UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PROGRAMA DE DOUTORADO INTEGRADO EM ZOOTECNIA DISCIPLINA DE TÓPICOS ESPECIAIS EM REPRODUÇÃO E LACTAÇÃO Receptor de Estrógeno Doutorando: MV Me Rodrigo V. de Oliveira Orientador: Arlindo de Alencar Araripe Moura Introdução colesterol Estrógenos Hormônios esteróides (18 C) estradiol (E2), estrona (E1) e estriol (E3). pregnenolona Produção Ovário Placenta Córtex Adrenal Cél. Leydig do testículo andrógeno 17b - estradiol Introdução Feedback liberação de gonadotropinas hipofisárias Glândula mamária Funções: Estradiol (E2) Comportamentos social e sexual Sistema Cardiovascular Sistema Músculo-esquelético Korach et al., 1994 Sistema Nervoso Introdução Receptor de estrógenos Superfamília receptores nucleares: ligantes hidrofóbicos N Proteínas (500-600 Aas) Fatores de transcrição dependentes de estrógenos (classicamente...) C Rollerova, E.; Urbancikowa, M. (2000) Fig. Alteração da conformação do receptor de estrógeno após a ligação do estradiol. Introdução Receptores nucleares de estrógeno (isoformas) Receptor estrógeno α (REα) RE: α e β Útero, glândula mamária, hipotálamo, ossos, vasos sanguíneos Receptor estrógeno β (REβ) Próstata, céls. Granulosa, Intestino, Pulmão e Leucócitos Greene et al., 1986; Kuiper et al., 1996 Células Tab . Cromossomas que contém os genes que codificam os RE em humanos e bovinos. Espécie ERα ERβ Humana Cromossomo 6 Cromossomo 14 Bovina Cromossomo 9 Cromossom10 Zhao et al., 2008 Tab. Fenótipos de fêmeas de camundongos knockout para Receptor de estrógeno α e β. Knockout REα Knockout REβ infértil subfértil Fertilidade Trato reprodutivo Infantil Ovulação espontânea e Insensibilidade a estrógeno resposta a Tt superovulatórios reduzidas Ovários anovulatórios, cistos e tumores Glândula mamária Infantil Sem diferenças significativas com indivíduos normais Sistema neuroendócrino Hipófise: (+) FSH e LH Sangue: (+) E2, T4, FSH e LH (-) PRL Níveis séricos normais Comportamento (+) Infantilidade e Agressividade Nenhuma alteração que afetasse a reprodução. Zhao et al., 2008 Tab. Fenótipos de machos de camundongos knockout para Receptor de estrógeno α e β. Fertilidade Knockout REα Knockout REβ infértil fértil Trato reprodutivo (-) testículo, (-) epit.seminífero (-) concentração sptz (+) alterações sptz Nenhuma alteração significativa Sistema neuroendócrino Hipófise: (+) LH Sangue: (+) LH, T4 e E2 Nenhuma alteração significativa Comportamento Monta normal, mas (-) intromissão e ejaculação (-) agressividade Nenhuma alteração significativa Tab. Transcritos de Receptores de estrógenos em células testiculares humanas Célula Leydig Peritubular Sertoli Espermatogonia Espermatócitos Espermátide Espermatozóide ERα + + + + ERβ + + + + + + + Carreau et al. 2007 Introdução Receptor de estrógenos Domínios funcionais N-terminal ou A/B (pouco conservada) Ligação ao DNA ou C (conservada) Ligação ao estrógeno ou D/E/F N A B AF-1 C D E F C AF-2 Rollerova, E.; Urbancikowa, M. (2000) Fig. Domínios dos receptores de estrógeno α e β Domínios dos REs Domínio N-terminal Função Ativadora 1 (AF-1) Sítios de fosforilações AF-1: envolvida na interação de ptns e ativação transcriptacional Atividade AF-1: ERα > ERβ Domínios dos REs Domínio de ligação ao DNA (C) (+) Resíduos de cisteína (s-s) 2 dedos de zinco (zinc fingers) 2 folhas b antiparalelas e 1 a hélice (30 Aas) Zn=> Cisteína e/ouHistidina Dimerização ERα ≈ ERβ (96% homologia) Sequência P box: ERα = ERβ Fig. Interação dos dedos de zinco com a molécula de DNA. Domínios dos REs Domínio de ligação ao DNA (C) P box ( entre os dedos de zinco): reconhecimento do HRE REα e REβ se ligam a uma variedade EREs Domínios dos REs Domínio COOH-terminal Ligação ao estrógeno, dimerização, translocação nuclear e transativação da expressão do gene alvo Função de ativação (AF-2): regulada pela ligação aos estrógenos AF-2: dimerização, interacão com outras ptns coativadoras ou repressoras da transcrição AF-2 de ambos os RE tem uma superficie de interação composta por aminoácidos em hélice3,4,5 e 12. Domínios dos REs Domínio cooh-terminal Domínio D: região dobradiça e região de ligação da ptn chaperona HSP90 (transporte => núcleo) Fig. Ação das chaperonas nos receptores nucleares Domínios dos REs Domínio COOH-terminal E/F: domínios de ligação aos estrógenos E: ptns co-ativadores Estabiliza a ligação do estrógeno e o receptor p60 e p23 Receptor de Estrógeno Codificação de RE Complexa estrutura da região 5´ Região 5´: 9 éxons => ≠ 5´UTR RNAm REα: 5 éxons Fig . Receptores de estrógeno de membrana marcados com E2-BSA-FITC (estradiol 17b associado albumina e fluoresceína) células mamárias. Interações Receptor EstrógenoDNA Mecanismo clássico Mecanismo não direto de ligação ao DNA Ligação direta do estrógeno ao RE e posterior ação na transcrição do DNA. Interações protéicas com outros fatores de transcrição Mecanismo via segundos mensageiros (rápido) Ação dos estrógenos mediada por RE associados a membrana (REm) Fatores transcriptacionais Proteínas de interação com receptores (RIPs) Co-ativadoras Co-repressoras Co-ativadores Co-repressores Fatores de transcrição RE com ERE no DNA RE com fatores de transcrição => DNA Fig . Mecanismos de ação do Receptor de estrógeno. Fig . Homodímero de receptor de estrógeno ligado ao elemento de resposta ao estrógeno no DNA. Receptores de estrógeno Elementos de resposta de um hôrmonio (HRE) Região específica de ligação do RE ao DNA Palíndromos 2 sequências nucleotídicas separadas por 3 nucleotídeos Beato, M. & J. Klug., 2000 Fig . Complexo de iniciação da transcrição: Receptor de estrógeno dimerizado unido a ptns co-ativadoras. Fig . Modelo do Receptor associado ao ERE no DNA. de Estrógeno Fig . Ligação de estrógenos e RE de membrana ativam cascatas que estimulam os mecanismos genômicos. Fatores de crescimento FGF; EGF Independente do ligante Proteínas Kinases Fig. Esquema da ativação de receptores de estrógenos independente dos ligantes via fatores de crescimento Importância do RE na saúde humana Antagonistas ou Inibidores Tt câncer de mama Efeitos colaterais: outros tumores, hipertermia, insônia. Agonistas Terapia de reposição hormonal Efeitos colaterais: câncer de mama e uterino, trombose Halstein et al., 2004 RE como marcadores reprodutivos Suínos RE isoformas Prolificidade Ruminantes (?) SZREDER, T.;ZWIERZCHOWSKI, L.(2004) Considerações finais A reprodução é importante para a eficiência produtiva de animais zootécnicos. Consequentemente, os RE devem ser avaliados quanto a sua potencialidade como marcadores de fertilidade e prolificidade em animais. A presença de estrógenos e seus receptores no sêmen viabiliza novas perspectivas para o estudo de funções dos estrógenos na capacidade fecundante espermática. Considerações finais A otimização da elucidação dos fenômenos relacionados a ativação da transcrição mediada por RE evoluirá em paralelo com a determinação da estrutura e mecanismo de ação das proteínas co-reguladoras envolvidas. O que também irá ajudar em estudos farmacológicos para redução dos efeitos colaterais da terapias relacionadas a tumores de mama e reposição de estrógenos. Obrigado pela atenção... [email protected] Receptor de Estrógeno Codificação de RE Complexa estrutura da região 5´