Universidade Federal do Ceará Programa de Pós-graduação em Zootecnia Tópicos Avançados de Fisiologia da Reprodução e Lac

1. Universidade Federal do CearáPrograma de Pós-graduação em ZootecniaTópicos Avançados de Fisiologia da Reprodução e Lactação RECEPTOR DE ANDRÓGENOS Erika Bezerra de Menezes Arlindo de A. A. Moura

2. INTRODUÇÃO Testoterona (T4) Diidrotestosterona (DHT) Receptor de andrógenos (AR) Modular as funções fisiológicas Desenvolvimento dos órgãos reprodutivos Manutenção sexual do macho Espermatogênese

3. INTRODUÇÃO Receptores Andrógenos Ativação de genes responsivos Receptores nucleares Fatores de transcrição Expressão de genes Complexo Receptor-andrógeno

4. REVISÃO DE LITERATURA Estrutura do receptor de andrógenos Bases moleculares da ação dos andrógenos

5. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDRÓGENOS

6. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS Receptor de Andrógenos NR3C4 (Sub-família de receptores nuclear 3, grupo C, membro 4)

7. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS Proteína monomérica modular - Fosfoproteína 919 aminoácidos 100-110 KDa Codificado  gene de 901 kb localizado na região Xq 11-12 do cromossomo X 8 Exóns – separados por introns (0,7-26 kb) Região codificantes (cDNA)  ~ 2757 pb

8. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS 04 domínios funcionais Região N-terminal  codificada pelo exon A Ativação da regulação transcricional Mais ativo co-regulador da superfície de interação

9. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS Região N-terminal 555 aa (Prolina, Glutamina e Glicina) Corresponde a metade da proteína do AR Humanos Repetições de glutaminas (11-31 resíduos) e glicinas (16-27 resíduos) Expansão dos resíduos - 40-65 resíduos Doença de Kennedy - Atrofia muscular espinhal e bulbar

10. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS 04 domínios funcionais Ligação ao DNA - Região central Rica em cisteína

11. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS Ligação ao DNA - Região central 70 aa Seqüência de aminoácidos 56 – 79% similar entre os diferentes receptores de esteróides

12. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS 04 domínios funcionais Hinge Dobradiça

13. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS 04 domínios funcionais Hinge Contém um sinal de localização nuclear necessário para a translocação do complexo andrógeno/receptor do citoplasma para o seu sítio de ação nuclear

14. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS 04 domínios funcionais C-terminal - Ligação ao andrógeno

15. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS C-terminal Codificada pelos exons D, E, F, G, H 290 aa Representa 30% da proteína do AR Porção 5’ do exon D Responsável por codificar a região da dobradiça

16. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS C-terminal Ativação da transcrição Dimerização do receptor Interagir com proteínas inibitórias HSP

17. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS Cromossomo X 5’ 3’ Intron G H B A C D E F Exon Ligação ao DNA Ligação ao hormônio Regulação da transcrição NH2 Aa

18. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS N-terminal C-terminal

19. ESTRUTURA DO RECEPTOR DE ANDROGENOS Duas isoformas AR-A (87KDa) AR-B (110 KDa)

20. BASES MOLECULARES DA AÇÃO DO RECEPTOR DE ANDRÓGENOS

21. BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDROGENOS Efeito sobre o desenvolvimento Andrógenos Células  Difusão

22. Testosterona Ativação dos receptores nos Ductos de Wolff Características sexuais primárias Diidrotestosterona Seio urogenital Folículos capilares Características sexuais secundárias BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

23. BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS Mecanismo de Ação Gênica Não- Gênica

24. Mecanismos de ação – Gênica (Direta) Função primária - Regula a expressão de genes Fator transcriptacional de ligação ao DNA Passos Ligação Receptor  Andrógeno Mudanças conformação do receptor N-terminal BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

25. Transformação no receptor  Tamanho do receptor  Sua afinidade pelo DNA Mecanismo – não é conhecido 1ª compactação (Maior) 2ª Compactação BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

26. Dissociação de um complexo multi-protéico Proteínas “Heat-shock” Outras proteínas do citoesqueleto Transportar do citosol até o núcleo Proteínas “Heat-shock”  Hsp90 e Hsp70 Manutenção dos receptores no plasma Prevenção e estabilidade de sua forma nativa BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

27. Dois Dedos de zinco “zinc-fingers” que se ligam ao DNA, codificada pelos exons B e C 1º Dedo de zinco – media o reconhecimento do DNA entre interações, com especificas pares de base, facilitando a ligação entre receptor e o principal encaixe com o DNA 2º Dedo de zinco – Estabiliza o complexo receptor/DNA e media a dimerização no receptor de andrógenos. BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

28. Ligação ao DNA 1º Dedo de zinco Tem a informação primária para reconhecer áreas específicas – DNA (AREs) Mediar o reconhecimento do DNA entre interações, com especificas pares de base, facilitando a ligação entre receptor e o principal encaixe com o DNA BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

29. Ligação ao DNA Especificidade – Base do dedo de zinco BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS Glicina Serina Valina

30. Ligação ao DNA 2º Dedo de zinco Estabiliza a ligação do complexo receptor/DNA e media a dimerização no receptor de andrógenos. Especificidade – região terminal do dedo de zinco Aminoácidos que reconhece a região central da sequência AREs BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

31. BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS Representação de uma proteína (azul) contendo três dedos de zinco em ligação ao DNA (laranja). Os íons de zinco (verde) estão coordenados com resíduos de aminoácidos na proteína.

32. A ligação ocorre em seqüência especifica do DNA Elemento responsável pela resposta androgênica do DNA (Androgen Responsive Elements – ARE) Localizada em regiões regulatórias dos genes Recrutamento de co-fatores que regula a expressão de genes regulados por andrógenos BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

34. RA  ARE (homodímero) Cada monômero reconhece metade da região palindrômica do ARE Estrutura palindrômica 5’-AGAACA-3’ separadas por 3-bp (5’-GAACANNNTGTTCT-3’) BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

35. Núcleo – RA - H Interagir com outras proteínas no núcleo  ou  trasncriptação de genes Elevação  aumento da síntese de mRNA  Síntese de proteínas especificas BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

37. Atividade de transcrição Co-reguladores dos receptores de andrógenos Influência sobre a seletividade Capacidade do DNA em se ligar ao receptor Co-reguladores Regular diretamente a atividade transcriptacional por meio de interações físicas Fatores transcriptacionais gerais RNA polimerase II BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

38. Co-reguladores Modifica as histonas covalentemente; Remodelagem da cromatina Alto gasto de energia (ATP) BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

39. Mecanismos de ação Receptores de andrógenos - Citoplasma Interagir com andrógenos pode causar uma rápida mudança na função da célula Transporte de íons BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

40. Mecanismos de ação Facilitada pelo recrutamento de outras proteínas ligadas ao DNA Fator de resposta do soro  ativar vários genes  crescimento muscular BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

41. Não-gênica (Indireta) Características Estímulo rápido Mediada pela membrana plasmática Perda de etapas necessárias para a resposta gênica BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

42. Não-gênica (Indireta) Características Estímulo rápido Os efeitos tem ocorrer rapidamente (Segundos/minutos) Não suficiente longo para que ocorra permitir a transcrição/traduação dos genes BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

43. Não-gênica (Indireta) Características Mediada pela membrana plasmática A resposta pode envolver receptores internalizados ou associados a proteínas Induzida quando o andrógeno é conjugado a grandes moléculas T4 conjugada a albumina BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

44. Não-gênica (Indireta) Características Perda da maquinaria necessária para uma resposta gênica BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

45. Mecanismos de ação – Não-gênica (Indireta) Mecanismos regulatórios de cálcio intracelular [Ca2+]i Ocorre de segundos a minutos [Ca2+]  IP3 Via canais de cálcio Reservas intracelulares BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS Propagação

46. BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS Proteína G Fosfolipase C [Ca2+] Estimular a ativação de receptores de andrógenos desde que os níveis de cálcio estimule a ligação do andrógeno ao receptor • Atividade transcriptacional do AR ERK ou Scr Fosforilação AR

47. Mecanismos regulatórios de cálcio intracelular [Ca2+]i Expressão gênica Função na fisiologia celular BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS

48. BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS 1

49. Mudanças na fluidez da membrana plasmática Receptores Canais iônicos Reações de 2º mensageiros BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS Andrógenos Membranas Penetrar o complexo lipídico/proteíco Cargas Hidrolize de ATP ATP ATP ATP

50. BASES MOLECULARES DA AÇÃO DOS ANDRÓGENOS 2