Balsas De Lipidos Cami

Microdominios de Balsa Microdominios de Balsa de Lípido y señalización de Lípido y señalización en la Neurotransmisión en la Neurotransmisión

John A. AllenJohn A. Allen

Robyn A. Halverson-TamboliRobyn A. Halverson-Tamboli

Mark M. RasenickMark M. Rasenick

María Jesús Molina

Camila Peña y Lillo

Membrana plasmáticaMembrana plasmática

Bicapa LipídicaBicapa Lipídica CompartimentalizaCompartimentaliza Interacciones : Lípido-LípidoInteracciones : Lípido-Lípido

Proteína-LípidoProteína-Lípido

Membrana- CitoesqueletoMembrana- Citoesqueleto

Complejos de membranaComplejos de membrana EstablesEstables Posiblemente preformadosPosiblemente preformados

Mecanismo de señalizaciónMecanismo de señalización

Balsas de LípidoBalsas de Lípido

Estructuras especializadasEstructuras especializadas Se ubican en la membrana plasmáticaSe ubican en la membrana plasmática Poseen una composición lipídica alteradaPoseen una composición lipídica alterada Están vinculadas al citoesqueletoEstán vinculadas al citoesqueleto Intervienen en la recepción de señales de Intervienen en la recepción de señales de

NeurotransmisoresNeurotransmisores Reúnen Receptores y componentes de receptores Reúnen Receptores y componentes de receptores

activadosactivados Participan en la endocitosis y tráfico durante la Participan en la endocitosis y tráfico durante la

señalseñal

Balsas de LípidoBalsas de Lípido Ricas en colesterol, Esfingolípidos y Ricas en colesterol, Esfingolípidos y

glicosilfosfatidilinositol (GPI) anclado a proteínasglicosilfosfatidilinositol (GPI) anclado a proteínas Asociadas al citoesqueleto Asociadas al citoesqueleto Resistentes a la extracción por detergente Resistentes a la extracción por detergente Diámetro aproximado: 20-10nmDiámetro aproximado: 20-10nm

ClasificaciónClasificación

Balsas de lípido planas, no caveolares o Balsas de lípido planas, no caveolares o glicolipídicasglicolipídicas

Poseen flotillinPoseen flotillin

CaveolaresCaveolares Pequeñas invaginaciones Pequeñas invaginaciones Poseen CaveolinasPoseen Caveolinas

Balsas de LípidoBalsas de Lípido

Plataformas de señalesPlataformas de señales Proporcionan un punto tanto espacial como temporal Proporcionan un punto tanto espacial como temporal

para la reunión de las moléculas de señales para la reunión de las moléculas de señales Influyen en diferentes cascadas de señalización de Influyen en diferentes cascadas de señalización de

neurotransmisores interviniendo en : neurotransmisores interviniendo en : - Receptores de neurotransmisoresReceptores de neurotransmisores- Efectores Efectores - Transportadores. Transportadores.

Métodos para estudiar Balsas de Métodos para estudiar Balsas de lípidoslípidos

Interrupción de balsas de lípidosInterrupción de balsas de lípidos- Agentes que afectan la síntesis de colesterolAgentes que afectan la síntesis de colesterol- Manipulación de otros componentes lipídicos (Unión Manipulación de otros componentes lipídicos (Unión

de ácidos grasos y gangliósidos)de ácidos grasos y gangliósidos)- Precipitación de caveolinas por ARN de interferencia Precipitación de caveolinas por ARN de interferencia

(siRNA)(siRNA) Metodologías biofísicas y de imagenMetodologías biofísicas y de imagen- Correlación de fluorescencia por espectroscopíaCorrelación de fluorescencia por espectroscopía- Laurdan partitioningLaurdan partitioning- Resonancia de fluorescencia de transferencia Resonancia de fluorescencia de transferencia

energética energética

• Preparación de membranas que son resistentes al Tritón X-100 por centrifugación de gradiente de densidad de sacarosa

- Proteína balsa-asociadas no pueden ser extraídas por detergentes no iónicos (Tritón X-100)

- Calcula la asociación potencial de la balsa a un proteína

Métodos para estudiar Balsas de lípidos

Receptores de Neurotransmisores Receptores de Neurotransmisores ionotrópicosionotrópicos

Canales iónicos unidos a Canales iónicos unidos a ligandoligando

Facilitan la conductancia Facilitan la conductancia iónica y la subsecuente iónica y la subsecuente generación o inhibición de generación o inhibición de potenciales eléctricos de potenciales eléctricos de membranamembrana

Los microdominios de balsa Los microdominios de balsa de lípido podrían modular la de lípido podrían modular la excitabilidad neuronal excitabilidad neuronal contribuyendo la sensibilidad contribuyendo la sensibilidad y función de los receptores y función de los receptores ionotrópicos.ionotrópicos.

Localización reportada en Balsas Localización reportada en Balsas de lípidode lípido

Receptores ionotrópicos Receptores ionotrópicos pueden localizarse en los pueden localizarse en los microdominios de balsa o microdominios de balsa o fuera de ellos en otras partes fuera de ellos en otras partes de la membranade la membrana

Esta dualidad podría Esta dualidad podría proporcionar diferentes vías proporcionar diferentes vías de transducción de señales de transducción de señales para un mismo receptor.para un mismo receptor.

Unión del Neurotransmisor y Unión del Neurotransmisor y localización del receptor en balsaslocalización del receptor en balsas

Varias proteínas que se asocian a receptores, Varias proteínas que se asocian a receptores, modifican su afinidad y capacidad para unirse a modifican su afinidad y capacidad para unirse a ligandos, así como las propiedades de los mismos ligandos, así como las propiedades de los mismos canalescanales

La localización coincidente de estas proteínas con La localización coincidente de estas proteínas con receptores en balsas de lípido es transitoriareceptores en balsas de lípido es transitoria

Interacciones proteína-lípido específicas podrían Interacciones proteína-lípido específicas podrían influir en la conformación del receptor ionotrópico ,y influir en la conformación del receptor ionotrópico ,y por lo tanto, en la potencia o eficacia del agonista.por lo tanto, en la potencia o eficacia del agonista.

Balsas de lípido y el tráficoBalsas de lípido y el tráfico Las balsas de lípido también pueden contribuir Las balsas de lípido también pueden contribuir

al tráfico de receptores ionotrópicos hacia y al tráfico de receptores ionotrópicos hacia y desde la membrana celulardesde la membrana celular

Se sugiere que la internación de receptores no Se sugiere que la internación de receptores no activados sería mediada por las balsas activados sería mediada por las balsas caveolarescaveolares

Balsas de lípido y el arracimaje Balsas de lípido y el arracimaje

Varios receptores ionotrópicos demuestran una Varios receptores ionotrópicos demuestran una distribución arracimada en la membranadistribución arracimada en la membrana

La reunión de receptores en las balsas se considera La reunión de receptores en las balsas se considera integral para la formación y el mantenimiento de integral para la formación y el mantenimiento de sinapsissinapsis

Señalización Balsa-regulado Señalización Balsa-regulado

Las balsas de lípido pueden orquestrar el Las balsas de lípido pueden orquestrar el señalamiento específico de acontecimientos río abajo señalamiento específico de acontecimientos río abajo de receptores ionotrópicos influenciando la inclusión de receptores ionotrópicos influenciando la inclusión o exclusión de receptores y sus moléculas efectoras o exclusión de receptores y sus moléculas efectoras asociadasasociadas

La segregación del receptor ionotrópico en fracciones La segregación del receptor ionotrópico en fracciones balsa y no-balsa se puede asociar a cascadas balsa y no-balsa se puede asociar a cascadas específicas de transducción de señal y a las específicas de transducción de señal y a las respuestas celulares subsecuentes a la activación respuestas celulares subsecuentes a la activación del receptor. del receptor.

Receptores de Receptores de Neurotransmisores acoplados a Neurotransmisores acoplados a

Proteína-GProteína-G

Activan proteínas heterotrimétricas acopladas a Activan proteínas heterotrimétricas acopladas a nucleótidos de guanina (proteínas-G), que actúan nucleótidos de guanina (proteínas-G), que actúan como intermediarios de señales entre los receptores como intermediarios de señales entre los receptores activados y sus efectores intracelularesactivados y sus efectores intracelulares

Se requiere un mínimo de tres componentes Se requiere un mínimo de tres componentes proteicos:proteicos:- ReceptorReceptor- Proteína de GProteína de G- Señalizador efectorSeñalizador efector

•Interactúan físicamente para transmitir la información• Las balsas de lípido pueden influenciar a cualquiera de estos componentes

Señalización en complejos estables Señalización en complejos estables en microdominios en microdominios

La señalización GPCR ocurren en complejos La señalización GPCR ocurren en complejos estables formados entre muchos:estables formados entre muchos:- GPCRs y proteínas-GGPCRs y proteínas-G- Proteínas-G y efectores. Proteínas-G y efectores.

La existencia de complejos de señalización La existencia de complejos de señalización GPCR que obliga al movimiento lateral en la GPCR que obliga al movimiento lateral en la membrana plasmática, confinados dentro de la membrana plasmática, confinados dentro de la microdominios de la membrana. microdominios de la membrana.

Acoplado de ligandos y localización Acoplado de ligandos y localización en balsas en balsas

La asociación física entre el La asociación física entre el receptor y la proteína-G receptor y la proteína-G representa la alta-afinidad del representa la alta-afinidad del estado de acoplamiento del estado de acoplamiento del agonista.agonista.

Para algunos pares de proteína Para algunos pares de proteína G-receptor, la localización del G-receptor, la localización del receptor y de la proteína-G en receptor y de la proteína-G en balsas de lípido pudo facilitar su balsas de lípido pudo facilitar su acoplamiento, que influye acoplamiento, que influye posteriormente en la unión de posteriormente en la unión de agonista a los receptores agonista a los receptores

Interacciones Caveolina-GPCR Interacciones Caveolina-GPCR

Las interacciones caveolina-receptor podrían Las interacciones caveolina-receptor podrían funcionar para localizar los receptores en las funcionar para localizar los receptores en las balsas de lípidobalsas de lípido

Las caveolinas son conocidas por la influencia Las caveolinas son conocidas por la influencia en señales de ciertos receptores de en señales de ciertos receptores de neurotransmisor, ya que pueden interactuar con: neurotransmisor, ya que pueden interactuar con: - Proteínas-G Proteínas-G - EfectoresEfectores

Balsas y el trafico de GPCRBalsas y el trafico de GPCR Durante el señalamiento de neurotransmisores, Durante el señalamiento de neurotransmisores,

muchos GPCRs experimentan endocitosis muchos GPCRs experimentan endocitosis agonista-inducido, que puede conducir:agonista-inducido, que puede conducir:

- Reciclaje del receptorReciclaje del receptor- Secuestro del receptorSecuestro del receptor- Disminución de receptoresDisminución de receptores

Balsas y el trafico de GPCRBalsas y el trafico de GPCR El trafico de balsas El trafico de balsas

durante señalamiento durante señalamiento podría implicar tres podría implicar tres mecanismos distintos: mecanismos distintos:

- Endocitosis mediada Endocitosis mediada por caveolarespor caveolares

- Endocitosis mediada Endocitosis mediada por las balsas de lípido por las balsas de lípido planasplanas

- Tráfico lateral en o Tráfico lateral en o fuera de estos fuera de estos microdominiosmicrodominios