Teórico 18 Bioseñalización (2017) (pdf io)

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Teórico 15: Bioseñalización
Prof.: Dra. Fernando Dominici
Año 2017 
Tenemos un esquema muy sencillo donde el receptor esta en la membrana 
citoplasmática, un ligando de color rojo que activa al receptor y esto 
desencadena una serie de eventos que genera cambios metabólicos, de 
expresión génica y cambios en la forma o movimiento de la célula. Todo ese 
camino entre efectos finales y la activación de un receptor que esta en la 
membrana , ese camino es lo que trata el teórico de hoy. 
Cuando hablamos de señales, el rojo que seria el ligando, una señal o estimulo 
puede ser todo lo que esta incluido en esta tabla. Antígenos, glicoproteínas de 
la superficie de la célula, señales que tiene que ver con el desarrollo, matriz 
extracelular, factores de crecimiento, hormonas, la luz como estimulo que 
genera un cambio en la célula, tacto o roce mecánico, neurotransmisores, 
nutrientes, sustancias que tienen fragancias, ferohormonas y sustancias 
relacionadas con el sentido del gusto. TODO ESTO ESTA ENGLOBADO EN UN 
GRAN PAQUETE QUE DENOMINAMOS SEÑALES LAS CUALES RESPONDE LA 
CELULA.
Entonces esto como introducción, tenemos muchas señales que son estímulos 
a lo que la célula responde y su respuesta es mediada por caminos 
intracelulares de lo que hablaremos en el teórico.
Características principales de los sistemas de señalización:
•ESPECIFICIDAD: Un receptor une un determinado ligando y aunque estén 
presentes en el mismo ámbito otros Ligandos, no los reconoce porque está 
específicamente diseñado para reconocer a uno de ellos y no al resto. Por 
ejemplo en este caso hay dos hormonas, una es reconocida por el receptor y la
otra no es reconocida por lo tanto no genera ninguna respuesta, no 
interacciona con el receptor, se habla de la complementariedad estructural. Se 
necesita una determinada estructura tridimensional para reconocer al Ligando. 
Hay Ligandos que pueden unirse a más de un receptor. Generalmente cuando 
se unen a más de un receptor, se unen a un receptor con mucha afinidad, y al 
otro con menor afinidad. Quiere decir que se necesita mucho más Ligando para
desencadenar una respuesta con esos Receptores. 
•AMPLIFICACIÓN: aplica cuando tenemos en el camino enzimas que activan
a otras enzimas. El triángulo verde quiere decir que es un estímulo positivo. 
Cuando una señal activa a una enzima, esa enzima modifica la actividad de 
otras enzimas. El número de moléculas que son afectadas aumenta de manera 
geométrica. Es decir que requiere pequeña cantidad de ligando, limitado 
número de moléculas de la enzima primera en la cascada para así observar un 
efecto final.
•FORMACIÓN DE MÓDULOS DE SEÑALIZACIÓN: es un concepto 
relativamente moderno. Proteínas que tienen afinidad multivalente interactúan
entre sí para formar complejos de señalización con partes intercambiables. Esa
proteína puede combinar un sistema con otro. Quiere decir que puede ser 
común a dos sistemas. Puede conectar distintos caminos de señalización. Lo 
veremos como un ejemplo clásico en la vía de las MAPK, donde hay una 
proteína que es un conector: conecta una señal con otra. Las Fosforilaciones 
son importantísimas ya que proveen puntos reversibles de interacción. Por 
ejemplo, si la proteína conectora está fosforilada, puede conectarse a otra 
proteína. Genera un ensamble de moléculas que terminan generando un 
camino de señalización. Si no está fosforilada esa proteína conectora, no se 
conecta a otra proteína.
•DESENSIBILIZACIÓN o ADAPTACIÓN: es requerido cuando tenemos 
una hormona que genera una respuesta y luego esta respuesta el organismo 
ya no la necesita más porque ya se adaptó a la señal que venía. Hay 
mecanismos que frenan la cascada de señalización. Generalmente el mismo 
receptor, da un efecto feedback inhibiendo su propia cascada. 
•INTEGRACIÓN: este también es un concepto bastante moderno, tenemos 
dos receptores y dos señales, el receptor de la izquierda aumenta la cc de la 
sustancia X intracelular o velocidad máxima de una enzima (Vm) y el otro 
receptor disminuye la cc de ese mismo ligando o compuesto o disminuye la 
Vmax de la enzima.
Si tenemos en la célula esas dos señales al mismo tiempo, la respuesta final, 
va a ser la suma de esas dos vías. Esto sucede muy seguido, la integración 
entre caminos de señalización. 
Tenemos receptores que están en la superficie de la célula y receptores que 
están en el interior de la célula. 
Los receptores son proteínas. Tienen una estructura tridimensional tal 
que alberga un ligando muy pequeño y reconoce ese ligando cambiando de 
conformación. 
Los receptores intracelulares pueden estar fundamentalmente, en el 
citosol y en el núcleo. Acá se observa dos tipos de receptores uno de 
membrana y otro intracelular y vamos a ver que los intracelulares pueden 
estar en el núcleo y en el citosol.
Veremos que lo que está relacionado con metabolismo ocurre de 
manera muy rápida. Y lo que es relacionado con crecimiento y división celular, 
tiene un tiempo más largo requerido para que se ejerza. 
Entonces tenemos una señal que modula ambas cosas: metabolismo y 
crecimiento/división celular. Lo que tiene que ver con el metabolismo se altera 
la función de proteínas que ya están preformadas. Yo tengo una proteína en el 
citosol o pegada a la membrana, la cual es fosforilada. Esa modificación 
covalente cambia la función de la proteína que ya estaba preformada y puedo 
obtener así una señal. Eso es rápido porque no requiere la formación de 
proteínas, ya las tengo preformadas. Por eso puede durar menos de segundos 
hasta minutos.
Lo más lento involucra la síntesis de proteínas para lograr cambios en el 
crecimiento y división celular, todo mediado por un camino de señalización. 
Un Receptor es una proteína de membrana o un complejo proteico (más 
de una subunidad) soluble, que origina un efecto fisiológico (intrínseco), luego 
de unir su ligando natural. 
En la clase veremos 6 tipos de mecanismos de señalización. 
1) Receptores acoplados a proteína G.
2) Receptores con actividad de Tirosina Kinasa. 
3) Receptores con actividad de Guanilato Ciclasa.
4) Canales Iónicos.
5) Receptores de Adhesión.
6) Receptores Nucleares. 
Comencemos por el 1) RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNA 
G. Los GPCR son proteínas muy grandes, que atraviesan 7 veces la membrana.
Poseen pequeños lugares donde reconocen a los Ligandos. En la diapo de 
arriba se mencionan los Ligandos que pueden activar a estos receptores. Como
vemos, los posibles Ligandos son diversos en su estructura: Aminas biógenas, 
Aminoácidos, iones, lípidos, péptidos y proteínas, otros (como la luz). No 
sorprende entonces que un gran porcentaje de las drogas terapéuticas que hay
en el mercado estén relacionados con modulación de receptores acoplados a 
proteína G. Por el hecho de esta gran diversificación de reconocimiento de un 
montón de estructuras diferentes y participación en efectos fisiológicos muy 
diversos. La diapo anterior, es de un review que escribió un profesor que se 
graduó en FFYB: Gutkind, que trabaja en Estado Unidos y dirige la unidad de 
señalización en el NIH. 
El ligando se une a la porción extracelular del receptor. 
El receptor cambia su conformación activada a una proteína G 
(abreviatura de proteína que une GTP). 
Dicha proteína G luego activa a una enzima que genera un segundo 
mensajero.
Las proteínas G a la que están acoplados estos receptores, poseen tres 
subunidades; α, β, γ. Las subunidades α tienen distintas categorías. El 
Complejo βγ se sabe que también ejerce un efecto a nivel de señalización. 
Los GPCRs poseen una estructura muy similar (7 segmentos que 
atraviesan la membrana plasmática) y sin embargo reconocen una 
gran variedad de ligandos químicamente muy diferentes incluyendo 
aminas biógenas, aminoácidos, iones, lípidos, proteínas y péptidos, 
fotones, moléculas con fragancia y nucleótidos. 
Los GPCRs se asocian a proteínas G, que son un trímero compuesto 
por una proteína Gα, una β y una γ. Dependiendo del subtipo de 
proteína Gα que recluten se generan distintossegundos mensajeros. 
Las principales proteínas Gα se muestran en la figura (Gαs; Gαi; Gαq y 
Gα12).
Aquí tenemos algunas funciones en las que se ve involucrado el receptor 
acoplado a proteína G o GPCR.
Tipos de fármacos aprobados por la FDA de EEUU clasificados por 
molécula a la cual modulan. En su mayoría los target moleculares son 
PROTEÍNAS.
En el gráfico de torta que está a la derecha se muestra la proporción 
de fármacos sintéticos en cuanto al tipo de receptores que son blanco 
de los mismos. 
Predominan los fármacos que modulan receptores acoplados a 
proteína GPCRs, luego aquellos que modulan receptores con actividad 
de quinasa, y luego los fármacos que modulan receptores del tipo 
canales iónicos y receptores nucleares.
 
Existen subunidades α (Alfa) de tipo s, de tipo i, de tipo t (que 
transducen fotones), de tipo q y de tipo 13. 
En esta clase veremos solamente las Alga s, i y q. 
El tipo de enzima y segundos mensajeros generados depende del tipo 
de proteína G al que se encuentre acoplado un receptor del grupo de 
GPCRs.
 La proteína Gs estimula a la adenilato ciclasa generando AMP cíclico.
 La proteína Gαi inhibe a la AC disminuyendo los niveles de AMPc. 
La proteína Gαt estimula una fosfodiesterasa que hidroliza el GMPc .
 La proteína Gαq estimula la generación de inositol trifosfato y el 
aumento del Ca2+ intracelular.
 La proteína Gα13 estimula el intercambio de iones sodio y protones
Tenemos el receptor, pero qué tipo de proteína G yo tengo acoplada es 
lo que va a determinar el tipo de señalización. Según qué tipo de subunidad 
Alfa tengamos, va a ser la especificidad de la respuesta. 
Como ejemplo de este tipo de receptores: la subunidad Alfa s (Gαs) 
estimula a la Adenilato Ciclasa. La Gαi inhiben a la Adenilato Ciclasa. O sea que
ambas subunidades están modulando la concentración de AMPc.
Tenemos el receptor, pero qué tipo de proteína G yo tengo acoplada es lo que 
va a determinar el tipo de señalización. Según qué tipo de subunidad Alfa 
tengamos, va a ser la especificidad de la respuesta.
La acción combinada de las enzimas que catalizan los pasos 4 y 7 
formando y luego inactivando al AMPc.
Con respecto a la señalización de la Adrenalina: tenemos en rojo el 
Receptor β-Adrenérgico (un GPCR). Muy chiquitita se representa la Epinefrina o
Adrenalina que va a ser el Ligando. En verde se representa a la proteína G con 
sus tres subunidades Alfa, Beta y Gamma. Cuando se activa el receptor se 
desprende la subunidad Alfa s, y va a interactuar con la Adenilato Ciclasa (AC) 
para formar AMPc a partir de ATP. El AMPc activa a una Proteína Kinasa A 
(PKA). Esa PKA fosforila proteínas. El efecto final de la unión de la Epinefrina al 
Receptor β-Adrenérgico es la fosforilación de proteína celulares y es lo que 
causa la respuesta a la Epinefrina. LO QUE CAUSA LA RESPUESTA ES LA 
ACTIVACION DE LA PROTEINA KINASA A, QUE ES ESPECIFICA PARA ESTE 
SISTEMA.
Existen múltiples mecanismos para la finalización de la señal. Uno de 
ellos es la Fosfodiesterasa que hidroliza el AMPc transformándolo en 5´-AMP 
que es un compuesto inactivo como mediador intracelular de señales. Esto es 
una manera de frenar el efecto que se había producido por la Adrenalina. 
Transducción de la señal de epinefrina: la vía β-adrenérgica.
 (a) El mecanismo que acopla la unión de la epinefrina (E) a su 
receptor (Rec) con la activación de la adenilato ciclasa (AC); La misma 
molécula de adenilato ciclasa en la membrana plasmática puede estar 
regulada por una proteína G estimulante (Gs), como se muestra, o una
proteína G inhibidora (Gi, no mostrada). Gs y Gi están bajo la 
influencia de diferentes hormonas. Las hormonas que inducen la unión
de GTP a Gi provocan la inhibición de la adenilato ciclasa, lo que da 
como resultado un [cAMP] celular inferior.
Un tipo de terminación de la señal en vías de señalización que involucran 
receptores acoplados a proteína G (en particular Gαs) es…
En la Adrenalina el efecto tiene que ser rápido, pero debe ser de corta 
duración, debe terminar rápidamente porque si no lo que se genera es el 
efecto contrario al que se buscó. Porque si no se altera mucho el metabolismo. 
Esa liberación de Glucosa, por ejemplo, que induce la Adrenalina, hay que 
frenarla de alguna manera. Veremos en la próxima diapo que hay una 
actividad GTPasa intrínseca de la proteína G trimérica. 
La actividad GTPasa intrínseca de la proteína G, determina la rapidez 
con la que el GTP unido se hidroliza a GDP y, por lo tanto, cuánto 
tiempo permanece activa la proteína G.
La proteína G trimérica, intercambia GDP por GTP para activarse. Así se activa 
la subunidad Alfa. Esa misma Subunidad α tiene la capacidad de hidrolizar 
el GTP que tiene unido, volviendo a la forma original (se reensambla el 
trímero) y se inactiva. Éste es un mecanismo de terminación de la señal. LA 
PROPIA PROTEINA SE DESACTIVA LUEGO DE UN TIEMPO.
La Toxina del Vibrio Cholerae genera la activación constante de las 
proteínas G de tipo Gαs. Por consiguiente, tenemos un exceso de producción 
de AMPc. 
¿Cómo lo hace? En la diapo se muestran las subunidades Alfa, Beta y Gamma. 
En la subunidad α tenemos una Arginina con un grupo Amino. En rosa se 
muestra la estructura química del NAD+ y abajo la estructura química de la 
Toxina Colérica. 
La Toxina entra a las células del epitelio intestinal. Allí reacciona con la 
subunidad Alfa s de la proteína G trimérica. Así la Subunidad α se modifica 
covalentemente. La toxina favorece la ADP-ribosilación de la Subunidad Alfa, 
que va a tener unida una ADP-Ribosa. Esta modificación hace que la Subunidad
Alfa pierda la capacidad de hidrolizar el ATP que tiene unido. Por lo tanto, está 
permanentemente activado el sistema. Esto provoca una activación crónica de 
los canales de Cloruro y una inhibición del ingreso de Sodio. Entonces, hay una 
pérdida masiva de agua en respuesta al desbalance osmótico. 
Las toxina bacteriana que causa el cólera es una enzima que cataliza 
la transferencia de la fracción ADP-ribosa de NAD + a un residuo de 
Arg de la proteína Gs.
 Las proteínas G así modificadas no responden a los estímulos 
hormonales normales. Como resultante se genera una regulación 
defectuosa de la adenilato ciclasa y una sobreproducción de cAMP.
Vimos que la PKA era fundamental para que se ejerzan los efectos de la 
señalización de la vía Gαs. 
La PKA tiene 2 subunidades Regulatorias y 2 subunidades Catalíticas. 
Cuando están unidas la enzima es inactiva. Cuando el AMPc se une a la PKA y 
se liberan las subunidades Regulatorias, la PKA se activa. La PKA Activa va a 
fosforilar sustratos específicos. La fosforilación de proteínas Citosólicas por la 
PKA media la respuesta celular a diversas hormonas incluyendo a la Adrenalina
(como vimos) y el Glucagón.
En la diapo, en verse se esquematiza una proteína que está en la membrana 
plasmática que se llama “Proteína de Anclaje de PKA” (AKAP). Lo que hace 
AKAP es sostener en la membrana a la PKA.
En la diapo anterior (muy importante) tenemos ejemplos de enzimas y 
proteínas reguladas por la PKA. Esta vía está relacionada con la síntesis de 
Glucógeno, ya que la Glucógeno Sintasa se regula por fosforilación mediado 
por la PKA. También tenemos proteínas y enzimas reguladas por la PKA 
relacionadas no sólo con la síntesis de Glucógeno sino también su degradación,
con la Glucólisis, etc.
RESUMEN DE LO MOSTRADO EN LA FIGURA ANTERIOR 
Cascada de epinefrina. La epinefrina desencadena una serie de 
reacciones en los hepatocitos donde participan enzimas que activan a 
otras enzimas, lo que produce una gran amplificación de la señal 
hormonal original. El número de moléculas que se muestra es 
simplemente para ilustrar la amplificación. 
La unión de una molécula de epinefrina a un receptor β-adrenérgico 
en la superficie celular activa una serie (posiblemente cientos) de 
proteínas G, una tras otra, cada una de las cuales activa una molécula 
de la enzima adenilato ciclasa. La adenilato ciclasa actúa 
catalíticamente,produciendo muchas moléculas de cAMP por cada 
adenilato ciclasa activada. (Debido a que se requieren dos moléculas 
de cAMP para activar una subunidad catalítica de PKA, este paso no 
amplifica la señal).
Enzimas participando de un mecanismo de bioseñalizacion se 
amplificaba mucho la señal. Entonces si se parte de una molécula de 
epinefrina, genera luego de la amplificación, formación de AMPc, activación de 
proteína kinasa A,fosforilasa b kinasa, glicógeno fosforilasa a, glucosa 1-fosfato
genera entonces una molécula de epinefrina, 100.000 moléculas de glucosa. 
Esto habla de la especificidad y potencia de la molécula esta, tengo poca 
cantidad y da un efecto potente. 
Esto ya se mencionó, pero se pone nuevamente para redondear que la 
terminación de la señal en este caso participa por degradación de segundos 
mensajeros como AMPc que ya se mencionó, dada por la Fosfodiesterasa. Este 
es otro mecanismo de finalización de la señal.
Un mecanismo importante de finalización de la señal es la 
desensibilización del receptor por fosforilación y asociación con una proteína 
llamada β-Arrestina.
 Existen Kinasas como βARK (β-Adrenergic protein kinase), que 
están en celeste, que fosforilan residuos particulares del receptor 
β-Adrenérgico. Eso es una señal para que se unan otras proteínas.
En este caso se une la β-Arrestina, que facilita la endocitosis del 
receptor formándose vesículas endocíticas. Por lo tanto, un evento
que saca al Receptor de la membrana, está frenando la 
señalización. Por más que tenga un montón de epinefrina, si no 
tengo receptor en la membrana no voy a tener efecto. Esto de la 
fosforilación de una proteína que hace que se ensamble otra, era 
lo que hablábamos al principio en la formación de “módulos”. Es 
un ejemplo de módulo: Yo tengo un receptor, tengo una proteína 
que se llama b-arrestina quinasa que fosforila y después la 
arrestina que se une al receptor solamente cuando el receptor 
esta fosforilado formando así un complejo modular.
Aquí tenemos moléculas de señalización (Ligandos) que utilizan AMPc como 
segundo mensajero. 
En verde tenemos aquellas moléculas que estimulan el aumento en la 
concentración de AMPc: la Corticotrofina (ACTH), Epinefrina, Glucagón, 
Histamina. Es importante recordarlos para poder relacionar la fisiología 
hormonal con la señalización y el efecto final.
En rojo tenemos moléculas que disminuyen los niveles de AMPc: 
Prostaglandinas, Somatostatina y inhibiendo la cc de AMPc generan una señal.
La proteína verde, la proteína AKAPS, la proteína de anclaje a la quinasa A la 
cual ancla a la proteína kinasa A a la membrana y como se habla de complejos 
supramoleculares facilita la señalización porque esta sosteniendo a la enzima a
la membrana y facilita que esta vecina a la enzima que la activa y vecina al 
receptor entonces hay mecanismos que nuclean varias proteínas en un sector 
de la célula facilitando la señalización. 
Aquí se muestra el receptor β-Adrenérgico a raíz de que logró ser 
cristalizado. Y también se muestran las estructuras de otros receptores de la 
misma familia que lograron ser cristalizados. La particularidad del receptor β-
Adrenérgico es que fue la primera vez en que se cristalizó el receptor unido a 
la proteína G (a la subunidad Alfa), entonces se pudo conocer cómo es el 
mecanismo de interacción entre el receptor y la proteína G. 
Ahora pasamos a hablar de la Proteína Gq. En este esquema, en rojo, se 
indica los sitios de clivaje, de hidrólisis, de un fosfolípido por parte de distintas 
Fosfolipasas. Tenemos a la Fosfolipasa A1, Fosfolipasa A2, Fosfolipasa C, 
Fosfolipasa D. En este caso nos vamos a situar en la FOSFOLIPASA C. 
Vemos que la Fosfolipasa C cliva la unión fosfoéster que se establece entre el 
Fosfato y el hidroxilo de uno de los carbonos del Glicerol de la molécula de 
Fosfatidilinositol 4,5-Bisfosfato (PIP2). 
La Fosfolipasa C actuando sobre el Fosfatidilinositol 4,5-
Bisfosfato (PIP2), genera dos moléculas que son mediadores 
intracelulares, son segundos mensajeros: Inositol 1,4,5-
Trifosfato (IP3) y Diacilglicerol (DAG).
En este caso el receptor está acoplado a una proteína G cuya subunidad α es 
de tipo q (Gαq). Una vez que el ligando se une al receptor y se activa la 
proteína G, la subunidad Gq va a activar a la Fosfolipasa C (PLC). La acción de 
la Fosfolipasa C (PLC) genera Diacilglicerol (DAG) e Inositol 1,4,5-Trifosfato 
(IP3). Ambas moléculas que genera la acción de la Fosfolipasa C (PLC) son 
mediadores intracelulares.
El IP3 favorece la liberación de Ca2+ del Retículo Endoplásmico (RE) hacia el 
citosol. Normalmente la concentración citosólica de Calcio es muy bajita. 
Entonces, la liberación de calcio como este caso, genera señalizaciones 
intracelulares porque aumenta la concentración citosólica de calcio y eso 
produce señales. La PKC se va unir al DAG presente en la membrana y 
también se va a unir al Ca2+ liberado gracias a la acción del IP3. Esto 
redunda, nuevamente, en Fosforilaciones a nivel de proteínas celulares, que 
van a tener un efecto determinado. 
Entonces tenemos 3 moléculas involucradas en este tipo de receptores 
acopladas a proteína G, DAG, IP3 y Ca2+. Las 3 están involucradas en la 
activación de proteína quinasa C. Redunda como pasaba con la epinefrina en 
fosforilación de proteínas celulares, es decir termina con la fosforilación de 
distintas proteínas que va a tener un efecto.
Se producen inicialmente dos segundos mensajeros intracelulares en 
este sistema y luego un tercero: 
inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) y diacilglicerol. Ambos contribuyen a la 
activación de la proteína quinasa C. Al elevar la [Ca2 +] citosólica, el 
IP3 también activa otras enzimas dependientes de Ca2 + y por lo por 
lo tanto, Ca2 + también actúa como un segundo mensajero en este 
sistema.
Como ejemplos de moléculas (Ligandos) que utilizan esta vía de 
señalización donde interviene PLC, IP3 y Ca2+: tenemos el ejemplo de la 
Angiotensina II que regula la presión arterial. Otros ejemplos son la Histamina, 
la Oxitocina, Vasopresina. 
SABER NO SOLO EL ESQUEMA, SINO QUE MOLECULAS ESTAN PARTICIPANDO 
DE ESA SEÑAL Y QUE EFECTO FINAL O ALGUNOS EFECTOS FINALES QUE SE 
PODRIA DESATAR.
Recordemos que el calcio citosólico es muy bajo y aumenta rápidamente en 
respuesta a estímulos externos. Es un segundo mensajero.
A nivel analítico es importante conocer que hay sustancias que se unen 
al Calcio generando fluorescencia y de esa manera yo puedo medir el Calcio. 
Cuanta más señal, más fluorescencia yo tenga, más calcio hay.
La respuesta es heterogénea en general
Mecanismos celulares que mantienen la cc intracelular de calcio a 
niveles bajos. A: bombeo hacia el exterior de la célula y B: bombeo 
hacia el Ret endoplásmico y mitocondrias-unión a moléculas 
intracelulares diversas
Los cambios en la concentración de Calcio en el citosol son detectados por una 
proteína que se llama Calmodulina. Por molécula de Calmodulina, se puede 
unir 4 iones Ca2+. La unión de Ca2+ a la Calmodulina cambia su conformación 
de la proteína, y ahora la Calmodulina activa puede unirse a otras proteínas, 
activándolas.
La calmodulina tiene cuatro sitios de unión de Ca2 + de alta afinidad 
(a) modelo de cinta de la estructura cristalina de la calmodulina. Los 
cuatro sitios de unión de Ca2 + están ocupados por Ca2 + (violeta). El 
dominio amino-terminal está a la izquierda; el dominio carboxilo-
terminal a la derecha.
 (b) Calmodulina asociada con un dominio helicoidal (rojo) de una de 
las muchas enzimas que regula, la proteína quinasa II dependiente de 
calmodulina. Cada uno de los cuatro sitios de unión de Ca2 + está 
presente en motivos hélice-bucle-hélice que se encuentra en muchas 
otras proteínas de unión a Ca2 +.
 
Ejemplos de enzimas reguladas por este sistema. En rojo algunas 
vistas en secciones anteriores.
Algunas proteínas que están reguladas por Ca2+-Calmodulina son: 
Fosfodiesterasa que degrada el AMPc, Fosfatidilinositol 3-Kinasa (esta enzima 
la veremos en laseñalización de Insulina). 
La concentración de Ca2+ citosólico oscila en base a estímulos externos. Como
vemos en la diapo hay “picos” donde aumenta rápidamente la concentración y 
disminuye también rápidamente. Esos picos coinciden con la respuesta 
biológica concreta. En condiciones basales está a una concentración bajísima y 
que aumenta frente a estímulos como norepinefrina .
 
Ahora veremos 2) RECEPTOR TIROSINA KINASA. 
Hay varios Receptores con actividad de Tirosina Kinasa. Poseen una 
estructura común que atraviesan en general una única vez la membrana. 
Tienen un dominio (en rojo) de unión al ligando que da hacia el extracelular. Un
dominio intracelular que es el que posee actividad de Tirosina Kinasa (azul). 
¿Qué hacen estos Receptores cuando están activos? Fosforilan proteínas en 
residuos de Tirosina (por eso el nombre). Esas Fosforilaciones generan cambios
a nivel intracelular y efectos diversos. Hay muchos receptores para moléculas 
(Ligandos) distintas, que comparten este tipo de mecanismo. El Receptor de 
Insulina pertenece a esta familia. Es un Dímero pero unido en forma covalente. 
Así lo encontramos en forma basal. Entra dentro de la familia entre otras cosas 
porque tienen ese Dominio intracelular de Tirosina Kinasa. Los otros 
receptores, están como Monómeros y atraviesan una única vez la membrana. 
La flia de RTKs incluye al receptor de insulina (INS-R), factor de 
crecimiento epidérmico vascular (VEGFR), factor de crecimiento 
derivado de plaquetas (PDGF-R), factor de crecimiento epidérmico 
(EGF-R), factor de crecimiento nervioso (NGF-R) y factor de 
crecimiento de fibroblastos (FGF-R).
 Todos estos receptores tienen un dominio de tirosina quinasa en el 
lado citoplásmico de la membrana plasmática (azul).
 El dominio extracelular es único para cada tipo de receptor, lo que 
refleja las diferentes especificidades por el ligando. Estos dominios 
extracelulares son típicamente combinaciones de motivos 
estructurales tales como segmentos ricos en cisteína o leucina y 
segmentos que contienen uno de varios motivos comunes a las 
inmunoglobulinas
La Insulina se sintetiza a nivel pancreático, y se produce y libera en respuesta 
principalmente a los niveles de Glucosa. 
ESPECIFICIDAD DE LA ACCION HORMONAL: HAY RECEPTORES EN ALGUNOS 
TEJIDOS Y EN OTROS NO.
La Insulina va a actuar a los tejidos donde existan receptores donde pueda 
unirse, en los que no expresen su receptor, la Insulina no va a poder ejercer un 
efecto. Eso también genera la especificidad hormonal o de distintas señales: la 
presencia tejido-específica de los receptores. Esto hace que la Insulina actúe 
por ejemplo sobre Hígado, Músculo Esquelético, Tejido Adiposo, Corazón, 
Cerebro y que no actúe en tejidos donde no está el receptor. 
Aquí tenemos el Receptor de Insulina: tenemos dos subunidades α que están 
dimerizadas covalentemente (puentes disulfuro, S-S). Y tenemos dos 
Subunidades β unidas a las subunidades α también en forma covalente 
(puentes disulfuro). Así se forma un Tetrámero, que es el receptor funcional. La
porción de las Subunidades α une al Ligando que es la Insulina (se pueden unir 
dos moléculas de Insulina por receptor). Esa unión de la Insulina al receptor, 
genera un cambio conformacional que activa al Dominio de Tirosina Kinasa que
está en las Subunidades β.
En el dominio de Tirosina Kinasa se ve fosforilado el Receptor por una 
transautofosforilación. Una vez que el receptor está fosforilado, va a estar 
activo y puede continuar con la vía de señalización corriente abajo fosforilando 
a otras proteínas. La transautofosforilación es lo que aumenta enormemente la 
actividad de Tirosina Kinasa del Receptor y una subunidad beta fosforila a la 
otra. Si no está fosforilado el receptor, la actividad de tirosina kinasa es bajita. 
Entonces gracias a que una de las subunidades beta del receptor esta 
fosforilado se activa la actividad kinasa y fosforila a la otra subunidad beta y 
esta transautofosforilacion permite que el receptor este activo y pueda 
fosforilar otras moléculas. ENTONCES EL PRIMER PASO DE LA ACTIVIACION DEL 
RECEPTOR TIROSINA QUINASA ES LA AUTOFOSFORILACION, SE FOSFORILA A SI 
MISMO. En respuesta a insulina aparece fosfatos en tirosina especificas en esta
zona del receptor y estos fosfatos que se incorporan aumentan mucho la 
actividad tirosina kinasa, si no esta fosforilado la actividad tirosina kinasa esta 
disminuida.
 ¿Cuál podría ser una terminación de la señal para este caso? La acción de una 
Fosfatasa que desfosforile el receptor de Tirosina Kinasa. 
La activación del IR hace que el mismo fosforile a proteínas 
intracelulares que conectan al IR con distintas cascadas de 
señalización.
Uno de las principales proteínas sustrato del IR es la llamada IRS-1 
(sustrato 1 del receptor de insulina). 
Una vez fosforilado el IRS-1 se une a varias proteínas, muchas son 
enzimas. Conectando así al IR con por Ej, la cascada de las MAP 
quinasas (Figura actual) o con la activación de las enzimas
Básicamente a nivel de la Insulina tenemos 2 ramas de señalización: una
que tiene que ver con aspectos metabólicos y otra que tiene que ver con 
aspectos proliferativos y de crecimiento celular. 
La Insulina activa la cascada de las MAPK, formando complejos 
supramoleculares. 
Intervienen la Raf, MEK y ERK. ERK fosforilada transloca al núcleo y 
fosforila a proteínas que estimulan la transcripción de algunos genes 
relacionados con la división celular. Esta cascada es común a otras hormonas. 
Lo destacable de la Insulina, es que tenemos conectores: proteínas que 
conectan el receptor de Insulina con la cascada de señalización de MAPK. En 
este caso, para el receptor de insulina lo que sería un segundo mensajero, en 
vez de ser el AMPc que es una molécula pequeña, tenemos una proteína que 
se llama IRS-1 o IRS-2 (Sustrato 1 o 2 del Receptor de Insulina). IRS es una 
proteína muy grande que se ve fosforilada en residuos de tirosina por parte del
receptor activo. Si está fosforilada IRS-1 puede conectar al Receptor de Insulina
con la cascada de MAPK. Si está fosforilada IRS-1 va a reconocer a GRB2, sino 
está fosforilado IRS, no reconocer a GRB2. Esa activación hace que se active la 
vía de las MAPK por Insulina. 
La activación del IR hace que el mismo fosforile a proteínas 
intracelulares que conectan al IR con distintas cascadas de 
señalización.
 Uno de las principales proteínas sustrato del IR es la llamada 
IRS-1 (sustrato 1 del receptor de insulina). 
Una vez fosforilado el IRS-1 se une a varias proteínas, muchas 
son enzimas. Conectando así al IR con por Ej, la cascada de las MAP 
quinasas (Figura actual) o con la activación de las enzimas
Una vez que se activa el receptor, fosforila a IRS-1. Habíamos dicho que 
la Insulina tiene dos mecanismos de señalización importantes, dos ramas: una 
es la parte proliferativa. La Insulina es una enzima Anabólica, facilita el 
crecimiento por el mecanismo que vimos, y por otros. Y, por otra parte, la 
Insulina modula el metabolismo de la Glucosa. A nivel Anabólico facilita el 
ingreso de la Glucosa a la célula y el Anabolismo: la síntesis de Glucógeno. 
¿Cómo lo hace? (mirar la diapo) La IRS-1 fosforilada se une a una enzima 
que es la PI3K (Fosfatidilinositol 3-Kinasa). La PI3K fosforila al 
Fosfatidilinositol 4,5-Bisfosfato (PIP2) en la posición 3. Así se genera 
Fosfatidilinositol 3,4,5-Trifosfato (PIP3), con la consecuente unión de PKB (o 
AKT), fosforilación por parte de PDK1 y activación de la proteína PKB.
Ambas enzimas (PI3K y PKB/AKT) son esenciales para las acciones 
metabólicas a nivel de la Glucosa de la Insulina. Se vio en distintos modelos 
animales que, eliminando esas proteínas, no tengo el efecto metabólico a nivel 
de la Glucosa mediado por Insulina. La vía de la PI3K-AKT/PKB media la 
translocación del GLUT4 desde vesículas intracelulares a la membrana 
plasmática por mecanismos que no están del todo claros. El GLUT4 media el 
transporte de Glucosa. Cuantos más GLUT4 haya en la membrana plasmática,más Glucosa será transportada. El GLUT4 tiene la característica de que es 
sensible a la Insulina, responde a la Insulina. Cuanta más Insulina haya, 
más GLUT4 en la membrana va a haber y mayor será el transporte de Glucosa 
al interior celular.
Algo importante que vimos antes es el concepto de lo tejido-específico: 
el GLUT4 no está en todos los tejidos. Particularmente está en el 
Corazón, en el Músculo Esquelético y en el Tejido Adiposo, donde 
genera la captación de Glucosa en esos tejidos. 
En otros tejidos, hay otros transportadores de Glucosa, pero no 
responden a Insulina. Quiere decir que su actividad no depende de la Insulina. 
Poseen una actividad constitutiva esos GLUT, por ejemplo, el GLUT2 en el 
Hígado o en el Páncreas. Tienen un Km diferente y está relacionado con la 
Glucemia, y permiten el ingreso de la Glucosa dependiendo de cómo varíe la 
Glucemia. En estos tejidos como se menciono como musculo esquelético, 
cardiaco y tejido adiposo responden a insulina, cuando hay insulina los 
transportadores translocan a la membrana, se capta glucosa y si no hay 
insulina los transportadores de glucosa permanecen en su gran mayoría en el 
interior.
Por otro lado, vemos en la diapo que esta vía también lleva a la síntesis de 
Glucógeno a partir de Glucosa a través de la modulación de la enzima 
Glucógeno Sintetasa Kinasa (GS). 
Es así que en este esquema vemos cómo la Insulina activa el transporte 
de Glucosa como la síntesis de Glucógeno. 
Activación de la glucógeno sintasa por insulina. Participación de 
enzimas PI3K y Akt (también conocida como proteína quinasa B o PKB)
 
Receptor a insulina-> fosforilación en el dominio tirosina kinasa->primero 
autofosforilación luego fosforilación de IRS1 y IRS2-> cuando se fosforila IRS1 
conecta con la PI3K que tiene dos subunidades (si saber que PI3kinasa se 
conecto a IRS1 solo cuando este ultimo esta fosforilado)-> la activación de la 
kinasa genera la fosforilación de PI(4,5)P2 a PI(3,4,5)P3 que activa a TORC2 y la
activación de AKT-> captación de glucosa y inhibición de la gluconeogénesis 
hepática y anabolismo. También se activa mTORC donde se sintetiza las 
proteínas y se degradan.
Por otro lado, hay una conexión de IRS1 con otra proteína llamada Shc que 
activa la via de las MAPKinasas que participa de crecimiento, proliferación y 
diferenciación y síntesis de proteínas.
Existen mecanismos de terminación de la señal que incluyen la 
activación de fosfatasas como PTB1B que hidrolizan el fosfato del IR o 
las fosfatasas SHP1, SHP2 y PTEN que hidrolizan al fosfatidilinositol 
trifosfato (PIP3) generado por la enzima PI3K e impiden la activación 
de Akt.
La fosforilación en Ser/Thr tanto del receptor de insulina como del IRS-
1 resultan en una atenuación de la transmisión de la señal y pueden 
generar resistencia a la insulina en el mediano plazo.
Hay receptores que son similares a estos que vimos con Actividad de Tirosina 
Kinasa, pero que no poseen actividad de Tirosina Kinasa Intrínseca, 
sino que utilizan este sistema que veremos ahora. Aquí se muestra el receptor 
de Eritropoyetina (EPO). 
Cuando se une la enzima JAK, que es una kinasa que fosforila a las 
proteínas en Tirosinas, el complejo formado por Ligando-Receptor-JAK, es 
funcionalmente “equivalente” a los receptores con actividad tirosina kinasa 
que vimos antes. ¿Por qué? Porque fosforilan intracelularmente en residuos de 
Tirosina a determinadas proteínas. 
Un ejemplo concreto es el receptor de Eritropoyetina que tiene que ver 
con la Hematopoyesis. Una vez que se une el Ligando al Receptor, el Receptor 
se ve fosforilado por la enzima JAK. Ahora tenemos el receptor fosforilado y 
nuevamente hablamos de proteínas conectoras: se conecta a la proteína STAT, 
que luego se va a fosforilar y va a dimerizar. El dímero transloca al núcleo y 
regula la expresión génica de determinados genes. 
Entonces, por un lado, tenemos receptores que tienen actividad de 
tirosina kinasa intrínseca, propia. Por otro lado, tenemos receptores que 
utilizan enzimas particulares que fosforilan en tirosinas, pero esa enzima no es 
propia del receptor, sino que se une al receptor luego de su activación.
Mecanismo de transducción para el receptor de eritropoyetina. 
Este receptor no tiene actividad de quinasa intrínseca. 
La unión de la eritropoyetina (EPO) provoca la dimerización del 
receptor de EPO, lo que permite que JAK, una Tyr quinasa soluble, se 
una al dominio interno del receptor y lo fosforile en varios residuos de
Tyr. (a) En una vía de señalización, el dominio SH2 de la proteína 
STAT5 se une a los residuos P-Tyr en el receptor, acercándolo a JAK. 
Luego dos moléculas de STAT5 fosforilado se dimerizan, exponiendo 
así una secuencia de localización nuclear (NLS) que dirige al dímero 
para su transporte al núcleo. En el núcleo, STAT5 activa la expresión 
de genes controlados por EPO.
 (b) En una segunda vía de señalización, después de la unión a 
EPO y la autofosforilación de JAK, la proteína adaptadora Grb2 se une 
a P-Tyr en JAK y desencadena la cascada MAPK, como en el sistema de
la insulina
Otras hormonas que utilizan esta vía son la prolactina y la 
hormona de crecimiento y la leptina.
Otro ejemplo de estos receptores que no poseen actividad de Tirosina 
Kinasa intrínseca y que utilizan el sistema JAK-STAT, es el de la Hormona de 
Crecimiento (GH) (amarillo). La Hormona de crecimiento dimeriza el 
receptor, dos moléculas de receptor se unen entre sí de forma no covalente y 
eso activa al receptor.
JAK, que está unida al receptor, se fosforila a sí misma y luego fosforila 
al receptor. Luego se une STAT a las fosfotirosinas del receptor. Se fosforilan 
las STAT y dimerizan. Transloca al núcleo ese dímero para regular la expresión 
de determinados genes: entre otros el mediador IGF-1 de la hormona de 
crecimiento y c-Fos. 
También en las acciones de GH participa IRS-1, que es fosforilado e 
inhibe la captación de glucosa por parte del GLUT4. Por eso se dice que es una 
hormona diabetogénica la GH.
También se fosforila a SHC, que conecta a la cascada de MAPK. 
Además, esta vía JAK-STAT tendría que ver con la PLC (Fosfolipasa C) y la
modulación de Calcio. 
Por otra parte, se fosforilan FAK, Paxilina, Tensina que tienen que ver 
con aspectos de proliferación y diferenciación celular, junto con la vía de la 
translocación del dímero de STAT al núcleo. 
No hace falta saber todo esto, sino que es simplemente un ejemplo de 
cómo un receptor utiliza el sistema JAK-STAT. Tanto la GH como la EPO. 
Dentro de esta familia que utiliza el sistema JAK-STAT, está el receptor de 
Leptina. La Leptina es una hormona fabricada por el tejido adiposo. Su receptor
pertenece al sistema JAK-STAT. 
Como muestra la diapo, hay una conexión entre la señalización de la 
Leptina y la Insulina.
 
Ahora veremos 3) RECEPTOR GUANILIL CICLASA. La unión del 
Ligando al dominio extracelular del receptor Guanilil Ciclasa, estimula la 
formación de un segundo mensajero que en este caso es el GMPc a partir de 
GTP. 
Notar que el GMPc tiene un ciclo dentro de la misma molécula. 
Receptores con actividad de Guanilil Ciclasa con relevancia fisiológica 
tenemos: al Receptor ANF (Factor Natriurético Atrial). El ANF es la única 
hormona sintetizada por el Corazón. Sus funciones no son del todo críticas, 
pero ayudan al funcionamiento del órgano.
Los receptores de endotoxinas también están en este grupo. 
Poseen un dominio extracelular que une al Ligando, un dominio que 
atraviesa la membrana y un dominio intracelular que es el que tiene la 
actividad catalítica. En este caso, la actividad catalítica consiste en formar 
AMPc a partir de ATP (actividad de Guanilato Ciclasa). 
Dentro de esta familia, tenemos una Guanilato Ciclasa soluble (está en 
el Citosol), que es el Receptor de Óxido Nítrico. El Óxido Nítrico (NO) es un gas,
es una de las especies más pequeñas que veremos dentro de la categoría 
“hormonal”, que difunde a través de la bicapa lipídica y se une a su receptor. 
La formaciónde NO y la traducción de la señal de NO genera actividades 
fisiológicas importantes: básicamente es un potente vasodilatador que tiene 
corto efecto. 
Los receptores que emplean esta vía activan la formación de GMP 
cíclico como segundo mensajero. 
Existen 2 isoenzimas de la guanilato ciclasa:
 a) receptores que atraviesan la membrana plasmática como el 
receptor del factor natriurético auricular (ANF) 
(b) enzima soluble que contiene hemo que es activada por el óxido 
nítrico intracelular (NO); esta forma se encuentra en muchos tejidos, 
incluido el músculo liso del corazón y los vasos sanguíneos
El NO actúa a nivel cercano a donde fue generado. Y actúa a nivel de este tipo 
de receptores solubles con actividad de Guanilato Ciclasa. 
El NO se sintetiza a partir de Arginina a partir de una enzima que se 
llama “ÓXIDO NÍTRICO SINTASA” (NO Sintasa). Incorpora oxígeno a la Arginina 
y utiliza el Nitrógeno de la Arginina para generar NO. Es la única molécula que 
es un gas y tiene actividad semejante a una hormona. 
Biosíntesis del NO y resumen de sus acciones.
Mirar la diapo de la derecha (no tiene nada que ver con la diapo que tiene al 
lado): habíamos hablado que tenemos el Ligando con el receptor, y que 
existían varios pasos en el medio hasta tener el efecto. En este esquema se 
muestra unión entre proteínas.
Algo importante fue el descubrimiento de proteínas que unen fosfotirosinas. 
Todas las cascadas de señalización presentan características 
comunes. Participación de proteínas adaptadoras, amplificación, 
integración, difusión, anclaje de proteínas y modulación
La acetilcolina liberada por terminales nerviosas es liberada en las 
paredes de los vasos y activa a la sintasa de NO en las células 
endoteliales (eNOS). El NO producido difunde a través las membranas 
hacia el músculo liso vecino donde se une a su receptor y libera GMPc 
el cual genera una respuesta de relajación del músculo liso 
favoreciendo el flujo sanguíneo (Vasodilatación).
Biosíntesis de NO y de GMPc,
 GC: guanilato ciclasa
 La fosfodiesterasa PDE5 degrada el GMPc terminando la señal
 Es posible inhibir esta enzima mediante el empleo de fármacos como 
el sidelnafil y por lo tanto mantener por mayor tiempo el efecto 
vasodilatador del NO vía GMPc para tratar disfunción sexual.
 
Hablábamos de un receptor que fosforilaba a proteínas en residuos de 
tirosina. ¿Qué les pasa después a esas proteínas?
Lo que se determinó es que hay muchas proteínas que son como 
adaptadoras nada más: una de esas sería IRS-1, se fosforila y no tiene 
actividad enzimática. A la fosfotirosina se unen otras proteínas que tienen 
dominios SH2 y así se forman complejos supramoleculares. El ejemplo que 
vimos antes era el de la activación de la vía de las MAPK por la Insulina. Allí se 
unían una proteína con otra a partir de que están fosforiladas. Aunque esté la 
proteína si no está fosforilada en ese residuo de tirosina, la otra proteína no la 
reconoce. Si está fosforilada en un residuo específico, la proteína es reconocida
por otra proteína y así pueden conectar, activándola. Este concepto de 
proteínas adaptadoras multivalentes es relativamente nuevo.
Algunos dominios de unión presentes en las proteínas de señalización.
Cada proteína está representada por una línea (con el extremo amino 
a la izquierda); los símbolos indican la ubicación de los dominios de 
unión conservados (con las especificidades que figuran en el inserto 
PH denota homología de plextrina; otras abreviaturas están 
mencionadas en el texto); 
Estas proteínas de señalización interactúan con proteínas o 
fosfolípidos fosforilados en muchas combinaciones para formar 
complejos de señalización integrados (Módulos o bloques).
 El IRS-1 presenta dominios de tipo SH2 y así se une a proteínas 
fosforiladas en Tyr como el IR, conectándolo con otras como Grb2 que 
también presenta estos dominios
Los Lipid Raft segregan a las proteínas de señalización de un camino, en 
un lugar a nivel temporal y espacial, que hace que puedan estar cerca como 
para poder interaccionar y esa respuesta se genere. Están enriquecidos en 
Colesterol y Esfingolípidos. Se vio que en esas islas hay una conjunción de 
varios componentes de señalización, facilitando determinadas vías de 
señalización. 
Microdominios de membrana (balsas). 
(a) Las asociaciones estables de esfingolípidos y colesterol se 
dan en microdominios de membrana, que se enriquece con tipos 
específicos de proteínas de membrana. 
Las proteínas unidas a GPI (glicosilfosfatidilinositol) son 
comunes en la parte externa de estas balsas, y las proteínas con uno 
o varios grupos acilo de cadena larga unidos covalentemente son 
comunes en la parte interna. La caveolina es abundante en las balsas 
curvadas hacia adentro llamadas caveolas.
Las proteínas con grupos prenilo unidos de forma covalente 
(como la proteína Ras) tienden a excluirse de las balsas. 
(b) En esta membrana artificial, reconstituida (en una superficie 
de mica) a partir de colesterol, fosfolípido sintético 
(dioleilfosfatidilcolina) y la proteína fosfatasa alcalina placentaria 
ligada a GPI, se visualiza mediante microscopía de fuerza atómica el 
mayor espesor de las regiones de balsas.
 Las balsas sobresalen de un océano de bicapa lipídica (la 
superficie negra es la parte superior de la monocapa superior); los 
picos agudos representan proteínas unidas a GPI.
Ahora veremos 4) CANALES IÓNICOS DE ENTRADA REGULADA. 
Recordar que en el interior celular hay mucho potasio (K+) y poquito afuera. Y 
lo opuesto ocurre con el Sodio (Na+), hay mucho afuera y poco dentro de la 
célula. Dijimos que la concentración citosólica de Ca2+ es muy bajita, y en el 
exterior es mucho más alta. El Cloruro (Cl-) tiene una baja concentración 
intracelular y una alta concentración fuera de la célula.
 
La Acetilcolina tiene dos tipos de receptores: uno de ellos es el Receptor 
Nicotínico. En la diapo a) se muestra una Subunidad del Receptor Nicotínico 
que está formado por 4 Hélices Alfa Transmembrana. Esas Subunidades (5) se 
juntan para formar el Receptor Nicotínico. Notar que se necesita una estructura
re grande para unir a un Ligando re chiquitito (Acetilcolina). 
El canal iónico del receptor nicotínico de acetilcolina. 
(a) Cada una de las cinco subunidades homólogas (α2βγδ) tiene cuatro
hélices transmembrana, M1 a M4. Las hélices M2 son anfipáticas; las 
otras tienen principalmente residuos hidrofóbicos. 
b) Las cinco subunidades están dispuestas alrededor de un canal 
transmembrana central, que está alineado con los lados polares de las
hélices M2. En la parte superior e inferior del canal hay anillos de 
residuos de aminoácidos cargados negativamente. 
(c) Modelo del receptor de acetilcolina, basado en microscopía 
electrónica y difracción de RX.
En condiciones basales, los residuos hidrofóbicos de las Alfa Hélices, 
están expuestos hacia el interior (amarillitos). Entonces el canal está cerrado, 
no deja pasar iones.
Cuando se une la Acetilcolina, hay un cambio a nivel conformacional, se 
mueven las subunidades y dejan pasar iones transitoriamente porque ahora, 
las Alfa Hélices que están formando las Subunidades exponen residuos polares 
hacia el interior. Así se deja pasar transitoriamente (durante milisegundos) 
sodio, calcio y potasio. Como había mucha diferencia en las concentraciones de
estos iones afuera de la célula y adentro, el pasaje transitorio de estos iones, 
genera un cambio drástico (durante tiempos muy cortitos). 
Este es el único ejemplo que veremos de este tipo de receptores asique 
hay que aprenderlo y saberlo para el examen. 
Vista superior de una sección transversal del canal a través del centro
de las hélices M2.
 Se ven 5 cinco cadenas laterales de residuos de Leu (rosa claro), una 
de cada hélice M2, que sobresalen hacia el interior del canal y lo 
contraen a un diámetro demasiado pequeño para permitir el paso de 
iones calcio sodio o potasio. 
El receptor posee 2 sitios de unión. Cuando ambos sitios del receptor 
de acetilcolina(uno en cada subunidad α) están ocupados, se produce 
un cambio conformacional. A medida que las hélices M2 se tuercen 
ligeramente, los cinco residuos de Leu giran alejándose del canal y 
son reemplazados por residuos polares más pequeños (azul). Este 
mecanismo de compuerta abre el canal, permitiendo el paso 
temporario de iones.
Ahora veremos 5) RECEPTORES NUCLEARES.
Todos los receptores de esta clase se unen al ADN a través de 
dominios de unión (DNAbinding domains) para inducir su respuesta
Los Ligandos son claramente distinguibles del resto que veníamos 
hablando porque son Ligandos Hidrofóbicos. Como ejemplos tenemos los 
Esteroides, las Hormonas Tiroideas, Ácido Retinoico y la Vitamina D. Debido a 
esa característica, no pueden viajar en la sangre solos. Viajan en la sangre 
unidos a proteínas transportadoras. Tienen una afinidad relativa por esa 
proteína transportadora similar a la que tienen por el receptor, para que se 
puedan desprender en presencia del receptor nuclear. 
El Ligando atraviesa la membrana y va a unirse al Receptor Nuclear, que en 
general dimeriza. Los receptores de este tipo de moléculas pueden generar 
Homo o Heterodímeros. Esto afecta la expresión génica, ya que los receptores 
dimerizados unidos al ligando, se unen a elementos respondedores a hormonas
(HRE) en el ADN.
Los Glucocorticoides son los Antiinflamatorios más potentes que existen.
Su señalización es a través de receptores Nucleares.
El Mecanismo básico de la acción Antiinflamatoria es a través de la 
interacción con NF-κB. La Inhibición de ese factor de transcripción (NF-κB), 
provoca la inhibición en la síntesis de proteínas inflamatorias. 
Hay dos tipos de receptores nucleares. 
Receptores monoméricos de tipo I (NR): se encuentran en el citosol, 
en un complejo con la proteína chaperona “Heat Shock Protein” 
(Hsp70). 
Los receptores de estrógenos, progesterona, andrógenos y 
glucocorticoides son de este tipo. 
Cuando la hormona esteroidea se une al receptor, la Hsp70 se disocia 
y el receptor se dimeriza, exponiendo una señal de localización 
nuclear. El receptor dimérizado, unido a la hormona, migra al núcleo, 
donde se une a un elemento de respuesta a hormonas (HRE) y actúa 
como un activador de la transcripción. La actividad del receptor puede
reprimirse uniéndose a un ARN que compite directamente con la unión
al HRE.
Los receptores Tipo II, por el contrario, siempre están en el núcleo, 
unidos a un HRE en el ADN y a un corepresor que los deja inactivos. 
El receptor de la hormona tiroidea (TR) pertenece a este grupo.
 La hormona migra a través del citoplasma y se difunde a través de la 
membrana nuclear. 
En el núcleo se une a un heterodímero que consiste en el receptor de 
la hormona tiroidea y el receptor retinoide X (RXR). Un cambio de 
conformación conduce a la disociación del corepresor y el receptor 
funciona luego como un activador de la transcripción
Por último, tenemos 6) RECEPTOR DE ADHESIÓN, que se llaman 
“Integrinas”. 
Estos Receptores unen moléculas de la Matriz Extracelular, eso cambia 
la conformación que altera la interacción con el citoesqueleto en su dominio 
intracelular.
Entonces, estas proteínas unen tanto la matriz extracelular como el 
citoesqueleto. A diferencia de todo lo que se vio hasta ahora la señalización 
seria bidireccional.
En la diapo se muestra a la integrina unida a nivel extracelular con la 
fibronectina de la Matriz Extracelular.
Tenemos dos dominios que atraviesan la membrana.
A nivel intracelular, se une al Citoesqueleto. 
Así la proteína puede actuar como sensor de cambios en la matriz 
extracelular, modulando cambios a nivel del citoesqueleto. O viceversa, 
sensando cambios a nivel del citoesqueleto y modulando cambios en la Matriz 
Extracelular. 
Señalización bidireccional mediada por integrinas. 
Todas las integrinas tienen una subunidad α y una β, cada una con 
una extensión citoplasmática corta, una hélice transmembrana única y
un gran dominio extracelular con el sitio de unión al ligando.
 La subunidad β es rica en residuos de Cys y tiene una extensa unión 
mediada por puentes disulfuro intracatenarios. La subunidad α tiene 
varios sitios de unión para cationes divalentes tales como Ca2 +, que 
son intrínsecos a la actividad de unión a ligando.
 Los ligandos en la matriz extracelular incluyen proteínas como el 
colágeno que tienen la secuencia RGD reconocida por una integrina, o 
proteoglicanos como el heparán sulfato.
 La unión del ligando extracelular se comunica a los dominios 
citosólicos, produciendo cambios conformacionales que afectan la 
asociación de la integrina con proteínas como la talina, que, a su vez, 
conectan la integrina a los filamentos de actina en el citoesqueleto 
subyacente a la membrana plasmática.
En la diapo se muestran a las Integrinas que están inactivas. Al unirse a 
componentes de la Matriz extracelular (por ejemplo, Colágeno), hace que estas
Integrinas se activen. Las respuestas posibles pueden estar relacionadas con la
polaridad celular, la supervivencia, la proliferación, cambios en el 
citoesqueleto, y la expresión génica. 
En forma inversa, la Talina genera una señalización que va desde el 
interior hacia el exterior. Origina respuestas como adhesión y migración 
celular, ensamblaje de la matriz extracelular, etc.
Entonces vemos el Colágeno y la señal va desde afuera hacia adentro. Y 
la Talina que genera una señal que va desde el interior celular hacia afuera. Es 
decir que las Integrinas tienen una comunicación bidireccional.