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Receptor de Estrógeno Doutorando: MV Me Rodrigo V. de Oliveira Orientador: Arlindo de Alencar Araripe Moura UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PROGRAMA DE.

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2 Receptor de Estrógeno Doutorando: MV Me Rodrigo V. de Oliveira Orientador: Arlindo de Alencar Araripe Moura UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PROGRAMA DE DOUTORADO INTEGRADO EM ZOOTECNIA DISCIPLINA DE TÓPICOS ESPECIAIS EM REPRODUÇÃO E LACTAÇÃO

3 Introdução Estrógenos Estrógenos Hormônios esteróides (18 C) Hormônios esteróides (18 C) estradiol (E2), estrona (E1) e estriol (E3). estradiol (E2), estrona (E1) e estriol (E3). Produção Produção Ovário Ovário Placenta Placenta Córtex Adrenal Córtex Adrenal Cél. Leydig do testículo Cél. Leydig do testículo colesterol pregnenolona 17b - estradiol andrógeno

4 Introdução Estradiol (E 2 ) Glândula mamária Comportamentos social e sexual Sistema Cardiovascular Sistema Músculo-esquelético Sistema Nervoso Korach et al., 1994 Feedback liberação de gonadotropinas hipofisárias Funções:

5 Introdução Receptor de estrógenos Receptor de estrógenos Superfamília receptores nucleares: ligantes hidrofóbicos Superfamília receptores nucleares: ligantes hidrofóbicos Proteínas ( Aas) Proteínas ( Aas) Fatores de transcrição dependentes de estrógenos (classicamente...) Fatores de transcrição dependentes de estrógenos (classicamente...) NC Rollerova, E.; Urbancikowa, M. (2000)

6 Fig. Alteração da conformação do receptor de estrógeno após a ligação do estradiol.

7 Introdução Receptores nucleares de estrógeno (isoformas) Receptores nucleares de estrógeno (isoformas) Receptor estrógeno α (REα) Receptor estrógeno α (REα) Útero, glândula mamária, hipotálamo, ossos, vasos sanguíneos Útero, glândula mamária, hipotálamo, ossos, vasos sanguíneos Receptor estrógeno β (REβ) Receptor estrógeno β (REβ) Próstata, céls. Granulosa, Intestino, Pulmão e Leucócitos Próstata, céls. Granulosa, Intestino, Pulmão e Leucócitos α e β RE: α e β Células Greene et al., 1986; Kuiper et al., 1996

8 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

9 Tab. Fenótipos de fêmeas de camundongos knockout para Receptor de estrógeno α e β. Knockout REα Knockout REβ Fertilidadeinfértilsubfértil Trato reprodutivo Infantil Insensibilidade a estrógeno Ovários anovulatórios, cistos e tumores Ovulação espontânea e resposta a Tt superovulatórios reduzidas Glândula mamária Infantil Sem diferenças significativas com indivíduos normais Sistema neuro- endócrino 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

10 Tab. Fenótipos de machos de camundongos knockout para Receptor de estrógeno α e β. Knockout REα Knockout REβ Fertilidadeinfértilfértil Trato reprodutivo (-) testículo, (-) epit.seminífero (-) concentração sptz (+) alterações sptz Nenhuma alteração significativa Sistema neuro- endócrino Hipófise: (+) LH Sangue: (+) LH, T4 e E2 Nenhuma alteração significativa Comportamento Monta normal, mas (-) intromissão e ejaculação (-) agressividade Nenhuma alteração significativa Zhao et al., 2008

11 Tab. Transcritos de Receptores de estrógenos em células testiculares humanas Célula ER α ER β Leydig++ Peritubular-+ Sertoli-+ Espermatogonia-+ Espermatócitos++ Espermátide++ Espermatozóide++ Carreau et al. 2007

12 Introdução Receptor de estrógenos Receptor de estrógenos Domínios funcionais Domínios funcionais N-terminal ou A/B (pouco conservada) Ligação ao DNA ou C (conservada) Ligação ao estrógeno ou D/E/F A BCDEFNC AF-1AF-2 Rollerova, E.; Urbancikowa, M. (2000)

13 Fig. Domínios dos receptores de estrógeno α e β

14 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

15 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

16 Fig. Interação dos dedos de zinco com a molécula de DNA.

17 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

18 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 co- ativadoras ou repressoras da transcrição AF-2 de ambos os RE tem uma superficie de interação composta por aminoácidos em hélice3,4,5 e 12.

19 Domínios dos REs Domínio cooh-terminal Domínio D: região dobradiça e região de ligação da ptn chaperona HSP 90 (transporte => núcleo)

20 Fig. Ação das chaperonas nos receptores nucleares

21 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

22 Receptor de Estrógeno Codificação de RE Codificação de RE Complexa estrutura da região 5´ Complexa estrutura da região 5´ Região 5´: 9 éxons => 5´UTR RNAm Região 5´: 9 éxons => 5´UTR RNAm : 5 éxons REα: 5 éxons

23 Fig. Receptores de estrógeno de membrana marcados com E2-BSA-FITC (estradiol 17b associado albumina e fluoresceína) células mamárias.

24 Interações Receptor Estrógeno- DNA Mecanismo clássico Ligação direta do estrógeno ao RE e posterior ação na transcrição do DNA. Mecanismo não direto de ligação ao DNA Interações protéicas com outros fatores de transcrição Mecanismo via segundos mensageiros (rápido) Ação dos estrógenos mediada por RE associados a membrana (REm)

25 Fatores transcriptacionais Proteínas de interação com receptores (RIPs) Proteínas de interação com receptores (RIPs) Co-ativadoras Co-ativadoras Co-repressoras Co-repressoras

26 Fig. Mecanismos de ação do Receptor. Fig. Mecanismos de ação do Receptor de estrógeno. Co-ativadores Co-repressores RE com ERE no DNA RE com fatores de transcrição => DNA Fatores de transcrição

27 Fig. Homodímero de receptor de estrógeno ligado ao elemento de resposta ao estrógeno no DNA.

28 Receptores de estrógeno Elementos de resposta de um hôrmonio (HRE) Elementos de resposta de um hôrmonio (HRE) Região específica de ligação do RE ao DNA Região específica de ligação do RE ao DNA Palíndromos Palíndromos 2 sequências nucleotídicas separadas por 3 nucleotídeos 2 sequências nucleotídicas separadas por 3 nucleotídeos Beato, M. & J. Klug., 2000

29 Fig. Complexo de iniciação da transcrição: Receptor de estrógeno dimerizado unido a ptns co-ativadoras.

30 Fig. Modelo do Receptor de Estrógeno associado ao ERE no DNA.

31 Fig. Ligação de estrógenos e RE de membrana ativam cascatas que estimulam os mecanismos genômicos.

32 Fig. Esquema da ativação de receptores de estrógenos independente dos ligantes via fatores de crescimento Fatores de crescimento Independente do ligante Proteínas Kinases FGF; EGF

33 Importância do RE na saúde humana Antagonistas ou Inibidores Antagonistas ou Inibidores Tt câncer de mama Tt câncer de mama Efeitos colaterais: outros tumores, hipertermia, insônia. Efeitos colaterais: outros tumores, hipertermia, insônia. Agonistas Agonistas Terapia de reposição hormonal Terapia de reposição hormonal Efeitos colaterais: câncer de mama e uterino, trombose Efeitos colaterais: câncer de mama e uterino, trombose Halstein et al., 2004

34 RE como marcadores reprodutivos Suínos Suínos RE isoformas RE isoformas Prolificidade Prolificidade Ruminantes (?) SZREDER, T.;ZWIERZCHOWSKI, L.(2004)

35 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 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. A presença de estrógenos e seus receptores no sêmen viabiliza novas perspectivas para o estudo de funções dos estrógenos na capacidade fecundante espermática.

36 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. 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.

37 Obrigado pela atenção...

38 Receptor de Estrógeno Codificação de RE Codificação de RE Complexa estrutura da região 5´ Complexa estrutura da região 5´

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