase de mitosis. Cuando está presente en suficiente cantidad, un factor de 
crecimiento estimulará a la célula para que entre en un ciclo de crecimiento y división 
[39]. Los factores de crecimiento actúan ligándose a los receptores que se encuentran 
en la superficie de la membrana. Cada factor de crecimiento se ligará al dominio 
extracelular de su receptor específico y no al de otros factores de crecimiento. 
 20	
  
Este dominio extracelular del receptor puede imaginarse como una cavidad que 
acomoda el factor de crecimiento apropiado en una complementación tipo llave - 
cerradura excluyendo así a los otros factores. Por lo tanto el factor de crecimiento 
epidérmico (EGF) solo se ligará al receptor EGF en la superficie de la célula, pero no 
por ejemplo al receptor del factor de crecimiento derivado de plaquetas. 
 
Transducción de la señal 
 
Para entender su funcionamiento hay que examinar detalladamente la estructura de las 
proteínas receptoras de los factores de crecimiento. Externamente a la célula tienen un 
dominio N-terminal que une al ligando y le sigue el dominio transmembranal. En el 
extremo C-terminal (localizado en el citoplasma), el dominio tiene características 
enzimáticas que solo se activan bajo la acción del factor de crecimiento. En el caso de 
muchos receptores, el dominio enzimático actúa como una proteína cinasa, es decir que 
utilizan ATP, fosforilando a la proteína transfiriéndole los fosfatos a la tirosina de la 
proteína-sustrato, resultando de esta manera una proteína fosforilada. De acuerdo con 
esto, los receptores se consideran que tienen actividad de tirosina cinasa [40]. 
 
La secuencia de eventos es la siguiente: 
 
1. Los factores de crecimiento se fijan al dominio extracelular de su receptor. 
2. Esto resulta en la activación del dominio con actividad de tirosina cinasa en el 
otro extremo del receptor que se encuentra en el lado citoplasmático. 
3. La tirosina cinasa activa, fosforila una serie de proteínas citoplasmáticas que, a 
su vez, resultan activadas o alteradas funcionalmente como consecuencia de 
haber sido fosforiladas. 
4. Posteriormente proceden a mandar señales al núcleo que dan como resultado 
que la célula crezca y se divida. 
 
Debe notarse que el ligando del factor de crecimiento no necesita ser físicamente 
transportado al interior para que la señal sea emitida. Toda la actividad de transmisión 
de la señal ocurre con el ligando en el espacio extracelular. Nada de esto nos dice la 
manera que el ligando externo causa la actividad de tirosina cinasa en el interior. Un 
gran número de mecanismos puede producir tal efecto. Uno de ello depende de dos 
 21	
  
importante factores bioquímicos. Primero, que hay muchas copias de receptores del 
factor de crecimiento en la superficie celular. Segundo, que estos receptores 
sumergidos en la membrana plasmática por su dominio hidrofóbico, pueden difundir 
lateralmente en el plano de la membrana plasmática. Cuando un factor de crecimiento 
se liga a un receptor estimula la dimerización del mismo con otro que se localiza cerca 
de él en la membrana plasmática. La dimerización del dominio extracelular produce en 
consecuencia que los dominios citoplasmáticos de dos receptores queden cercanos. La 
tirosina cinasa es una molécula receptora que fosforila el dominio de cinasa del 
segundo receptor que quedó cercano luego de la dimerización. Esta fosforilación resulta 
en un cambio estérico del dominio fosforilado, causando su activación funcional. En 
efecto, los dos dominios con actividad de cinasa una vez que están unidos, se fosforilan 
(y por lo tanto activan) uno al otro. Una vez activados, fosforilan proteínas del 
citoplasma que a su vez pasan señales al interior de la célula. 
 
Esfingosina-1-fosfato 
 
Papel de los esfingolípidos en la señalización celular. 
 
Una de las funciones más interesantes de los lípidos en el contexto de la biología 
celular es su capacidad de regular numerosos procesos cruciales para la vida de las 
células. En particular, los esfingolípidos se han revelado recientemente como elementos 
clave en las cascadas de transducción de señales que regulan procesos importantes de 
la fisiología celular tales como el crecimiento, la diferenciación y la muerte celular. 
Consecuentemente, la biología de los esfingolípidos se ha convertido en una diana 
importante para la investigación en la señalización celular. Los esfingolípidos tienen 
doble papel como moléculas bioactivas: por un lado, actúan como segundos 
mensajeros en la transducción de señales extracelulares, pero además, regulan la 
dinámica de las membranas biológicas formando parte de los microdominios de las 
membranas llamadas balsas lipídicas o “lipid rafts”. Los principales esfingolípidos 
bioactivos incluyen, ceramida, esfingosina, ceramida-1-fosfato y esfingosina-1-fosfato, 
que median respuestas celulares como proliferación, diferenciación y muerte celular. 
Entre todos ellos destaca la ceramida, que es el centro de la ruta de síntesis y 
degradación de esfingolípidos y se podría considerar como regulador del destino 
celular. Por un lado, la generación de ceramida por estímulos de estrés, activa rutas 
 22	
  
encaminadas a producir la muerte celular, pero su transformación en ceramida 1-fosfato 
(C1P) o en esfingosina y, posteriormente en esfingosina-1-fosfato (S1P) activa vías 
mitogénicas y regula diferenciación y proliferación. Además, S1P puede actuar como 
ligando extracelular uniéndose a los recientemente descubiertos receptores para 
esfingosina-1-fosfato que pertenecen a la familia de receptores acoplados a proteínas G 
o GPCRs, lo que amplía el campo de acción de estos compuestos [41]. 
Estructura 
 
Los esfingolípidos están formados por tres motivos estructurales principales: una base 
de cadena larga, normalmente (la esfingosina), un ácido graso de longitud variable 
unido al carbono-2 de la cadena base y diversas cabezas polares unidas al carbono-1. 
En el caso de la esfingomielina, el grupo hidrofílico de los esfingolipidos es la 
fosforilcolina (Figura 2), mientras que en el caso de los glicoesfingolípidos es un azúcar 
[41]. 
El ácido graso de longitud variable (2-28 carbonos) unido a la esfingosina o 
cadena similar forma la familia de la ceramida, molécula hidrofóbica cuya producción es 
incrementada bajo estímulos de estrés. 
 
 
 
Figura 2. Estructura de la esfingomielina, esfingosina y ceramida. 
 
La degradación de la ceramida incluye una desacilación llevada a cabo por las 
ceramidasas, que da como productos un ácido graso y la esfingosina. Esta reacción 
regula los niveles relativos de ceramida y esfingosina y es crucial para definir el destino 
celular. La esfingosina es convertida a esfingosina-1-fosfato(S1P) por la enzima 
Fosfocolina 
 23	
  
esfingosina cinasa (SPHK), el cual es uno de los esfingolípidos bioactivos más 
importantes. 
 
Biosíntesis de esfingolipidos en la regulación celular. 
 
Los intermediarios de la biosíntesis de novo de esfingolípidos (esfingosina, 
dihidroceramidas y ceramidas) (Figura 3) también son altamente bioactivos, y en 
condiciones normales, las cantidades de estos compuestos se mantienen bajas [42, 
43]. Sin embargo, diversas formas de estrés celular pueden inducir su síntesis y 
perturbar el comportamiento de las células debido al incremento de estos compuestos 
[44-48]. 
 24	
  
 
 
 
Figura 3. El itinerario de la biosíntesis de novo de ceramida que forma la columna vertebral de 
los esfingolípidos. La esfingosina no es un intermediario directo de la vía, sino que se forma 
después de la ceramida. 
 
 25	
  
Las fumonisinas pertenecen al grupo de las micotoxinas, toxinas producidas por 
hongos. Estos compuestos de estrés celular, inhiben a la ceramida sintetasa, la enzima 
que acila bases esfingoides. La inhibición de la ceramida sintetasa causa que la 
esfinganina tienda a acumularse y, a veces, incrementa la esfingosina, que, por lo 
general se produce más tarde, cuando existe un nivel suficiente de células para activar 
la degradación en la membrana [42, 43, 49-52]. 
 
 
 
Figura 4. El ciclo de la esfingomielina. 
 
Una de las funciones biológicas de los esfingolípidos es su papel en la decisión 
del destino celular. Mientras que la ceramida y la esfingosina suelen ser inhibidores del 
crecimiento y ser citotóxicos activando señales de muerte (a menudo a través de la 
apoptosis) [53-58], la ceramida 1-fosfato y la esfingosina-1-fosfato son unos potentes 
mitógenos e inhibidores de la apoptosis y activan señales de supervivencia celular [45, 
59] (Figura 5). Por lo tanto, los niveles relativos de estos metabolitos son los que 
determinarán si la célula entra en apoptosis o si prolifera. Es por ello, que las reacciones 
catalizadas por la ceramida cinasa y por la esfingosina cinasa son fundamentales para 
determinar las funciones vitales de la célula y el destino celular de los esfingolípidos. 
Ambas reacciones están altamente reguladas. 
(S1P) 
 26	
  
 
 
Figura 5. El balance entre ceramida y sus metabolitos rigen el destino celular. 
 
 
Señalización activada por esfingosina-1-fosfato 
 
La esfingosina-1-fosfato (S1P) se genera a partir de la esfingosina por la acción de las 
esfingosina cinasas 1 y 2 (SPHK1 y SPHK2). SPHK1 es una enzima de supervivencia 
cuya expresión está aumentada en muchas células malignas. La inhibición de la 
actividad de estas enzimas conduce a un bloqueo de la proliferación e inducción de la 
apoptosis en células cancerígenas, por lo que los inhibidores de SPHK1 podrían tener 
un importante potencial terapéutico [60]. Sin embargo, la SPHK2 es activada por una 
señalización por esfingosina-1-fosfato y parece tener un papel opuesto, ya que su 
sobreexpresión inhibe el crecimiento celular [61]. 
 
 
 
 
 27	
  
 
 
Figura 6. Mecanismos de transducción activados por los receptores de S1P. proteína cinasa B 
(PKB, también llamada serina/treonina cinasa Akt), Esfingosina-1-fosfato (S1P), cinasa regulada 
por señal extracelular (extracellular signal-regulated kinase ERK), Receptor del factor de 
crecimiento epidérmico (EGFR), Proteínas cinasas activada por mitógeno, Map cinasa (Mitogen-
activated protein kinases MAPK), adenilil ciclasa (AC), Receptor del factor de crecimiento 
derivado de plaquetas (PDGFR), proteína cinasa C ( protein kinase C PKC), Fosfolipasa C 
(PLC), fosfatidilinositol-3 cinasa (PI3K), Tirosina cinasa (TyrK), Rac y Rho pertenecen a la familia 
de GTPasas Rho, Ras familia de GTPasas, Gi, Gq, y G12/13 pertenecen a la familia de 
proteínas heterotriméricas que unen nucleótidos de guanina (proteínas G). 
 
 
Una vez generada, la S1P puede actuar tanto intracelularmente como segundo 
mensajero, así como también extracelularmente, uniéndose a receptores de membrana 
de los que es un ligando específico. Se han descubierto transportadores específicos 
que podrían exportar la S1P desde el interior celular al medio extracelular. Se han 
caracterizado 5 subtipos de receptores de S1P que pertenecen a la familia de 
receptores acoplados a proteínas G (GPCR) y que se han denominado: S1P1, S1P2, 
S1P3, S1P4 y S1P5 [62, 63]. Las vías de señalización intracelular activadas por estos 
 28	
  
receptores son diversas ya que están acoplados a diferentes subtipos de proteínas G 
(Figura 6). Una de las vías de señalización más estudiadas es el aumento de Ca2+ 
intracelular que se produce tanto por acoplamiento a fosfolipasa C (PLC) a través de Gq 
como de forma independiente de PLC [64, 65]. Además, los receptores de S1P 
acoplados a G12/13 pueden activar la GTPasa monomérica Rho, la cuál es un importante 
regulador del citoesqueleto y de la movilidad celular [66]. Las respuestas mitogénicas y 
de supervivencia de S1P son principalmente activadas por los receptores S1P 
acoplados a proteínas Gi que regulan las vías de PI3K/Akt y Ras/ERK. Otro posible 
mecanismos de acción de los receptores S1P es la transactivación de receptores de 
factores de crecimiento. Por ejemplo, se ha demostrado recientemente que el receptor 
S1P3 está involucrado el la transactivación del receptor EGFR inducida por estrógenos 
[67]. Además de estas vías, S1P también actúa de forma intracelular modulando varias 
cascadas de transducción entre las que se encuentran Ras/Raf/MEK/ERK y PI3K/Akt. 
 
Funciones del Complejo de Esfingolipidos 
 
Los esfingolípidos están localizados en la membrana celular junto con las lipo - 
proteínas y otras estructuras ricas en lípidos. Los de esfingolípidos complejos son 
críticos para mantener la estructura de la membrana (especialmente microdominios 
tales como las caveolas) [68, 69]. Sirven como sitios de unión para las proteínas de 
matriz extracelular, así como de algunos microorganismos, toxinas microbianas, y virus 
[70, 71], y modulan el comportamiento de los receptores de factores de crecimiento 
como el receptor para el factor de crecimiento epidérmico o el receptor para el factor de 
crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) [68, 72]. Los esfingolípidos complejos 
también funcionan como precursores de segundos mensajeros que median las 
respuestas celulares a los factores de crecimiento, citocinas, factores de diferenciación, 
1 α, 25 - dihidroxi-vitamina D3, y una lista creciente de estímulos (como el estrés y los 
tóxicos tales como la radiación γ [45, 53, 54, 71, 73]. 
Esta función de señalización de los esfingolípidos se ilustra en la Figura 7. Como 
puede observarse, algunos agonistas, como el factor de crecimiento derivado de 
plaquetas (PDGF), activa a un grupo de enzimas que hidrolizan la esfiingomielina a 
ceramida (esfingomielinasas), ceramida a esfingosina (ceramidasas), y esfingosina a 
esfingosina-1-fosfato (cinasas de esfingosina ) [45, 74]. 
 29	
  
 
 
Figura 7.- Representación esquemática del volumen de esfingolípidos en respuesta a los 
agonistas, y los tipos de respuestas que puede lograrse en función de las enzimas que se 
activan. Por ejemplo, un factor de crecimiento puede activar todas las enzimas que se muestran, 
mientras que un inhibidor del factor de crecimiento (o pro-apoptótico) puede activar sólo 
esfingomielinasas y ceramidasas. 
 
 
Cada uno de estos intermediarios es un compuesto bioactivo que pueden afectar 
a las proteínas cinasas, fosfatasas de fosfoproteínas y otras vías de regulación celular. 
La esfingosina-1-fosfato es un compuesto intrigante, porque tiene funciones tanto 
extracelulares como intracelulares [45]. 
Otros agonistas, como el factor de necrosis tumoral-α y la interleucina-1β, por lo 
general, sólo activan esfingomielinasas, lo que resulta en la acumulación de ceramida 
[53, 54]. Estas distinciones no son universales, inclusodentro de un solo tipo de células, 
la interleucina-1β puede activar todo el itinerario (esfingomielinasa a través de 
esfingosina cinasa) a bajas concentraciones, pero sólo esfingomielinasa (con la 
inhibición de la ceramidasa) en altas concentraciones en hepatocitos de rata [74]. 
 
 30	
  
Desensibilización y endocitosis de GPCRs 
 
A pesar de su diversidad en la estructura y la función, la mayoría de los GPCRs 
experimentan desensibilización y casi todas las células utilizan mecanismos 
conservados. El mecanismo más rápido por el cual se logra la desensibilización de 
GPCRs implica fosforilación por proteínas cinasas dependientes de segundos 
mensajeros (PI3K) y por proteínas específicas de cinasas de serina/treonina (GRKs). 
La fosforilación mediada por GRK puede no ser suficiente para promover la 
desensibilización de muchos GPCRs, pero facilita la unión de proteínas citosólicas 
denominadas arrestinas (por ejemplo, β-arrestina), las cuales desacoplan estéricamente 
a los receptores de las proteínas G [75]. 
 Una parte importante de la regulación del ciclo de señalización de GPCRs es la 
internalización o el secuestro de GPCRs activados desde la membrana plasmática al 
interior de compartimentos celulares inducida por agonistas. La internalización de 
GPCRs, se inicia en cuestión de segundos a min de la exposición al agonista, 
contribuye tanto a la desensibilización como a la capacidad de respuesta de los 
GPCRs. La única ruta endocítica claramente definida utilizada por GPCRs es la vía 
endocítica mediada por clatrina. 
 El etiquetado de muchos GPCRs a vesículas revestidas de clatrina para la 
internalización, implica tanto su fosforilación mediada por GRK como la unión a las β-
arrestinas. Las β-arrestinas funcionan como proteínas adaptadoras que marcan a los 
GPCRs a vesículas recubiertas de clatrina a través de su asociación tanto con la 
subunidad β2-adaptina del complejo adaptador AP2 como a la clatrina. Una vez que los 
receptores se internalizan, se retienen en endosomas tempranos o se marcan para 
dirigirse a lisosomas, lo que los lleva a su degradación [76]. 
 
Regulación del tráfico de GPCRs dependiente de β-arrestina 
 
La capacidad de un GPCR para formar un complejo estable con β-arrestina seguido de 
su internalización puede dictar el destino del tráfico intracelular del receptor. Esta 
propuesta ha llevado a la predicción de dos clases de receptores: Clase A, receptores 
que se unen preferentemente a la β-arrestina2, no se internalizan con β-arrestina unida 
y son eficientemente reciclados y devueltos a la membrana plasmática; y la Clase B, 
receptores que se unen a la β-arrestina1 y β-arrestina2 con igual afinidad, se 
 31	
  
internalizan como un complejo con la β- arrestina y no se reciclan eficazmente a la 
superficie de la célula. 
 La presencia de grupos de serina y treonina en el extremo carboxilo-terminal de 
algunos GPCRs parece ser lo que predice la estabilidad del complejo receptor/β-
arrestina, los GPCRs que no se internalizan con la β-arrestina, tales como el β2AR, 
carecen de este grupo de residuos serina/treonina [77]. 
 
GTPasas Rab 
 
Las 60 diferentes GTPasas Rab constituyen el grupo más grande y diverso de las 
proteínas pequeñas G similares a Ras. Las proteínas Rab controlan la endocitosis, el 
tráfico vesicular, la fusión endosomal y la exocitosis [78]. Las GTPasas Rab son 
modificadas post-traduccionalmente. La adición de dos grupos geranilo en el carboxilo 
terminal les permite asociarse estrechamente con las membranas. Además, los 
miembros de la familia Rab se distinguen por tener motivos conservados, RabF. Al igual 
que otras GTPasas, las proteínas Rab presentan un estado activo, unido a GTP, y un 
estado inactivo, unido a GDP. El estado de unión con el nucleótido se regula por 
proteínas activadoras de GTPasas (GAPs) que aceleran la tasa intrínseca de la 
hidrólisis de GTP a GDP y por factores de intercambio de nucleótidos de guanina 
(GEFS), que catalizan el intercambio de GDP unido por GTP, o que inhiben la 
disociación del GDP (GDIs). 
 Una de las propiedades más notables de la familia de GTPasas Rab es que las 
isoformas están localizadas en las superficies de distintos organelos unidos a la 
membrana (Fig. 8), donde se localizan en compartimientos específicos tanto de la vía 
endocítica como de la vía exocítica. 
 
 32	
  
 
 
 
Figura 8. Mapa de la localización intracelular de diferentes GTPasas Rab. Se representa un 
esquema general de la célula con diferentes compartimentos rodeados de membranas. Las 
flechas indican el transporte entre los compartimentos. Rab5 controla la formación de las 
vesículas recubiertas de clatrina (CV), la endocitosis de las vesículas recubiertas de clatrina, 
“heterotípica” fusión de vesículas recubiertas de clatrina con endosomas tempranos (EE) y 
fusión “homotipica” entre endosomas tempranos y endosomas tardíos. Rab9 y Rab7, ubicados 
en endosomas tardíos (LE) control para el tráfico de endosoma tardíos a Golgi y endosomas 
tardíos a lisosomas (Liso), respectivamente. Rab4 regula el tráfico de endosomas tempranos y 
endosomas de reciclaje (RsE) a la membrana plasmática (PM), mientras que Rab11 controla el 
transporte desde endosomas tempranos a endosomas de reciclaje, el reciclado lento de 
endosomas de reciclaje perinuclear y el tráfico de la red trans-Golgi (TGN); Rab1 Rab2 y 
regulan el transporte desde el retículo endoplasmático rugoso (RER) al aparato de Golgi. 
 
 
 
 
 
enter a Rab4-mediated, rapid recycling pathway from early
endosomes, which is similar to the rapid recycling pathway
ofTfRs.However, co-localization ofb2AR, a rapidly recycling
GPCR, with Rab11 has also been demonstrated suggesting
that, similar to TfRs, these receptors can also recycle
indirectly via recycling endosomes if they escape rapid
recycling [24,25].RecyclingofGPCRsthatremainassociated
with b-arrestins after endocytosis (Class B receptors, see
below) is much slower [33]. These receptors proceed from
sorting endosomes to slower recycling pathways or receptor
degradation. The differential sensitivity of AT1R recycling
pathways to wortmannin, a phosphatidylinositol (PtdIns)
3-kinase inhibitor, indicate that these slower recycling
pathways are also heterogeneous [29]. Perinuclear recy-
cling endosomes participate in the recycling of several
GPCRs, including AT1R, V2 vasopressin receptor (V2R),
m4AchR and somatostatin receptors, which recycle
through Rab11-dependent, slow pathway [31,34–36].
Degradation pathways
During maturation the tubulo-vesicular sorting endo-
somes lose their tubular extensions, which contain
Box 1. Molecular architecture of intracellular organelles involved in membrane trafficking
Common steps in intracellular trafficking pathways includemembrane
budding to form vesicles, transport to a particular destination, and
ultimately docking and fusion with the target membrane. Specificity of
vesicle targeting is rendered in part by associated small GTPases of
the Rab family. Substantial evidence has accumulated that most Rab
proteins regulate the targeting/docking/fusion processes and that
some of them regulate the budding process. Rab mutants are often
characterized by a massive accumulation of certain vesicles in the
respective pathway. Therefore GTPases of the Rab family are
considered organelle markers owing to their restricted distribution.
Although individual regulatory components in the endocytic pathway
might be loosely distributed throughout several compartments, a
particular combination is unique to each compartment.
Active Rab5 is important for endocytosis via clathrin-coated pits
and subsequent fusion of vesicles with early endosomes. The
presence of Rab5 on early endosomes is also essential for their
homotypic fusion. However, Rab5 is also associated with the plasma
membrane. In addition to Rab5, early endosomes contain Rab5
effectors and regulator proteins, including early endosome antigen 1
(EEA1),rabaptin 5, rabenosyn-5 PtdIns3P and partners [70]. Molecules
can exit early endosomes via several pathways. A direct pathway for
recycling receptors to the plasma membrane depends on Rab4,
referred to as fast recycling. Recent findings also implicate Rab4 in
recycling via recycling endosomes, referred to as slow recycling route.
It should be noted that it is likely that Rab5 and Rab4 act together to
control influx into and efflux out of early endosomes respectively,
because the two proteins exhibit concerted effector binding. A role for
Rab11 has been documented in late recycling of transferrin receptor
through the recycling endosomes. Indeed Rab11 is concentrated on
recycling endosomes, and is proposed to regulate the slow return of
recycling receptors to the plasma membrane. Proteins destined for
degradation are delivered to late endosomes and then to lysosomes.
This process is strongly inhibited by dominant negative Rab7,
indicating that Rab7 is essential for transport from early to late
endosomes. However it remains to be elucidated whether Rab7 is also
required for transport from late endosome to lysosome [32]. Rab
proteins also participate in the vesicular transport mechanism
between other organelles, as it is shown in the figure [5,22,32,70,71].
Abbreviations: EE, early endosome; ER, endoplasmic reticulum; L,
lysosome; LE/MVB, late endosome/ multivesicular body; RE, recycling
endosome; TGN, trans- Golgi network.
TRENDS in Endocrinology & Metabolism 
ERRE
L
LE/MVB
EE
Rab11
Rab17
Rab4
Rab5
Rab1
Rab2
Rab8
Rab7
Rab5
Rab7
Rab9
Rab24
Rab3A
Secretory
vesicles
Rab4
Rab5
Rab22 Rab6
Rab8
Rab6
Rab12
Rab24
Rab11
TGN
Rab8
Rab3B
Rab13
Rab9
Rab11
Nucleus
Figure I.
Review TRENDS in Endocrinology and Metabolism Vol.15 No.6 August 2004288
www.sciencedirect.com
Rab9
Núcleo
 33	
  
Regulación del tráfico vesicular de GPCRs por Rab GTPasas 
 
Las subetapas de tráfico vesicular incluyen transporte, segregación, inmovilización, 
acoplamiento y fusión. Con respecto al transporte de GPCRs, varios grupos han 
investigado el papel de Rab4, Rab5, Rab7 Rab11 en la regulación de la endocitosis y el 
tráfico vesicular de GPCRs entre endosomas tempranos, tardíos y de reciclaje, así 
como lisosomas [78, 79]. Las siguientes secciones describen las funciones generales de 
estas Rab GTPasas en la regulación de la actividad y el tráfico de GPCRs. 
	
  
El papel de Rab5 en la regulación de la endocitosis de GPCRs 
 
Rab5 se localiza en la membrana plasmática en vesículas recubiertas de clatrina, y en 
los endosomas tempranos. Con respecto a los GPCRs, se ha demostrado que el tráfico 
a endosomas tempranos del receptor β2-Adrenérgico es positivo con Rab5 tras su 
internalización por estimulación de su agonista [80]. 
 Rab5 controla la internalización de ambos receptores para endotelina A y B, a 
pesar del hecho de que el receptor A de endotelina recicla a la superficie celular, 
mientras que el receptor B de endotelina se etiqueta a lisosomas. La expresión de una 
mutante Rab5-(S34Nl) bloquea la internalización de varios GPCRs entre ellos: el 
receptor β2AR, el receptor de dopamina D2, el receptor de neuroquinina-1, receptor de 
quimiocinas CXC 2 y el receptor 1 para LPA [80]. 
 
El papel de Rab4 y Rab11 en el reciclaje de GPCRs. 
 
Rab4 exhibe una superposición de distribución con Rab5 y Rab11 en endosomas 
tempranos y de reciclaje. Rab4 controla el reciclaje rápido de proteínas directamente a 
la membrana celular desde estructuras endosomales ricas en Rab4/Rab5 y el reciclaje 
lento de proteínas a través de Rab11. En particular, Rab4 regula la clasificación 
intracelular y distribución de los receptores de transferrina, de receptores de 
lipoproteínas de baja densidad , y de receptores del factor de crecimiento epidérmico 
[81]. El reciclaje rápido de los receptores como el receptor β2-adrenérgico parece ocurrir 
directamente desde endosomas tempranos, donde los receptores se desfosforilan. Así, 
la desfosforilación del β2AR participa en el tránsito del receptor entre compartimentos 
 34	
  
endosomales regulados por Rab5 y Rab4. Sin embargo, otros GPCRs sufren reciclaje 
lento, pasando primero por endosomas tempranos, después a través del 
compartimiento de reciclaje endosomal pericentriolar y por último de vuelta a la 
membrana plasmática. Rab11 está idealmente localizada en endosomas tempranos, 
endosomas de reciclamiento perinuclear, así como en la red trans-Golgi (TGN). Rab11 
participa en el reciclaje lento endosomal, así como el tráfico hacia el aparato de Golgi. 
Además, el receptor β2-adrenérgico se internaliza y colocaliza con Rab11 en el reciclaje 
de endosomas perinucleares [81, 82]. 
 
El papel de Rab7 en la regulación de la orientación lisosomal de GPCRs. 
 
Rab 7 se encuentra localizado en lisosomas. Tras la estimulación crónica por agonista, 
se ha demostrado que varios GPCRs experimentan tráfico lisosomal y posterior 
degradación proteolítica. Gracias al uso de la proteína verde fluorescente (EGFP) como 
marcador óptico, ha sido posible visualizar el tráfico a los lisosomas de los receptores 
β2-adrenérgico por estímulo del agonista en células vivas. Debido a su localización en 
endosomas tardíos y por lo menos parcialmente, en lisosomas, Rab7 es propuesta para 
regular el tráfico de endosomas tempranos a tardíos, así como también el tráfico 
vesicular entre endosomas tardíos y lisosomas. 
 La endocitosis y el tráfico vesicular de GPCRs representa un proceso dinámico 
que no sólo está regulada por la estructura del receptor, la fosforilación por cinasas, y la 
unión de β-arrestina, sino que también influye directa e indirectamente la actividad de la 
GTPasa Rab. 
 Hasta la fecha, la regulación del tráfico vesicular de GPCRs se ha centrado en la 
actividad de cuatro GTPasas Rab distintas. Por lo tanto, aún queda mucho por descubrir 
acerca del papel de las Rabs y el papel que juegan sus efectores en la regulación del 
tráfico vesicular de GPCRs. 
 
 
 
 
 
 35	
  
Antecedentes 
 
El grupo del Dr. Jesús Adolfo García Sáinz en el Instituto de Fisiología Celular fue el 
primero en demostrar que la activación de la proteína cinasa C (PKC) bloquea la acción 
α1-adrenérgica y que participa en la desensibilización [83-88]. Es importante señalar que 
la desensibilización de un receptor no sólo ocurre cuando se estimula por su agonista 
(desensibilización homóloga) sino que un receptor puede ser desensibilizado cuando 
agentes no relacionados, es decir que actúan a través de otros receptores, estimulan a 
las células (desensibilización heteróloga). La desensibilización homóloga parece ser 
mediada principalmente por cinasas que fosforilan receptores acoplados a proteínas G 
(GRKs por sus siglas en inglés, G protein-coupled receptor kinases) mientras que la 
desensibilización heteróloga involucra cinasas activadas por segundos mensajeros 
como la proteína cinasa A (o dependiente de AMP cíclico, PKA) y la PKC. Muchos 
grupos se han centrado en la desensibilización homóloga; en el laboratorio se ha 
estudiado en los últimos años la conversación cruzada que existe entre receptores 
(crosstalk) y que refleja la capacidad de un sistema para adaptarse. En nuestro medio 
interno las células deben ajustar sus respuestas en función de los estímulos que van 
recibiendo [23]. 
Hemos profundizado en el estudio de la regulación del receptor α1B-adrenérgico. 
Se ha demostrado que este receptor es fosforilado si se estimulan otros receptores que 
se expresan endógenamente en fibroblastos. Así, se observó que el receptor α1B-
adrenérgico se fosforila al activar a los receptores para endotelina [33], bradicinina [31], 
ácido lisofosfatídico [37, 38] insulina [89] EGF o PDGF [30] y TGF-beta [32]. Los 
receptores para estos agentes son de diferentes tipos y los caminos que conducen a la 
fosforilación del receptor α1B-adrenérgico también difieren. La activación de receptores 
acoplados a Gq (como el ET-A dela endotelina) lo hacen a través de activar a la PKC, la 
tirosina cinasa(s) y quizá a otra serina/treonina proteína cinasa aún no bien definida [36, 
89]. En cambio, los receptores acoplados a Gi (como los del ácido lisofosfatídico) y los 
receptores con actividad de tirosina cinasa (como los de la insulina o el del EGF) lo 
hacen vía PI3K y PKC en forma aparentemente secuencial [71]. Se sabe que la 
activación de la PI3K incrementa los niveles de fosfoinosítidos fosforilados en la 
posición 3 que estimulan a proteínas cinasas (PDK-1 y PDK-2, phosphoinositide-
dependent kinases) que a su vez fosforilan y activan a diversas isoformas de la PKC. 
 36	
  
Con base en estos estudios se han postulado los siguientes modelos (ver referencia 
[23], Figuras 9-11). 
 
 
Figura 9. Modelo para la acción de la endotelina sobre el receptor α1B-adrenérgico. ETA-R, 
receptor tipo ET-A para endotelina, α1B-AR, receptor α1B-adrenérgico, el receptor ET-A es 
activado por la unión de su ligando activando a la proteína Gq, y el recambio de fosfoinosítidos-
calcio a través de la activación de PLC. Posteriormente se activan cinasas dependientes de 
fosfoinosítidos y calcio que llevan a la activación de PKC y la subsecuente fosforilación del α1B-
AR. 
 
Figura 10. Modelo para la acción del ácido lisofosfatídico sobre el receptor α1B-adrenérgico. 
LPA-R, receptor para el ácido lisofosfatídico. El LPA se une a su receptor activando a la proteína 
 37	
  
Gi, activando a PI3K que subsecuentemente lleva a la activación de PKC la cual fosforila al α1B-
AR. 
A B 
 
 
Figura 11. Modelos para la acción de la insulina y del factor de crecimiento epidérmico sobre el 
receptor α1B-adrenérgico. A). El receptor para el EGF se une a su ligando autofosforilandose en 
residuos de tirosina. Esto provoca la activación de PI3K que subsecuentemente activa a PKC la 
cual fosforila al α1B-AR. B) La insulina se une a su receptor el cual se autofosforila en residuos 
de tirosina. Esto último fosforila al sustrato del receptor de insulina, el cual activa a PI3K que 
subsecuentemente activa a PKC, la cual fosforila al α1B-AR. Insulin-R, receptor para insulina, 
IRS-1, substrato para el receptor de insulina I, EGF-R, receptor para el EGF. 
 
Los receptores α1B-adrenérgicos son los prototípicos de la familia de receptores 
acoplados a proteínas G. Fueron los primeros en los que se demostró el bloqueo de su 
acción por la activación de la PKC [23], su fosforilación [20, 23], y también los primeros 
que se clonaron. Es el receptor en el que mejor se ha estudiado la desensibilización 
heteróloga [23]. 
 Como se mencionó, se ha demostrado que receptores con actividad de tirosina 
cinasa (como los de la insulina, el receptor de EGF y el receptor para PDGF, son 
capaces de inducir la fosforilación y desensibilización del receptor α1B-adrenérgico. Se 
han realizado estudios con el IGF-I (insulin-like growth factor I) y existen datos que 
sugieren que el receptor α1B-adrenérgico se fosforila en respuesta a este agente [90, 
91]. El IGF-I es producido en el hígado en respuesta a la hormona de crecimiento y 
juega un papel fundamental como mediador extracelular de las acciones sistémicas de 
la hormona [92]. Como parte de sus acciones similares a la insulina, el IGF-I comparte 
 38	
  
el papel fisiológico opuesto a las acciones adrenérgicas, se ha demostrado que este 
factor es capaz de modular y fosforilar al receptor β2-adrenérgico en residuos de tirosina 
[93]. Por otro lado se sabe que el receptor para IGF-I es en cierta medida atípico, pues 
además de tener la actividad intrínseca de tirosina cinasa, y ser capaz de desencadenar 
la propagación intracelular de la señal típica de este tipo de receptores se acopla 
aparentemente a la proteína Gi [36, 94]. 
 El estímulo de receptores acoplados a proteínas G puede conducir a la activación 
de receptores con actividad de tirosina cinasa mediante la acción de metaloproteinasas. 
Por ejemplo, estas participan en la dispersión (shedding) de mediadores como el HB-
EGF y la activación del receptor para EGF (epidermal growth factor); tal lazo autocrino 
participa en la acción total, accionada por los receptores acoplados a proteínas G. Es 
interesante que esta acción también tiene un papel dentro de la fosforilación y 
desensibilización heteróloga de receptores acoplados a proteínas G y en la 
desensibilización homóloga. 
 La fosforilación y la desensibilización de algunos receptores acoplados a proteínas 
G por receptores con actividad de tirosina cinasa son sensibles a la toxina pertussis, 
sugiriendo la participación de proteínas G. Esto puede implicar la interacción directa 
entre las proteínas G y receptores con actividad de tirosina cinasa, pero también puede 
implicar otro lazo autócrino, que incluye la activación de la esfingosina cinasa 1, la 
generación y secreción de esfingosina-1-fosfato y la estimulación posterior de 
receptores acoplados a proteínas G para la esfingosina-1-fosfato. Los receptores con 
actividad de tirosina cinasa pueden también utilizar a algunos receptores acoplados a 
proteínas G como elementos accesorios de señalización que colocan a las proteínas G 
río abajo. En este mecanismo llamado de “integración de la señal”, la síntesis y 
secreción de los agonistas de los receptores acoplados a proteínas G no es esencial. La 
conversación cruzada (crosstalk) entre estas familias de receptores tiene implicaciones 
básicas y clínicas y tiene papeles en condiciones fisiológicas y patológicas, ofreciendo 
múltiples sitios para la intervención terapéutica. 
 Como se mencionó anteriormente, una de las aportaciones del grupo en los 
últimos años ha sido el determinar la importancia de la comunicación 
autocrina/paracrina en las desensibilización homóloga y heteróloga. El trabajo con el 
IGF-I demostró la importancia de la dispersión (“shedding”) del HB-EGF de la 
membrana y además evidenció la participación de proteínas G en la acción de los 
factores de crecimiento en la desensibilización/fosforilación del receptor α1B-
 39	
  
adrenérgico. Debe reconocerse que aún desconocemos el papel de dichas proteínas G 
en este proceso y se dedicará parte del esfuerzo de los siguientes años en esclarecerlo. 
Existen dos posibilidades fundamentales (no excluyentes) y estamos iniciando su 
exploración. 1) Si bien se considera que los receptores de siete dominios 
transmembranales son los receptores acoplados a proteínas G, esto no excluye la 
posibilidad de que otros tipos de receptores, como los de un solo cruce transmembranal 
con actividad de tirosina cinasa, se pudieran también acoplar a ellas. De hecho, hay 
alguna evidencia de que así ocurre en ciertos casos, aunque ésta no es absolutamente 
concluyente. 2) Se ha demostrado que bajo la acción de diversos estímulos se produce 
la activación de la esfingosina cinasa 1 que conduce a la síntesis y liberación de 
esfingosina-1-fosfato, la cual en forma autocrina es capaz de activar a los receptores de 
S1P1 (receptores serpentinos acoplados a proteínas G, de tipo Gi, principalmente). 
Adicionalmente, el grupo de Susan Pyne y Nigel J. Pyne ha propuesto y presentado 
evidencias de que algunos receptores con actividad de tirosina cinasa, como el receptor 
del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFR), son capaces de formar 
complejos con el receptor de S1P1 y dar origen a una transducción conjunta (Figura 
12). 
 
A B 
 
Figura 12. Modelos para la interacción entre receptores con actividad de tirosina cinasa (RTK) y 
receptores acoplados a proteínas G (GPCR). A) Transactivacion a través de la SPHK1, B) 
Señalizacion conjunta a través de la formación de dímeros entre receptores acoplados a 
proteínas G y receptores con actividad de tirosina cinasa. 
 
 
 
 40	
  
En el laboratorio del Dr. Jesús Adolfo García Sáinz, se están explorando las 
posibilidades mencionadas anteriormente utilizando