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Neuropéptido Y

Los neuropéptidos son pequeñas proteínas producidas por neuronas que actúan sobre los receptores acoplados a proteínas G y son responsables de la modulación de la transmisión sináptica de inicio lento y duradero. Los neuropéptidos a menudo coexisten entre sí o con otros neurotransmisores en una sola neurona. Según su naturaleza química, los mensajeros coexistentes se localizan en diferentes compartimentos celulares: los neuropéptidos se empaquetan en grandes vesículas de núcleo denso, [1] mientras que los neurotransmisores de bajo peso molecular se almacenan en pequeñas vesículas sinápticas .

Los neuropéptidos conjugados con proteínas u otros portadores, tales como liposomas , pueden usarse para dirigir radioisótopos o fármacos a células, endotelios especializados y tejidos normales o neoplásicos que expresan los sitios de unión correspondientes con fines diagnósticos o terapéuticos.

Mecanismo y síntesis [ editar ]

Los neuropéptidos se sintetizan a partir de proteínas precursoras inactivas grandes llamadas prepropéptidos, que se escinden en varios péptidos activos . Los prepropéptidos a menudo producen múltiples copias del mismo péptido o muchos péptidos diferentes. [2] El número de repeticiones de una secuencia de péptidos a menudo cambiaba a lo largo de la evolución y sirvió como semillero para la variación genética.

Los péptidos se sintetizan en el soma, ingresan en la vía secretora para pasar a través del complejo rER- Golgi , luego se procesan y luego se empaquetan en vesículas grandes y densas para su transporte por el axón o las dendritas . [3] [4] Las vesículas grandes y densas se encuentran a menudo en todas las partes de una neurona, incluyendo el soma , las dendritas , la inflamación axonal (varicosidades) y las terminaciones nerviosas, mientras que las pequeñas vesículas sinápticas se encuentran principalmente en grupos en ubicaciones presinápticas. [5] [6] [1]La liberación de las vesículas de núcleo grande y denso y las vesículas sinápticas pequeñas se regula de manera diferente. Los neuropéptidos se liberan de manera dependiente del calcio para unirse al receptor acoplado a proteína G (GPCR)]]. Las vesículas de núcleo grande y denso liberan volúmenes bajos de neuropéptido en comparación con las vesículas sinápticas y los neurotransmisores. Los neuropéptidos no se reabsorben, degradan o reciclan inmediatamente y, por lo tanto, son bioactivos durante largos períodos de tiempo. [3]

La expresión peptidérgica en el cerebro puede ser muy selectiva y específica. En las larvas de Drosophila, por ejemplo, la hormona de la eclosión se expresa en solo dos neuronas y SIFamide se expresa en cuatro. [4] En contraste con su expresión selectiva, la actividad peptidérgica puede ser amplia y duradera. Los neuropéptidos a menudo se liberan conjuntamente con otros péptidos y neurotransmisores tradicionales. Por ejemplo, el péptido intestinal vasoactivo típicamente se co-libera con acetilcolina. [7]

En contraste con su expresión selectiva, la acción del péptido puede ser amplia y diversa. Los péptidos se unen a los GPCR para inducir cascadas de señalización que alteran la actividad celular y sináptica. También existe un procesamiento específico de tejido de los precursores de neuropéptidos. Los diferentes tejidos tienen pasos de procesamiento postraduccionales personalizados que producen péptidos estructural y funcionalmente diferentes. [3] Los péptidos pueden afectar la expresión génica, el flujo sanguíneo local, la sinaptogénesis y la morfología de las células gliales.

Objetivos de los receptores [ editar ]

La mayoría de los neuropéptidos actúan sobre los receptores acoplados a proteína G (GPCR). Los neuropéptidos-GPCR se dividen en dos familias: tipo rodopsina y secretina. [8]   La mayoría de los péptidos activan un solo GPCR, mientras que algunos activan múltiples GPCR (por ejemplo, AstA, AstC, DTK). [9] Las relaciones de unión péptido-GPCR están muy conservadas en los animales. Aparte de las relaciones estructurales conservadas, algunas funciones péptido-GPCR también se conservan en todo el reino animal. Por ejemplo, la señalización del neuropéptido F / neuropéptido Y se conserva estructural y funcionalmente entre insectos y mamíferos. [9]

Aunque los péptidos se dirigen principalmente a los receptores metabotrópicos, existe alguna evidencia de que los neuropéptidos se unen a otros receptores. Se han encontrado canales iónicos activados por péptidos (canales de sodio activados por FMRFamida) en caracoles e hidra. [10] Otros ejemplos de dianas no GPCR incluyen: péptidos similares a la insulina y receptores de tirosina quinasa en Drosophila y péptido natriurético auricular y hormona de eclosión con receptores de guanilil ciclasa unidos a la membrana en mamíferos e insectos. [11]

Ejemplos [ editar ]

Muchas poblaciones de neuronas tienen fenotipos bioquímicos distintivos. Por ejemplo, en una subpoblación de aproximadamente 3000 neuronas en el núcleo arqueado del hipotálamo , se coexpresan tres péptidos anoréxicos : hormona estimulante de los melanocitos α (α-MSH), péptido similar a la galanina y cocaína y anfetamina. transcrito regulado (CART), y en otra subpoblación se coexpresan dos péptidos orexigénicos , el neuropéptido Y y el péptido relacionado con agutí (AGRP). Estos no son los únicos péptidos en el núcleo arqueado; β-endorfina , dinorfina , encefalina, galanina , grelina , hormona liberadora de hormona del crecimiento , neurotensina , neuromedina U y somatostatina también se expresan en subpoblaciones de neuronas arqueadas. Todos estos péptidos se liberan de forma centralizada y actúan sobre otras neuronas en receptores específicos. Las neuronas del neuropéptido Y también producen el neurotransmisor inhibidor clásico GABA .

Los invertebrados también tienen muchos neuropéptidos. CCAP tiene varias funciones, incluyendo la regulación de la frecuencia cardíaca, allatostatin y proctolin regular la ingesta de alimentos y el crecimiento, bursicona controles de bronceado de la cutícula y corazonin tiene un papel en la pigmentación de la cutícula y la muda.

Las señales de péptidos juegan un papel en el procesamiento de la información que es diferente al de los neurotransmisores convencionales, y muchas parecen estar particularmente asociadas con comportamientos específicos. Por ejemplo, la oxitocina y la vasopresina tienen efectos llamativos y específicos sobre los comportamientos sociales, incluido el comportamiento materno y el vínculo de pareja. La siguiente es una lista de péptidos neuroactivos que coexisten con otros neurotransmisores. Los nombres de los transmisores se muestran en negrita.

Norepinefrina (noradrenalina). En neuronas del grupo de células A2 en el núcleo del tracto solitario ), la noradrenalina coexiste con:

  • Galanina
  • Encefalina
  • Neuropéptido Y

GABA

  • Somatostatina (en el hipocampo )
  • Colecistoquinina
  • Neuropéptido Y (en el núcleo arqueado )

Acetilcolina

  • VIP
  • Sustancia P

Dopamina

  • Colecistoquinina
  • Neurotensina
  • Péptido 1 similar al glucagón (en el núcleo accumbens )

Epinefrina (adrenalina)

  • Neuropéptido Y
  • Neurotensina

Serotonina (5-HT)

  • Sustancia P
  • TRH
  • Encefalina

Algunas neuronas producen varios péptidos diferentes. Por ejemplo, la vasopresina coexiste con dinorfina y galanina en neuronas magnocelulares del núcleo supraóptico y núcleo paraventricular , y con CRF (en neuronas parvocelulares del núcleo paraventricular )

La oxitocina en el núcleo supraóptico coexiste con encefalina , dinorfina , transcripción regulada por cocaína y anfetamina (CART) y colecistoquinina .

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b "Vesícula de núcleo denso neuronal" . www.uniprot.org . Consultado el 20 de diciembre de 2020 .
  2. ^ Elphick, Maurice R .; Mirabeau, Olivier; Larhammar, Dan (1 de febrero de 2018). "Evolución de los sistemas de señalización de neuropéptidos" . Revista de Biología Experimental . 221 (3): jeb151092. doi : 10.1242 / jeb.151092 . ISSN 0022-0949 . PMC 5818035 . PMID 29440283 .   
  3. ^ a b c Red eléctrica, Richard E .; Eipper, Betty A. (1999). "Los neuropéptidos" . Neuroquímica básica: aspectos moleculares, celulares y médicos. 6ª Edición .
  4. ↑ a b Nässel, Dick R .; Zandawala, Meet (agosto de 2019). "Avances recientes en la señalización de neuropéptidos en Drosophila, desde los genes hasta la fisiología y el comportamiento". Progresos en neurobiología . 179 : 101607. doi : 10.1016 / j.pneurobio.2019.02.003 . ISSN 1873-5118 . PMID 30905728 .  
  5. ^ van den Pol AN (octubre de 2012). "Transmisión de neuropéptidos en circuitos cerebrales" . Neurona . 76 (1): 98-115. doi : 10.1016 / j.neuron.2012.09.014 . PMC 3918222 . PMID 23040809 .  
  6. ^ Leng G, Ludwig M (diciembre de 2008). "Neurotransmisores y péptidos: secretos susurrados y anuncios públicos" . La revista de fisiología . 586 (23): 5625–32. doi : 10.1113 / jphysiol.2008.159103 . PMC 2655398 . PMID 18845614 .  
  7. ^ Dori, I .; Parnavelas, JG (1 de julio de 1989). "La inervación colinérgica de la corteza cerebral de la rata muestra dos fases distintas en el desarrollo". Investigación experimental del cerebro . 76 (2): 417–423. doi : 10.1007 / BF00247899 . ISSN 1432-1106 . PMID 2767193 .  
  8. ^ Brody, Thomas; Cravchik, Anibal (24 de julio de 2000). "Receptores acoplados a proteínas de Drosophila melanogasterG" . Revista de biología celular . 150 (2): F83 – F88. doi : 10.1083 / jcb.150.2.F83 . ISSN 0021-9525 . PMC 2180217 . PMID 10908591 .   
  9. ↑ a b Nässel, Dick R .; Winther, Åsa ME (1 de septiembre de 2010). "Neuropéptidos de Drosophila en la regulación de la fisiología y el comportamiento". Progresos en neurobiología . 92 (1): 42–104. doi : 10.1016 / j.pneurobio.2010.04.010 . ISSN 0301-0082 . PMID 20447440 .  
  10. ^ Dürrnagel, Stefan; Kuhn, Anne; Tsiairis, Charisios D .; Williamson, Michael; Kalbacher, Hubert; Grimmelikhuijzen, Cornelis JP; Holstein, Thomas W .; Gründer, Stefan (16 de abril de 2010). "Tres subunidades homólogas forman un canal de iones activado por péptidos de alta afinidad en Hydra" . Revista de Química Biológica . 285 (16): 11958-11965. doi : 10.1074 / jbc.M109.059998 . ISSN 0021-9258 . PMC 2852933 . PMID 20159980 .   
  11. ^ Chang, Jer-Cherng; Yang, Ruey-Bing; Adams, Michael E .; Lu, Kuang-Hui (11 de agosto de 2009). "Receptor guanilil ciclasas en células Inka dirigidas por la hormona de la eclosión" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 106 (32): 13371-13376. Código Bibliográfico : 2009PNAS..10613371C . doi : 10.1073 / pnas.0812593106 . ISSN 0027-8424 . PMC 2726410 . PMID 19666575 .   

Enlaces externos [ editar ]

  • Diario de neuropéptidos
  • Sitio web de referencia de neuropéptidos (una base de datos completa de neuropéptidos)
  • Serie de libros electrónicos de neuropéptidos
  • Capítulo de neuropéptidos en C. elegans Wormbook excelente, y muy accesible, discusión sobre la biología de neuropéptidos en C. elegans