Capítulo 15 Biología: Señalización celular y transducción

15 CAPÍTULO Señalización celular y transducción de señal: comunicación entre células PERCEPC...

15 CAPÍTULO Señalización celular y transducción de señal: comunicación entre células PERCEPCIÓN DE QUÓRUM En la caza en aguas costeras poco profundas del océano Pacífico, el calamar bobtail hawaiano usa una táctica inteligente para asustar a presas potenciales. Mientras flota sobre el fondo océanico en las noches de luna, el calamar produce un brillo de forma que su silueta se oscurece cuando es visto desde abajo. La luz producida por el calamar bobtail es una forma de bioluminiscencia, donde la luz se produce y se emite por un or- ganismo vivo. El brillo azulado del bobtail de Hawái se produce en realidad por bacterias simbióticas, Aliivibrio fischeri, que son capturadas y mantenidas en un órgano de luz altamente espe- cializado en el manto del calamar. Curiosamente, la A. fischeri sólo es fluorescente en condiciones de aglomeración, como en el órgano de luz del calamar. Cuando se dispersan amplia- mente, las bacterias cesan de producir luz. La fluorescencia de la A. fischeri es un ejemplo del com- El calamar bobtail hawaiano mantiene una relación simbiótica con portamiento conocido como percepción de quórum, en el que bacterias de percepción de quórum. Cuando está presente en altas los organismos unicelulares se comunican entre sí usando concentraciones, la bacteria Vibrio fischeri produce luz que le permi- mensajes químicos. Años después de que este fenómeno se te al calamar cazar presas sin proyectar una sombra. descubrió por primera vez, se pensaba que la percepción de FUENTE: MATT&IA(O)ME(TA+. quórum sólo ocurría en casos raros, aislados. Sin embargo, en (continúa) BOSQUEJO DEL CAPÍTULO 15.1 Los elementos básicos de los 15.6 Segundos mensajeros 15.13 Vías de señalización en las plan- sistemas de señalización celular 15.7 La especificidad de las respues- tas 15.2 Un estudio de mensajeros extra- tas acopladas a proteína G 15.14 La función del calcio como un celulares y sus receptores 15.8 Regulación de los niveles de mensajero intracelular 15.3 Transducción de señal por re- glucosa en sangre 15.15 Convergencia, divergencia y co- ceptores acoplados a proteína 15.9 La función de los GPCR en la municación cruzada entre dife- G percepción sensorial rentes vías de señalización 15.4 VÍAS EXPERIMENTALES: 15.10 Fosforilación de proteína-tirosi- 15.16 La función del NO como mensa- El descubrimiento y la caracteri- na como un mecanismo para la jero intracelular zación de las proteínas de unión transducción de señal 15.17 Apoptosis (muerte celular pro- a GTP 15.11 La vía de la cinasa Ras-MAP gramada) 15.5 PERSPECTIVA HUMANA: 15.12 Señalización por el receptor de Trastornos asociados con recep- insulina tores acoplados a proteína G los últimos años, numerosos estudios han demostrado que ca- unirse a receptores afines en la superficie celular de otra bac- 583 si todas las bacterias parecen producir y liberar moléculas de teria, activando una vía de señalización que conduce a la trans- señalización con el fin de coordinar una variedad de activida- cripción de genes y a la producción de proteínas que alteran el des dentro y a través de las especies. La secreción de facto- comportamiento de la bacteria. Por el contrario, las bacterias 15.1 Los elementos básicos de los sistemas de señalización celular res de virulencia, la formación y mantenimiento de biopelícu- gramnegativas sintetizan y liberan moléculas de señalización las, la fluorescencia, e incluso la muerte celular programada en forma de pequeñas moléculas. Estas moléculas son capa- son todos comportamientos que pueden ser activados por ces de difundirse libremente a través de la membrana y unirse una lista cada vez mayor de moléculas de señalización bacte- de modo directo a factores de transcripción citoplásmicos. La rianas. A. fischeri, que es un bacteria gramnegativa, produce una pe- Los mecanismos por los cuales ocurre la señalización va- queña molécula llamada N-acil homoserina lactona (AHL, rían ampliamente entre las especies. Las bacterias grampositi- N-acyl homoserine lactone), que se libera en el ambiente. A vas, por ejemplo, segregan moléculas de señalización que ge- densidades de células suficientemente altas, la AHL se une a neralmente son cortas, péptidos modificados. Cuando se un factor de transcripción, que finalmente conduce a la produc- encuentran en altas concentraciones, estos péptidos pueden ción de genes de luminiscencia y a la producción de luz. 15.1 Los elementos básicos de los tracelulares. Los mensajeros extracelulares pueden viajar una distancia corta y estimular las células que están muy cerca del sistemas de señalización celular origen del mensaje, o pueden viajar a través de todo el cuerpo, estimulando potencialmente células que están muy lejos de la El poeta inglés John Donne expresó su creencia en la interdepen- fuente. En el caso de la señalización autocrina, la célula que está dencia de los humanos en la frase “Ningún hombre es una isla”. produciendo el mensajero expresa receptores en su superficie que Lo mismo se puede decir de las células que constituyen un orga- pueden responder a ese mensajero (FIGURA 15-1a). En consecuen- nismo multicelular complejo. La mayoría de las células en una cia, las células que liberan el mensajero se estimularán (o inhibi- planta o animal están especializadas para realizar una o más fun- rán) a ellas mismas. Durante la señalización paracrina (figura 15- ciones específicas. Muchos procesos biológicos requieren que 1b), las moléculas mensajeras viajan sólo distancias cortas a través varias células trabajen juntas y coordinen sus actividades. Para del espacio extracelular a las células que están muy cerca de la hacer esto posible, las células tienen que comunicarse entre sí, lo célula que está generando el mensajero. Las moléculas mensajeras cual se realiza por un proceso llamado señalización celular, el paracrinas por lo regular tienen una capacidad limitada para viajar que hace posible que las células respondan de manera apropiada alrededor del cuerpo porque son inherentemente inestables, o son a un estímulo ambiental específico. degradadas por enzimas, o se unen a la matriz extracelular. La señalización celular afecta prácticamente todos los aspec- Finalmente, durante la señalización endocrina, las moléculas tos de la estructura y función celular, que es una de las principa- mensajeras alcanzan su células blanco a través del paso por el les razones por las que este capítulo aparece cerca del final del torrente sanguíneo (figura 15-1c). Los mensajeros endocrinos libro. Por un lado, una comprensión de la señalización celular también se llaman hormonas, y generalmente actúan sobre las cé- requiere conocimiento sobre otros tipos de actividades celulares. lulas blanco ubicadas en sitios distantes en el cuerpo. Por otro lado, los conocimientos sobre la señalización celular pue- Una visión general de las vías de señalización celular se des- den vincular una variedad de procesos celulares aparentemente cribe en la FIGURA 15-2. La señalización celular se inicia con la independientes. La señalización celular está también involucrada liberación de una molécula mensajera por una célula que se dedi- de modo íntimo en la regulación del crecimiento y la división ca a enviar mensajes a otras células en el cuerpo (paso 1, figura celular. Esto hace que el estudio de la señalización celular sea de 15-2). Los ambientes extracelulares de las células contienen cien- crucial importancia para la comprensión de cómo una célula pue- tos de diferentes moléculas de información, que varían desde de perder la capacidad de controlar la división celular y conver- compuestos pequeños (p. ej., esteroides y neurotransmisores) a tirse en un tumor maligno. pequeñas hormonas proteicas solubles (p. ej., glucagón e insuli- Puede ser útil comenzar la discusión de este complejo tema na), a grandes glucoproteínas unidas a las superficies de otras describiendo algunas de las características generales que compar- células. Las células sólo pueden responder a un mensaje extrace- ten la mayoría de las vías de señalización. Las células generalmen- lular particular si expresan receptores que reconocen específica- te se comunican entre sí a través de moléculas mensajeras ex- mente y unen esa molécula mensajera (paso 2). a) b) c) FIGURA 15-1 Tipos de señalización intracelular a) autocrina, b) paracrina y c) endocrina.  584 membrana hasta el dominio citoplásmico del receptor (paso 3, Señalización figura 15-2). Cuando ha alcanzado la superficie interna de la celular membrana plasmática, hay dos vías principales por las cuales la señal se transmite al interior de la célula, donde provoca la 1 CAPÍTULO 15 Señalización celular y transducción de señal: comunicación entre células Molécula de señalización respuesta apropiada. La vía particular tomada depende del tipo extracelular de receptor que se active. La siguiente discusión se enfocará en (primer mensajero) estas dos vías principales de transducción de señales, pero te- niendo en cuenta que hay otras formas en que las señales extra- Receptor celulares pueden tener un impacto en una célula. Por ejemplo, se 2 transmembrana 2 puntualizó en la sección 4.18 cómo actúan los neurotransmisores abriendo canales iónicos de la membrana plasmática y en la figu- ra 12-47 cómo las hormonas esteroides se difunden a través de la membrana plasmática y se unen a receptores intracelulares. En 3 Efector 3 4a las dos vías principales discutidas en este capítulo: 4 P 5 6 Un tipo de receptor (sección 15.6) transmite una señal desde su dominio citoplásmico a una enzima cercana (paso 4), que genera un segundo mensajero (paso 5). Debido a que pro- Segundo mensajero voca (efectúa) la respuesta celular mediante la generación de 6 un segundo mensajero, la enzima responsable se conoce co- mo un efector. Los segundos mensajeros son pequeñas sus- 7 tancias que normalmente activan (o inactivan) proteínas es- 7 pecíficas. Dependiendo de su estructura química, un segundo mensajero puede difundirse a través del citosol o permanecer incrustado en la bicapa lipídica de una membrana. Otro tipo de receptor (sección 15.10) transmite una señal Proteína transformando su dominio citoplásmico en una estación de blanco reclutamiento para proteínas de señalización celular (paso activada 4a). Las proteínas interactúan entre sí, o con componentes de 8 8 una membrana celular, por medio de tipos específicos de do- 9 9 minios de interacción, como el dominio SH3 discutido en la Transcripción página 606. Supervivencia Síntesis de proteína Movimiento Si la señal se transmite por un segundo mensajero o por re- Muerte celular clutamiento de proteínas, el resultado es similar; una proteína Cambio metabólico que está posicionada en la parte superior de una vía de señali- zación intracelular se activa (paso 6, figura 15-2). Las vías de se- FIGURA 15-2 Una visión general de las principales vías de señalización ñalización son las autopistas de la información de la célula. Cada mediante las cuales las moléculas mensajeras extracelulares pueden in- vía de señalización consiste en una serie de proteínas distintas ducir respuestas intracelulares. Se representan dos tipos diferentes de que operan en secuencia (paso 7). La mayoría de las “proteínas de vías de transducción de señales, una en la que la vía de señalización se señalización” están construidas de múltiples dominios, lo que les activa mediante un segundo mensajero difusible y otra en la que una vía de señalización se activa mediante el reclutamiento de proteínas a la permite interactuar de una manera dinámica con una serie de membrana plasmática. La mayoría de las vías de transducción de señales socios diferentes, ya sea simultánea o secuencialmente. Este tipo implican una combinación de estos mecanismos. También se debe tener de construcción modular se ilustra por las proteínas Grb2 e IRS-1 en cuenta que las vías de señalización no son generalmente rutas lineales representadas en las figuras 15-20 y 15-24, respectivamente. A como se muestran aquí, sino que están ramificadas e interconectadas pa- diferencia de Grb2 e IRS-1, que funcionan exclusivamente en la ra formar una red compleja. Los pasos se describen en el texto. mediación de las interacciones proteína-proteína, muchas proteí- nas de señalización también contienen dominios catalíticos y/o La molécula que se une al receptor se llama ligando. Los dis- reguladores que les dan una función más activa en una vía de tintos tipos de células poseen diferentes complementos de recep- señalización. tores que les permiten responder a diversos mensajeros extrace- Cada proteína en una vía de señalización actúa generalmente lulares. Incluso las células que comparten un receptor específico alterando la conformación de la proteína posterior (o corriente pueden responder de manera muy diferente al mismo mensajero abajo) en las series, un evento que activa o inhibe esa proteína extracelular. Las células hepáticas y las células de los músculos (FIGURA 15-3).No debería sorprender que después de leer sobre lisos poseen el receptor adrenérgico β2. La activación de este re- otros temas en biología celular, las alteraciones en la conforma- ceptor al circular la adrenalina conduce a la descomposición del ción de las proteínas de señalización a menudo se lleven a cabo glucógeno en una célula hepática y a la relajación en una célula por proteínas cinasas y proteínas fosfatasas que, respectivamente, del músculo liso. Estos diferentes resultados que siguen a la inter- agregan o eliminan grupos fosfato de otras proteínas (figura 15- acción con el mismo estímulo inicial se pueden localizar en dife- 3). El genoma humano codifica más de 500 proteínas cinasas di- rentes proteínas intracelulares que participan en la respuesta en ferentes y aproximadamente 150 proteínas fosfatasas diferentes. estos dos tipos de células. Por tanto, los tipos de actividades en Mientras que las proteínas cinasas normalmente funcionan como los que una célula participa dependen de los estímulos que recibe una subunidad única, muchas proteínas fosfatasas contienen una y de la maquinaria intracelular que posee en ese momento parti- subunidad reguladora clave que determina la especificidad del cular de su vida. sustrato. Como resultado, una sola subunidad catalítica de fosfa- En la mayoría de los casos, la molécula mensajera extracelular tasa puede formar un huésped de diferentes enzimas que elimi- se une a un receptor en la superficie externa de la célula que nan grupos fosfato de diferentes sustratos proteicos. responde. Esta interacción induce un cambio conformacional en La mayoría de las proteínas cinasas transfieren grupos fosfato el receptor que causa que la señal sea retransmitida a través de la a residuos de serina o treonina de sus sustratos proteicos, pero un  Proteína ignorar todos los demás. Algunas proteínas cinasas y fosfatasas 585 cinasa 1 tienen numerosas proteínas como sus sustratos, mientras que otras fosforilan o desfosforilan sólo un único residuo de amino- ácido de un único sustrato proteico. Muchos de los sustratos pro- Activa 15.1 Los elementos básicos de los sistemas de señalización celular Proteína Proteína teicos de estas enzimas son enzimas en sí mismas —con frecuen- cinasa 2 cinasa 2 cia otras cinasas y fosfatasas—, pero los sustratos también inclu- P yen canales iónicos, factores de transcripción y diversos tipos de proteínas reguladoras. Se cree que al menos la mitad de todas las Inactiva Activa Proteína Proteína proteínas transmembrana y citoplásmicas se fosforila en uno o cinasa 3 cinasa 3 más sitios. La fosforilación de proteínas puede cambiar el com- P portamiento de las proteínas de diferentes maneras. La fosforila- ción puede activar o inactivar una enzima, puede aumentar o Inactiva Activa Factor de Factor de disminuir las interacciones proteína-proteína, puede inducir que transcripción transcripción una proteína se mueva de un compartimiento subcelular a otro, o P puede actuar como una señal que inicia la degradación de la pro- teína. Se han empleado enfoques proteómicos a gran escala (sec- Inactiva Activa ción 2.15) para identificar los sustratos de varias proteínas cinasas y los residuos específicos que se fosforilan en diversos tejidos. Los DNA estudios sobre proteomas de vertebrados han identificado más de 20 000 fosfoproteínas que acogen más de 200 000 sitios de fosfo- P rilación. La ocurrencia extendida de la fosforilación de proteínas y su supuesta importancia se observan en la FIGURA 15-4, que muestra la marcada diferencia en la frecuencia de fosforilación de la tirosina en ciertas proteínas de dos tipos diferentes de células mRNA cancerosas. El desafío principal es comprender las funciones de estas diversas modificaciones postraduccionales en las activida- FIGURA 15-3 Vía de transducción de señal que consiste en proteinas ci- des de diferentes tipos de células. nasas y proteínas fosfatasas cuyas acciones catalíticas cambian las con- Las señales transmitidas a lo largo de tales vías de señaliza- formaciones y, por tanto, las actividades de las proteínas que modifican. ción finalmente alcanzan las proteínas blanco (paso 8, figura 15-2) En el ejemplo representado aquí, la proteína cinasa 2 se activa por la pro- teína cinasa 1. Una vez activada, la proteína cinasa 2 fosforila la proteína involucradas en los procesos de las células básicas (paso 9). cinasa 3, activando la enzima. La proteína cinasa 3 luego fosforila un factor de transcripción, incrementando su afinidad por un sitio en el DNA. La unión de un factor de transcripción al DNA afecta la transcripción del gen Líneas celulares de cáncer Otras líneas celulares en cuestión. Cada uno de estos pasos de activación en la vía se revierte de mama triple negativo de cáncer de mama por una fosfatasa. grupo muy importante de cinasas (aproximadamente 90 en hu- manos) fosforila residuos de tirosina. Algunas proteínas cinasas y fosfatasas son proteínas citoplásmicas solubles; otras son proteí- nas integrales de membrana. Muchas cinasas están presentes en la célula en un estado autoinhibido. Dependiendo de la cinasa particular, estas enzimas se pueden activar en la célula por modi- ficación covalente o por interacciones con otras proteínas, molé- culas pequeñas o lípidos de la membrana. Es notable que, aunque miles de proteínas en una célula contienen residuos de aminoáci- dos con el potencial de ser fosforiladas, cada proteína cinasa o fosfatasa es capaz de reconocer sólo sus sustratos específicos e FIGURA 15-4 Una comparación en la frecuencia de fosforilación de tiro- sina en dos tipos diferentes de células de cáncer de mama. Los paneles en el lado izquierdo de la figura muestran la frecuencia de residuos de fos- fotirosina (pTyr, phosphotyrosine) en ciertas proteínas (nombradas en el la- do derecho de la figura) en líneas celulares de cáncer de mama triple ne- gativo. Las células triple negativas no expresan tres firmas moleculares principales de muchas células de cáncer de mama: el receptor de estróge- no de la célula, el receptor de progesterona y el receptor del factor de cre- cimiento HER2. La frecuencia de residuos de pTyr en células de cáncer de mama que expresan estas tres firmas de proteínas se muestra en los pane- les de la derecha. La frecuencia de los residuos de pTyr en una determina- da proteína en una línea celular determinada se indica mediante la intensi- dad del sombreado rojo del cuadro (véase la clave en la parte inferior de la figura). Los nombres de las líneas de células probadas se dan a lo largo de la parte superior de la figura. Es evidente que las células triple negativas tienen un nivel mucho mayor de fosforilación de tirosina que las otras célu- las de cáncer de mama. Esto puede correlacionarse con la pérdida de la actividad particular de la proteína tirosina fosfatasa (PTPN12, protein tyrosi- ne phosphatase) en muchos de los cánceres triples negativos. Frecuencia Receptor de tirosina Receptor de sustratos FUENTE: Tomado de JG Albeck y JS Brugge, a partir de los datos de Ting- de tirosina cinasa de tirosina cinasa Lei Gu de Cell Signaling Technology. Cell 2011;144:639. Reimpreso con fosforilada Familia Src cinasa Adhesión/Metástasis permiso de Elsevier.  586 Dependiendo del tipo de célula y mensaje, la respuesta iniciada se ilustra en la figura 15-2, los receptores se unen a sus moléculas por la proteína blanco puede implicar un cambio en la expresión de señalización con alta afinidad y traducen esta interacción en la del gen, una alteración de la actividad de las enzimas metabóli- superficie externa de la célula en cambios que tienen lugar en el cas, una reconfiguración del citoesqueleto, un aumento o dismi- interior de la célula. Los receptores que han evolucionado para CAPÍTULO 15 Señalización celular y transducción de señal: comunicación entre células nución en la movilidad de la célula, un cambio en la permeabili- mediar la transducción de señal se indican a continuación. dad iónica, la activación de la síntesis de DNA, o incluso la muerte de la célula. Prácticamente todas las actividades a las que Los receptores acoplados a proteína G (GPCR, G protein-cou- se dedica una célula están reguladas por señales que se originan pled receptors) son una gran familia de receptores que contie- en su superficie. Este proceso general, en el que la información nen siete hélices alfa transmembrana. Estos receptores tradu- transportada por moléculas mensajeras extracelulares se traduce cen la unión de las moléculas de señalización extracelular en en cambios que ocurren dentro de una célula, es referido como la activación de proteínas de unión a GTP. Las proteínas de transducción de señal. unión a GTP (o proteínas G) se discutieron en relación con Finalmente, la señalización debe ser terminada. Esto es im- el desprendimiento y fusión de vesículas en el capítulo 8, di- portante porque las células tienen que responder a los mensajes námica microtubular en el capítulo 9, síntesis de proteínas en adicionales que pueden recibir. El primer orden del día es elimi- los capítulos 8 y 11, y transporte nucleocitoplásmico en el ca- nar la molécula mensajera extracelular. Para hacer esto, ciertas pítulo 12. En el presente capítulo, se explorará su función en células producen enzimas extracelulares que destruyen mensaje- la transmisión de mensajes a lo largo de “circuitos de informa- ros extracelulares específicos. En otros casos, los receptores acti- ción celular”. vados se internalizan (sección 8.17). Una vez dentro de la célula, La proteína tirosina cinasa receptora (RTK, receptor protein- el receptor puede degradarse junto con su ligando, que puede tyrosine kinases) representa una segunda clase de receptores abandonar la célula con una sensibilidad reducida a estímulos que han evolucionado para traducir la presencia de moléculas posteriores. mensajeras extracelulares en cambios dentro de la célula. La unión de un ligando extracelular específico a una RTK por lo general da como resultado la dimerización del receptor segui- REPASO da de la activación del dominio del receptor de la proteína 1. ¿Qué se entiende por el término transducción de señales? cinasa, que está presente dentro de su región citoplásmica. ¿Cuáles son algunos de los pasos por los que puede ocurrir la Tras la activación, estas proteínas cinasas fosforilan residuos transducción de señales? de tirosina específicos de las proteínas citoplásmicas de sus- 2. ¿Qué es un segundo mensajero? ¿Por qué cree que se deno- trato, alterando así su actividad, su localización, o su capaci- mina así? dad de interactuar con otras proteínas dentro de la célula. Los canales activados por ligando representan una tercera cla- se de receptores de superficie celular que se unen a ligandos extracelulares. La habilidad de estas proteínas para conducir 15.2 Un estudio de mensajeros un flujo de iones a través de la membrana plasmática está extracelulares y sus receptores regulada directamente por la unión del ligando. Un flujo de iones a través de la membrana puede dar como resultado un Una gran variedad de moléculas puede funcionar como portado- cambio temporal en el potencial de membrana, que afectará res extracelulares de información. Estas incluyen: la actividad de otras proteínas de membrana, por ejemplo, canales activados por voltaje. Esta secuencia de eventos es la Aminoácidos y derivados de aminoácidos. Los ejemplos in- base para la formación de un impulso nervioso (sección 2+ cluyen glutamato, glicina, acetilcolina, epinefrina, dopamina 44.16). Además, la afluencia de ciertos iones, como Ca , pue- y hormona tiroidea. Estas moléculas actúan como neurotrans- de cambiar la actividad de determinadas enzimas citoplásmi- misores y hormonas. cas. Como se analiza en la sección 4.18, un gran grupo de Gases, como el NO y el CO. canales activados por ligando funciona como receptores para Esteroides, que se derivan del colesterol. Hormonas esteroi- los neurotransmisores. des que regulan la diferenciación sexual, el embarazo, el me- Los receptores de hormonas esteroides funcionan como facto- tabolismo de los carbohidratos y la excreción de iones de so- res de transcripción regulados por ligandos. Las hormonas dio y potasio. esteroides se difunden a través de la membrana plasmática y Eicosanoides, que son moléculas no polares que contienen 20 se unen a sus receptores, que están presentes en el citoplas- carbonos que se derivan de un ácido graso llamado ácido ara- ma. La unión de las hormonas produce un cambio conforma- quidónico. Los eicosanoides regulan una variedad de proce- cional que causa que el complejo hormona-receptor se mueva sos que incluyen dolor, inflamación, presión arterial y coagu- al núcleo y se una a elementos presentes en los promotores o lación de la sangre. Varios medicamentos de venta libre que potenciadores de genes sensibles a hormonas (véase figura se usan para tratar cefaleas y la inflamación inhiben la síntesis 12-47). Esta interacción da lugar a un aumento o disminución de eicosanoides. de la tasa de transcripción génica. Una amplia variedad de polipéptidos y proteínas. Algunos de Finalmente, existen otros tipos de receptores que actúan por estos están presentes como proteínas transmembrana en la mecanismos únicos. Algunos de estos receptores, por ejem- superficie de una célula interactuante (sección 7.7). Otros son plo, los receptores de células B y T que están implicados en la parte de, o están asociados con, la matriz extracelular. Final- respuesta a antígenos extraños, se asocian con moléculas de mente, una gran cantidad de proteínas se excretan en el en- señalización conocidas, como las cinasas citoplásmicas de la torno extracelular donde están involucradas en la regulación proteína tirosina. Este capítulo se concentrará en los GPCR y de procesos como la división celular, la diferenciación, la res- las RTK. puesta inmunitaria, o la muerte celular y la supervivencia ce- lular. REPASO Las moléculas de señalización extracelular son generalmente, 1. Proporcione ejemplos de cuatro tipos diferentes de moléculas pero no siempre, reconocidas por los receptores específicos que que puedan actuar como mensajeros extracelulares. están presentes en la superficie de la célula de respuesta. Como  Ligando 587 Rodopsina (inactiva) Rodopsina (activa) Efector Receptor 15.3 Transducción de señal por receptores acoplados a proteína G 11-cis retinal α β TM-VI TM-VI α Proteína G proteína G proteína G GDP a) o GTP b) FIGURA 15-5 La maquinaria unida a la membrana para transducir señales por medio de un receptor de siete transmembranas y una proteína G hete- rotrimérica. a) Los receptores de este tipo, incluidos los que se unen a la epinefrina y al glucagón, contienen siete hélices que cruzan la membrana. Cuando se une a su ligando, el receptor interactúa con una proteína G trimérica, que activa un efector, como la adenilil ciclasa. Como se indica en la figu- ra, las subunidades , y - de la proteína G están unidas a la membrana por grupos de lípidos que están incrustados en la bicapa lipídica. (Nota: muchos GPCR pueden ser activos como complejos de dos o más moléculas receptoras). b) Un modelo que representa la activación de la rodopsina GPCR basada en estructuras cristalográficas de rayos X. A la izquierda, las rodopsinas se muestran en su conformación inactiva (adaptada a oscuridad) junto con una proteína G heterotrimérica no unida (llamada transducina). Cuando el cofactor retinal (que se muestra en rosado incrustado en las proteínas de la rodopsi- na) absorbe un fotón, experimenta una reacción de isomerización (de una forma cis a una trans), lo que conduce a la interrupción de un enlace iónico en- tre los residuos en la tercera y sexta hélices transmembrana de la proteína. Este evento a su vez conduce a un cambio en la conformación de la proteína, que incluye la inclinación y rotación hacia afuera de la sexta hélice transmembrana (flecha curva roja), que expone un sitio de unión para la subunidad Gα de la proteína G. La molécula de rodopsina de la derecha se muestra en la conformación activa con una porción de la subunidad Gα unida a la lámina ci- toplásmica del receptor. FUENTE: b) Tomada de Thue W Schwartz y Wayne L Hubbell. Nature 2008;455:473. Reimpreso con permiso de Macmillan Publishers Ltd. culas que atraen células fagocíticas del sistema inmunitario), odo- 15.3 Transducción de señal por rantes y saborizantes (moléculas detectadas por receptores ol- receptores acoplados a proteína G fativos y gustativos que provocan los sentidos del olfato y el gus- to), y fotones. En la tabla 15-1 se brinda una lista de algunos de Los receptores acoplados a proteína G (GPCR) se denominan así los ligandos que operan por medio de esta vía y los efectores a porque interactúan con las proteínas G, como se analiza a conti- través de los cuales actúan. nuación. Los miembros de la superfamilia GPCR también se de- nominan receptores transmembranales siete (7TM, seven-trans- Receptores membrane) porque contienen siete hélices transmembrana (FI- GURA 15-5b). Se han identificado miles de diferentes GPCR en Los receptores acoplados a proteína G normalmente tienen la si- organismos que van desde levaduras hasta fanerógamas, y mamí- guiente topología. Su terminación amino está presente en el ex- feros, que juntos regulan un extraordinario espectro de procesos terior de la célula, las siete hélices alfa que cruzan la membrana celulares. De hecho, el GPCR constituye la única superfamilia plasmática están relacionadas por asas de longitud variada, y la más grande de proteínas codificadas por genomas animales. terminación carboxilo está presente en el interior de la célula (fi- Entre los ligamentos naturales que se unen al GPCR se incluyen gura 15-5b). Hay tres asas presentes en el exterior de la célula que, una variedad de hormonas (tanto vegetales como animales), neu- juntas, forman el sitio de unión con el ligando, cuya estructura rotransmisores, derivados del opio, quimiotácticos (p. ej., molé- varía entre diferentes GPCR. También hay tres asas presentes en TABLA 15-1 Ejemplos de procesos fisiológicos mediados por GPCR y proteínas G heterotriméricas Estímulo Receptor Efector Physiologic response Epinefrina Receptor betaadrenérgico Adenilil ciclasa Degradación del glucógeno Serotonina Receptor de serotonina Adenilil ciclasa Sensibilización conductual y aprendiza- je en Aplysia Luz Rodopsina cGMP fosfodiesterasa Excitación visual Complejos IgE-antígeno Receptor de IgE del mastocito Fosfolipasa C Secreción Péptido f-Met Receptor quimiotáctico Fosfolipasa C Quimiotaxis Acetilcolina Receptor muscarínico Canal del potasio Disminución de la actividad de marca- pasos Adaptado de L Stryer y HR Bourne, reproducido con permiso del Annual Review of Cell Biology (2), copyright 1986, por Annual Reviews Inc. Annual Review of Cell Biology por Annual Reviews, Inc. Reproducido con permiso de Annual Reviews, en formato de reedición en un libro a través de Copyright Clearance Center.  588 el lado citoplásmico de la membrana plasmática que proporcio- Receptor Ligando nan sitios de unión para proteínas intracelulares de señalización. 1 Es muy difícil, por una serie de razones técnicas, preparar crista- les de GPCR sin modificar que sean adecuados para el análisis α β CAPÍTULO 15 Señalización celular y transducción de señal: comunicación entre células cristalográfico de rayos X. Por varios años, la rodopsina fue el α β Proteína G GDP γ único miembro de la superfamilia que tenía determinada su es- γ tructura cristalina de rayos X. La rodopsina tiene una estructura GDP estable inusual para un GPCR, debido al hecho de que su ligando (un grupo retinal) está unido permanentemente a la proteína, y Effector la molécula de proteína sólo puede existir en una única confor- 2 mación inactiva en ausencia de un estímulo (es decir, en la oscu- ridad). A partir de 2007, como resultado de años de esfuerzo de α β varios grupos de investigación, una oleada de estructuras cristali- nas GPCR apareció en la literatura. En su mayor parte, estas es- γ tructuras revelaron al GPCR en el estado inactivo, pero reportes GDP más recientes han descrito las estructuras de varios GPCR en estados activos e intermedios. GTP La primera estructura cristalina de rayos X de un GPCR activo con su proteína G unida, fue resuelta por Brian Kobilka y sus colegas en la Universidad Stanford. La conformación inactiva del 3 GPCR se estabiliza por interacciones no covalentes entre resi- duos específicos en las hélices alfa transmembrana. La unión a un α ligando perturba estas interacciones, causando de este modo que β el receptor asuma una conformación activa. Esto requiere rotacio- γ GTP nes o giros de las hélices alfa transmembrana relacionadas entre sí. Debido a que están unidas a asas citoplásmicas, la rotación o desplazamiento de estas hélices alfa transmembrana causa cam- bios en la conformación de las asas citoplásmicas. Esto a su vez conduce a un aumento en la afinidad del receptor por una proteí- 4 na G que se encuentra presente en la superficie citoplásmica de la membrana plasmática (figura 15-5b). Como consecuencia, el α β receptor unido a ligando forma un complejo receptor-proteína G γ (FIGURA 15-6, paso 1). La interacción con el receptor induce un GTP cambio conformacional en la subunidad α de una proteína G, ATP cAMP causando la liberación del difosfato de guanosina (GDP), seguida por la unión de GTP (paso 2). Mientras, en estado activado, un único receptor puede activar una cantidad de moléculas de pro- 5 teína G, proveyendo un medio de amplificación de señal (discuti- do más adelante en la p. 600). α β Proteínas G γ GDP + Pi Las proteínas G heterotriméricas fueron descubiertas, purifica- das y caracterizadas por Martin Rodbell y sus colegas en los Institutos Nacionales de Salud, y Alfredo Gilman con sus colegas en la Universidad de Virginia. Sus estudios se discuten en la “Vía 6 experimental”. Estas proteínas se conocen como proteínas G por- α β γ GDP 7 FIGURA 15-6 El mecanismo de activación mediada por receptor (o in- GRK P hibición) de efectores por medio de proteínas G heterotriméricas. En P α β el paso 1, el ligando se une al receptor, alterando su conformación e in- γ crementando su afinidad por la proteína G a la que se une. En el paso 2, ATP ADP la subunidad Gα libera su GDP, el cual se reemplaza por GTP. En el paso 3, la subunidad Gα se disocia del complejo Gβ! y se une a un efector (en GDP este caso adenilil ciclasa), activando el efector. El dímero Gβ! también puede unirse a un efector (no se muestra), como un canal iónico o una enzima. En el paso 4, la adenilil ciclasa activada produce cAMP. En el paso 5, la actividad GTPasa de Gα hidroliza GTP unido, desactivando Gα. 8 En el paso 6, Gα se reasocia con Gβ!, reformando la proteína G trimérica, y el efector cesa su actividad. En el paso 7, el receptor ha sido fosforila- P do por un GRK, y en el paso 8 el receptor fosforilado se ha unido por P α β una molécula de arrestina, que inhibe que el receptor unido a ligando γ active proteínas G adicionales. El receptor unido a arrestina es probable que sea absorbido por endocitosis. Arrestina GDP que unen nucleótidos de guanina, ya sea GDP o GTP. Se descri- de cinasa, llamada cinasa de receptor acoplado a proteína G 589 ben como heterotriméricas porque todas ellas consisten de tres (GRK, G protein-coupled receptor kinase) (figura 15-6, paso 7). La subunidades de polipéptidos diferentes, llamadas α, β, y γ. Esta GRK forma una pequeña familia de cinasas proteínicas de seri- propiedad las distingue de pequeñas proteínas G monoméricas, na-treonina que reconoce específicamente al GPCR activado. 15.3 Transducción de señal por receptores acoplados a proteína G como Ras, que se analizan más adelante en este capítulo. Las La fosforilación del GPCR prepara el escenario para el segun- proteínas G heterotriméricas se mantienen en la membrana plas- do paso, que es la unión de proteínas, llamadas arrestinas (figura mática por cadenas de lípidos que se unen covalentemente a las 15-6, paso 8). Estas forman una pequeña familia de proteínas que subunidades α y γ (figura 15-5a). se unen al GPCR y compiten por la unión con proteínas G hete- El sitio de unión al nucleótido de guanina está presente en la rotriméricas. Como consecuencia, la unión a arrestinas previene subunidad Gα. La sustitución del GDP por GTP, después de la activación posterior de proteínas G adicionales. Esta acción se la interacción con un GPCR activado, resulta en un cambio con- denomina desensibilización porque la célula cesa de responder a formacional en la subunidad Gα. En su conformación unida a estímulos a pesar de la presencia continuada del estímulo en la GTP, la subunidad Gα tiene una baja afinidad por Gβ!, condu- superficie exterior de la célula. La desensibilización es uno de los ciendo a la disociación del complejo trimérico. Cada subunidad mecanismos que permite a una célula responder a un cambio en Gα disociada (con GTP unido) es libre para activar una proteína su entorno, más que continuar su “disparo” de modo indefinido efectora, como la adenilil ciclasa (figura 15-6, paso 3). En este en la presencia de un entorno inmutable. La importancia de la caso, la activación del efector conduce a la producción del segun- desensibilización se ilustra por la observación de que las mutacio- do mensajero monofosfato de adenosina cíclico (cAMP) (paso 4). nes que interfieren con la fosforilación de la rodopsina por una Otros efectores incluyen fosfolipasa C-β y fosfodiesterasa de GMP GRK conducen a la muerte de las células fotorreceptoras en la cíclico (véase más adelante). Los segundos mensajeros, en cam- retina. Este tipo de muerte celular retinal se cree que es una de bio, activan una o más proteínas de señalización celular. las causas de ceguera resultante de la enfermedad retinitis pig- Se dice que una proteína G está “encendida” cuando su sub- mentosa. unidad α está unida a GTP. Las subunidades Gα pueden apagarse La arrestina se puede describir como centros proteínicos en el por hidrólisis de GTP a GDP y fosfato inorgánico (Pi, inorganic sentido de que son capaces de unir a una variedad de proteínas phosphate) (figura 15-6, paso 5). Esto resulta en un cambio confor- diferentes involucradas en los distintos procesos intracelulares. macional que causa una disminución en la afinidad por el efector Mientras ellas están ligadas a los GPCR fosforilados (paso 1, y un aumento en la afinidad por la subunidad βγ. Así, después de FIGURA 15-7), las moléculas de arrestina también son capaces de la hidrólisis de GTP, la subunidad Gα se disociará del efector y se unirse a moléculas adaptadoras AP2 que están situadas en fosas reasociará con la subunidad βγ para reformar a la proteína G he- recubiertas de clatrina (sección 8.17). La interacción entre arres- terotrimérica inactiva (paso 6). En un sentido, las proteínas G tinas unidas y fosas recubiertas de clatrina (paso 2) promueve la heterotriméricas funcionan como temporizadores moleculares. captación de GPCR fosforilado en la célula por endocitosis. Ellas se encienden por la interacción con un receptor activado y Dependiendo de las circunstancias, los receptores que han sido se apagan a sí mismas por hidrólisis de unión a GTP después que eliminados de la superficie por endocitosis pueden participar en haya pasado una cierta cantidad de horas. Mientras ellas perma- varios resultados alternativos. En algunos casos, los receptores necen activas, las subunidades Gα pueden encender los efectores viajan a lo largo de la vía endocítica dentro de los endosomas corriente abajo. (sección 8.17), donde las moléculas de arrestina asociadas sirven Las proteínas heterotriméricas G poseen cuatro formas, Gs, como un andamio para el ensamblaje de varios complejos de se- Gq, Gi y G12/13. Esta clasificación se basa en subunidades Gα y los ñalizaciones citoplásmicas. Las vías MAPK que se discuten a ple- efectores a los cuales se acoplan. La respuesta particular provoca- nitud luego en el capítulo, se considera que están activadas por da por un GPCR activado depende del tipo de proteína G con la GPCR unidos a arrestinas localizadas dentro del endosoma (paso cual interactúa, aunque algunos GPCR pueden interactuar con 3). El descubrimiento de “los endosomas de señalización” llegó diferentes proteínas G y desencadenar más de una respuesta fi- en el campo de la señalización celular como una sorpresa para los siológica. Los miembros de la familia Gs acoplan los receptores a investigadores, quienes habían estado trabajando bajo la suposi- la adenilil ciclasa. La adenilil ciclasa se activa por subunidades ción de que el GPCR (y también las RTK) eran los únicos capaces unidas a GTP. Los miembros de la familia Gq contienen subuni- de la transducción de señal cuando residían en la superficie celu- dades Gα que activan PLCβ. El PLCβ hidroliza fosfatidilinositol lar. Ahora aparece que las señales transmitidas por los endoso- bisfosfato, produciendo inositol trifosfato y diacilglicerol (p. 598). mas tienen diferentes propiedades y funciones fisiológicas de Las subunidades Gi activadas funcionan inhibiendo la adenilil aquellas que surgen de la membrana plasmática. En un segundo ciclasa. Los miembros G12/13 están menos bien caracterizados que resultado, los receptores internalizados pudieran traficar desde otras familias de proteínas G, aunque su activación inapropiada los endosomas a los lisosomas donde ellos se degradan (paso 4). se ha asociado con la proliferación celular excesiva y la transfor- Si los receptores se degradan, las células pierden, al menos de mación maligna. Después de su disociación de la subunidad Gα, modo temporal, sensibilidad por el ligando en cuestión. Final- el complejo βγ también tiene una función de señalización y se mente, de acuerdo con un tercer esquema, GPCR unidos a arres- puede unir a varios tipos diferentes de efectores, incluyendo tina pudieran desfosforilarse y retornar a la membrana plasmáti- + + PLCβ, canales de iones K y Ca y adenilil ciclasa. ca (paso 5). Si los receptores retornan a la superficie celular, las células permanecen sensibles al ligando (se dice que son resensi- Terminación de la respuesta bilizados). La señalización por la subunidad Gα activada se termina por Se ha visto que la unión del ligando da como resultado la activa- un mecanismo menos complejo: la molécula de GTP unida sim- ción del receptor. Los receptores activados encienden las proteí- plemente se hidroliza a GDP (paso 5, figura 15-6) Así, la fuerza y nas G y estas encienden a los efectores. Para evitar la sobreesti- duración de la señal se determinan en parte por la tasa de hidró- mulación, los receptores tienen que ser bloqueados de continuar lisis de GTP por la subunidad Gα. Las subunidades Gα poseen una activando las proteínas G. Para recuperar la sensibilidad a estímu- débil actividad de la GTPasa, lo cual les permite hidrolizar lenta- los futuros, el receptor, la proteína G, y el efector deben ser de- mente la unión GTP e inactivarla. La terminación de la respuesta vueltos a su estado inactivo. La desensibilización, el proceso que se acelera por reguladores de señalización de la proteína G (RGS, bloquea los receptores activos de encender las proteínas G adicio- regulators of G protein signaling). La interacción con una proteína nales, tiene lugar en dos pasos. En el primer paso, el dominio RGS aumenta la tasa de hidrólisis de GTP por la subunidad Gα. citoplásmico del GPCR activado se fosforila por un tipo específico Una vez que el GTP está hidrolizado, el Gα-GDP se reasocia con  590 FIGURA 15-7 Internalización de los GPCR mediada por arrestina. Los GPCR unidos a arrestina (paso 1) se internalizan cuando quedan atrapados AP2 P en fosas recubiertas de clatrina que brotan en el citoplasma (paso 2). 6 Arrestina P Como se discutió en la sección 8.8, los brotes recubiertos de clatrina se 1 transforman en vesículas recubiertas de clatrina que entregan sus conte- CAPÍTULO 15 Señalización celular y transducción de señal: comunicación entre células nidos, incluido el GPCR, a los endosomas. Cuando están presentes en los Endosoma Clatrina endosomas, las arrestinas pueden servir como andamios para el ensam- reciclador P 2 blaje de complejos de señalización, incluyendo los que activan la cascada P de MAPK y el factor de transcripción ERK (paso 3). Alternativamente, los GPCR se pueden entregar a los lisosomas, donde se degradan (paso 4), o 5 pueden ser devueltos a la membrana plasmática en un endosoma recicla- dor (paso 5), donde pueden luego interactuar con nuevos ligandos extra- Endosoma celulares (paso 6). 4 FUENTE: Tomado de SL Ritter y RA Hall. Nature Reviews MCB 3 2009;10:820, Box 1b. Nature Reviews Molecular Cell Biology de Nature P Publishing Group. Reproducido con permiso de Nature Publishing Group Lisosoma P en el formato de reutilización en un libro/libro de texto mediante Copyright Clearance Center. ERK Otras vías las subunidades Gβγ para reformar el complejo trimérico inactivo moléculas de adenilil ciclasa permanecen en un modo activado, (paso 6) como se discutió anteriormente. Esto devuelve al sistema produciendo cAMP, que causa que las células epiteliales secreten al estado de reposo. grandes volúmenes de líquido en la luz intestinal. La pérdida de El mecanismo para transmitir señales a través de la membrana agua asociada con esta respuesta inapropiada a menudo conduce plasmática por las proteínas G es de origen evolutivo antiguo y a la muerte debido a la deshidratación. está muy conservado. Esto se ilustra mediante un experimento en La toxina pertussis es uno de los varios factores de virulencia el que las células de levadura fueron genéticamente modificadas producidos por Bordetella pertussis, un microorganismo que causa para expresar un receptor para la hormona de mamífero somatos- tos ferina. Esta es una infección del tracto respiratorio debilitante tatina. Cuando estas células de levadura fueron tratadas con so- que se observa en 50 millones de personas en todo el mundo cada matostatina, los receptores de mamífero en la superficie celular año, y causa la muerte en aproximadamente 350 000 de estos interactuaron con las proteínas G heterotriméricas en el interior casos anualmente. La toxina pertussis también inactiva las sub- de la superficie de la membrana y desencadenaron una respuesta unidades Gα, lo que interfiere con la vía de señalización que con- que condujo a la proliferación de las células de levadura. duce al huésped a organizar una respuesta defensiva contra la Los efectos de ciertas mutaciones en la función de los recep- infección bacteriana. tores acoplados a la proteína G se discuten en la “Perspectiva humana” (sección 15.5). REPASO Toxinas bacterianas 1. ¿Cuál es la función de las proteínas G en una vía de señaliza- ción? Debido a que las proteínas G son tan importantes para la fisiolo- 2. Describa los pasos entre la unión de un ligando como el glu- gía normal de organismos multicelulares, proporcionan excelen- cagón a un receptor de siete transmembranas y la activación tes blancos para los patógenos bacterianos. Por ejemplo, la toxina de un efector, como la adenilil ciclasa. ¿Cómo se suele atenuar del cólera (producida por la bacteria Vibrio cholerae) ejerce su efec- la respuesta? to modificando a las subunidades Gα e inhibiendo su actividad GTPasa en las células del epitelio intestinal. Como resultado, las 15.4 VÍAS EXPERIMENTALES El descubrimiento y la caracterización de las proteínas de unión a GTP Durante las décadas de 1950 y 1960, Earl Sutherland y sus co- la actividad de la adenilil ciclasa. Se consideró una posibilidad legas en la Universidad Case Western Reserve descubrieron muy probable de que el sitio activo de la adenilil ciclasa fuera ciertas hormonas, como la epinefrina, que actúan uniéndose a parte del mismo receptor de hormonas. un receptor específico en la superficie celular, lo que activa la Para conocer más sobre la relación entre los receptores de enzima adenilil ciclasa en el interior de la membrana. Esta activa- hormonas y la adenilil ciclasa, Martin Rodbell y Lutz Birnbaumer, ción conduce a la producción de un segundo mensajero, el AMP de los Institutos Nacionales de Salud, comenzaron una serie de cíclico, el cual se difunde en el citoplasma para iniciar la respues- experimentos sobre las membranas plasmáticas aisladas de cé- ta celular.revisado en 1 A finales de 1960, el concepto del segundo lulas de grasa y células hepáticas.2 Una de las primeras pregun- mensajero estaba bien establecido, pero se sabía poco sobre el tas que intentaron responder era si estas células, que responden mecanismo molecular preciso que permitía que una hormona (u a varias hormonas diferentes al producir cAMP, poseen una sola otro ligando) se uniera en el exterior de la membrana para activar adenilil ciclasa que se activa por todas las diversas hormonas o tienen adenilil ciclasas separadas para cada una de las hormo- 591 nas a las que responden. Las células grasas se eligieron para 4.0 estos estudios iniciales debido a que son fácilmente aisladas libres de otros tipos de células, responden a varias hormonas que causan un aumento rápido en los niveles intracelulares de 15.4 Vías experimentales Epinefrina cAMP (enzimas estimulantes implicadas en la degradación de los lípidos) y sus membranas plasmáticas pueden aislarse co- 3.0 ACTIVIDAD ADENIL CICLASA mo “fantasmas” por lisis osmótica. Se descubrió que seis hormo- nas diferentes (ACTH, epinefrina, glucagón, TSH, LH y prolactina) ACTH estimulan la actividad de la adenilil ciclasa en células grasas fan- tasmas aisladas. Las curvas de respuesta a la dosis de las tres Glucagón primeras hormonas que actúan por separado se muestran en la 2.0 FIGURA 1. Como se muestra en la tabla 1, cuando estas hormo- nas se combinaron en series de dos o tres, sus efectos sobre la actividad de la adenilil ciclasa no fueron aditivos, lo que sugiere que cada una de estas hormonas estimula la misma población de moléculas de adenilil ciclasa. Sin embargo, se demostró que las 1.0 diferentes hormonas interactúan con receptores espacialmen- Dentrol te diferenciados. En conjunto, estos hallazgos le permitieron a Rodbell y Birnbaume proponer que, aunque los diversos recep- tores hormonales estimulan una población común de moléculas de adenilil ciclasa, los receptores y los efectores adenilil ciclasa 0 existen separados unos de otros en las membranas plasmáticas 10–8 10–7 10–6 10–5 10–4 de las células grasas. CONCENTRACIÓN DE HORMONA (M) En 1971 Rodbell y sus colegas publicaron una serie de artícu- los sobre la estimulación de la adenilil ciclasa en las membranas FIGURA 1 Efectos de las concentraciones variables de ACTH, epinefri- plasmáticas aisladas de células hepáticas en respuesta al gluca- na y glucagón en la actividad adenilil ciclasa de la célula grasa fantas- gón y la epinefrina. Primero, midieron la unión de moléculas de ma. La línea punteada representa la actividad en ausencia de hormonas glucagón marcadas radiactivamente al receptor en membranas añadidas. (La adenilil ciclasa se llamó inicialmente adenil ciclasa y más plasmáticas aisladas. Debido a que el ATP es un sustrato de la tarde se nombró adenilato ciclasa). reacción de la adenilil ciclasa, los efectos del ATP en la unión FUENTE: De L Birnbaumer y M Rodbell. J Biol Chem 1969;244:3478. del glucagón marcado se controlaron, como lo fueron los efec- tos de los otros tres nucleósidos trifosfatos comunes, UTP, CTP y GTP. Fue durante estas investigaciones que se señalaron las En el último artículo de la serie, Rodbell y sus colegas abor- propiedades especiales del GTP.3 Uno de los efectos observa- daron la cuestión de si los efectos de los nucleótidos de guanilo dos de los nucleósidos trifosfatos fue que causan la disociación en la unión del glucagón guardan alguna relación con las accio- del glucagón marcado que estaba unido a las membranas plas- nes del glucagón en el sistema adenilil ciclasa de las membranas máticas aisladas. Mientras que ATP, UTP y CTP no afectaron la hepáticas.4 Como se muest