Bioquímica Básica
19.5 Transdução de sinais sensoriais
músculos lisos (Seção 22.6).
Figura 19.8 A calmodulina liga-se a íons Ca2+ (esferas vermelhas) e sofre uma modificação estrutural, que a torna apta a interagir com sua proteína-alvo, a enzima E. No exemplo, a enzima é autoinibida por um segmento de sua cadeia polipeptídica, o peptídio helicoidal assinalado em verde, que bloqueia seu centro ativo (o restante da molécula da enzima foi omitido). O complexo Ca2+ · calmodulina dobra-se sobre o peptídio inibidor, removendo-o da enzima inativa (EI), que é convertida na forma ativa (EA).
19.5 Transdução de sinais sensoriais
Nos seres humanos e em outros vertebrados, os mecanismos de percepção de estímulos gerados no próprio organismo ou de estímulos oriundos do meio ambiente são semelhantes. Todavia, nas vias de transdução de sinal dos exemplos relatados de hormônios, o resultado é a modificação da fisiologia celular. No caso da transdução de sinais externos (fótons, odorantes etc.), o resultado do estímulo inicial é a geração de um impulso nervoso, que conecta a célula sensorial ao cérebro. Esta é a situação dos processos da visão e do olfato, resumidos a seguir.
Visão
As células fotossensíveis da retina dos animais, os cones e bastonetes, são neurônios sensoriais que formam sinapses com neurônios intermediários, que se comunicam com o nervo óptico e, finalmente, com o cérebro.
Na membrana celular dos cones e bastonetes está presente a rodopsina,
um receptor hepta-helicoidal (7TM) (Figura 2.12), composto por uma porção proteica, a opsina, e um grupo prostético, 11-cis-retinal, derivado da
vitamina A (Seção 18.4). Esta molécula fotossensível é o pigmento visual, assim chamado por sua propriedade de absorver luz, e que inicia a transdução do sinal visual. A absorção de um fóton pelo 11-cis-retinal provoca sua isomerização para uma forma toda trans, provocando uma alteração na estrutura da rodopsina. Esta nova forma da proteína ativa uma proteína G, previamente ligada a GDP. Pela ativação, há uma troca de GDP por GTP. A subunidade α da proteína G desliga-se das demais (β e γ) e associa-se a uma cGMP fosfodiesterase, que é estimulada. Esta ativação provoca a redução do nível celular de cGMP, o que, por sua vez, acarreta o fechamento de canais iônicos dependentes de cGMP. A consequência deste fechamento é a hiperpolarização da membrana, resultando em um potencial de ação e o início do impulso nervoso que, processado pelo sistema nervoso central, constitui a visão. Neste caso, verificam-se duas transduções de sinal: a transformação de um estímulo físico (o fóton) em diminuição da concentração de um composto químico (cGMP) e a conversão desta diminuição de concentração em um estímulo elétrico.
Olfato
A transdução de estímulos olfativos é análoga à transdução de sinal dos
hormônios que utilizam cAMP como segundo mensageiro (Seção 19.4.1).
Os neurônios olfativos, situados no epitélio nasal, têm numerosos cílios em uma de suas extremidades. Na membrana desses cílios estão presentes centenas de receptores específicos para diferentes compostos voláteis: são os receptores olfativos, da família dos receptores 7TM, associados à proteína Golf. A ligação de um odorante ao receptor olfativo desencadeia a mesma sequência de eventos da via de transdução de sinal de hormônios