Receptores metabotrópicos

Estrutura e ciclo de funcionamento do receptor

A cadeia proteica dos receptores metabotrópicos atravessa a membrana celular sete vezes. Na face interna da célula, o receptor entra em contato com a proteína G, um complexo composto por três subunidades (α, β e γ). Essas proteínas receberam esse nome devido à sua capacidade de se ligar a nucleotídeos de guanina.

O ciclo de transdução de sinal consiste em várias etapas:

1. Estado de repouso: o receptor está livre, sem ligante. O marcador chave do estado inativo é a subunidade α da proteína G ligada de forma não covalente a uma molécula de GDP (guanosina difosfato).
2. Ativação: o agonista se liga ao receptor, alterando sua conformação. Na subunidade α, o GDP é substituído por GTP (guanosina trifosfato).
3. Transmissão do sinal: o complexo ativo "subunidade α + GTP" se desprende do receptor e das subunidades βγ, após o qual se direciona para as proteínas efetoras (enzimas ou canais iônicos).
4. Término: graças à sua própria atividade GTPásica, a subunidade α hidrolisa o GTP de volta a GDP. O sistema retorna ao seu estado de repouso inicial.

Sistema da adenilato ciclase (proteínas Gs e Gi)

O mecanismo de transdução de sinal mais estudado está associado à enzima ligada à membrana adenilato ciclase. A proteína G ativa faz com que essa enzima hidrolise o ATP com a formação de um segundo mensageiro — o AMPc (adenosina monofosfato cíclico). Esse mensageiro ativa proteína quinases específicas dependentes de AMPc, que fosforilam proteínas celulares, alterando suas funções.

O efeito final depende do tipo de proteína G:

• As proteínas Gs estimulam a atividade da adenilato ciclase. Um exemplo é a ativação dos receptores β1-adrenérgicos do miocárdio pelo sistema nervoso simpático. Os níveis de AMPc aumentam, as proteína quinases fosforilam os canais de cálcio, e o cálcio entra na célula mais ativamente. Resultado: aumento do automatismo do nó sinusal e aceleração da FC.
• As proteínas Gi inibem a adenilato ciclase. Os receptores M2-colinérgicos atuam através delas (influência do sistema parassimpático). Os níveis de AMPc caem, o que leva à redução da frequência cardíaca.

Via do inositol trifosfato (proteínas Gq)

Outro cenário é realizado através das proteínas Gq, que ativam a enzima fosfolipase C. Esta via funciona, por exemplo, durante a estimulação dos receptores α1-adrenérgicos no músculo liso vascular.

Cascata bioquímica:

1. A fosfolipase C hidrolisa o fosfatidilinositol-4,5-bifosfato da membrana.
2. O segundo mensageiro hidrofílico é sintetizado — inositol-1,4,5-trifosfato (IP3).
3. O IP3 abre os canais de cálcio do retículo sarcoplasmático.
4. Os íons Ca²⁺ saem massivamente para o citoplasma e formam um complexo com a proteína calmodulina.
5. O complexo "Ca²⁺-calmodulina" ativa a cinase da cadeia leve da miosina.
6. A miosina é fosforilada, facilitando seu contato com a actina — ocorrendo a contração do vaso.

Fenômeno de amplificação

A principal propriedade dos receptores acoplados à proteína G é a amplificação múltipla, ou amplificação, do sinal primário. Um receptor ativado pode acionar várias proteínas G, e cada uma delas força as enzimas a sintetizarem centenas de moléculas de segundos mensageiros.

Esta é a classe de receptores mais comum no organismo. Inclui os receptores de dopamina, histamina, opioides, alguns receptores de serotonina, bem como os sensores da maioria dos hormônios peptídicos.

Questões de aulas e exames

O que mais estudar sobre o tema

• O mecanismo de fosforilação de proteínas celulares por proteína quinases dependentes de AMPc.
• O papel do complexo "Ca²⁺-calmodulina" na fisiologia do músculo liso.
• Os efeitos farmacológicos dos bloqueadores dos receptores α1- e β1-adrenérgicos.
• A diversidade e as funções dos receptores opioides.

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