Bioquímica Básica
19.4.2 Íons Ca2+ e via da fosfolipase C
A regulação do metabolismo do glicogênio continua a ser analisada na
Seção 20.1.2.
19.4.2 Íons Ca2+ e via da fosfolipase C
Derivados de fosfolipídios de membrana e íons Ca 2+ também atuam como
segundos mensageiros
Vários hormônios que se ligam a receptores da membrana plasmática utilizam vias de transdução de sinal diferentes da via de ativação da PKA. Um exemplo é a via do fosfatidilinositol bisfosfato, também chamada via da fosfolipase C.
A formação do complexo hormônio-receptor ativa uma proteína Gq, que estimula uma fosfolipase de membrana, a fosfolipase C (PC). Esta enzima catalisa a hidrólise de fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP2), um fosfolipídio minoritário da membrana plasmática, produzindo dois segundos mensageiros, o inositol 1,4,5-trisfosfato (IP ) e o 1,2-3
diacilglicerol (DAG) (Figura 19.7 a), que têm atuações diferentes.
O papel de IP 2+ 3 é aumentar a concentração citosólica de íons Ca,
promovendo sua liberação do depósito intracelular deste íon, as vesículas do retículo endoplasmático ou do retículo sarcoplasmático em células musculares. Sendo hidrossolúvel, IP difunde-se pelo citosol, e liga-se a 3 canais de Ca2+ da membrana dos reservatórios celulares, determinando a
abertura dos canais e a liberação de Ca2+ (Figura 19.7 b). Os íons Ca2+ exercem diversos efeitos por si sós ou quando ligados à proteína calmodulina (ver a seguir), formando o complexo Ca2+ · calmodulina. Nos músculos esqueléticos, os íons Ca2+ desencadeiam a contração e promovem
a degradação de glicogênio; nos músculos lisos (Seção 22.6), ligam-se à calmodulina e modificam uma série de proteínas, incluindo diversas quinases. Adicionalmente, os íons Ca2+ agem como coadjuvantes do outro segundo mensageiro, o 1,2-diacilglicerol.
Figura 19.7 a) Estruturas do fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP 2) e dos produtos de sua hidrólise. PIP2 e DAG são lipídios da membrana plasmática, o que não está mostrado na figura. b) Via de transdução de sinal do fosfatidilinositol bisfosfato (ou via da fosfolipase C). A sequência de eventos está descrita no texto. H = hormônio; R = receptor; G = proteína G; PC = fosfolipase C; RE = retículo endoplasmático; PKC = proteína quinase C. O hormônio poderia ser, por exemplo, a adrenalina ligando-se a receptores α1.
O 1,2-diacilglicerol (DAG) permanece ligado à membrana e na presença de íons Ca2+, disponíveis graças a IP , estimula uma proteína 3 quinase de membrana, a proteína quinase C, assim denominada por depender de Ca2+. Esta enzima catalisa a fosforilação de um conjunto de proteínas, diferente do conjunto modificado pelo complexo Ca2+ • calmodulina. A alteração da atividade de todas estas proteínas-alvo desencadeia a resposta celular ao hormônio.
Exemplos de hormônios que acionam a via do fosfatidilinositol
bisfosfato são a adrenalina, atuando em receptores α1 (Seção 19.6), a vasopressina (agindo em músculos lisos de vasos) e os hormônios hipotalâmicos de liberação de tirotrofina (TRH) e de gonadotrofinas (GnRH), que estimulam a liberação dos hormônios hipofisários TSH, LH e FSH.
O complexo Ca2+ · calmodulina e cAMP interagem na regulação da atividade
celular
A calmodulina (calmodulin, de calcium-modulating protein) ocorre sob forma livre ou constitui a subunidade receptora de íons Ca2+ da glicogênio
fosforilase quinase (Seção 20.1.1). Trata-se de uma proteína pequena, com
quatro sítios de ligação para Ca2+ (Figura 19.8). A ocupação destes sítios por Ca2+ determina uma mudança de conformação na calmodulina, que pode então ligar-se a proteínas-alvo, geralmente proteína quinases, alterando sua atividade. Em vários casos de regulação de enzimas pelo complexo Ca2+ · calmodulina — glicogênio fosforilase quinase, proteína quinase dependente de Ca2+ · calmodulina, miosina quinase de músculos lisos etc. —, ocorre ativação. Os processos metabólicos que utilizam Ca2+ ou cAMP como segundos mensageiros são interligados: uma mesma enzima pode ser regulada tanto por Ca2+ · calmodulina como por cAMP, como ocorre com a glicogênio fosforilase quinase e a miosina quinase de