Esta asignatura trata de profundizar sobre los paradigmas y los conceptos emergentes en la señalización celular, la integración de las rutas de señalización, y de los mecanismos en que se basa. Su objetivo principal de la asignatura es impartir una visión general de los principios generales de la señalización celular, las moléculas de señalización y sus receptores.

Se tratará de proporcionar al estudiante unos conocimientos básicos sobre las principales características estructurales de las moléculas señal, mensajeros primarios y secundarios, y de sus receptores proteicos, así como de la composición y funcionamiento de las principales rutas de señalización celular, y la importancia que esta señalización tiene en cuanto a sus mecanismos moleculares de control e integración del metabolismo, la motilidad, la proliferación, la supervivencia, la muerte y la diferenciación celular.

Como fundamentos para la implantación de su estudio, previamente se cursan en el curso primero, Bioquímica I y Bioquímica II, y en el 2º curso, Regulación del Metabolismo, materias que proporcionan una sólida base bioquímica para la comprensión de la materia.

No existe ningún prerrequisito docente previo para cursar esta asignatura.

El objetivo principal de la asignatura es impartir una visión general de los principios generales de la señalización celular, las moléculas de señalización y sus receptores, los receptores de superficie celular, y algunas de las rutas de transducción de las señales intracelulares. Se tratará de proporcionar al estudiante unos conocimientos básicos sobre las principales características estructurales de las moléculas señal, mensajeros primarios y secundarios, y de sus receptores proteicos, así como de la composición y funcionamiento de las principales rutas de señalización celular, y la importancia que esta señalización tiene en cuanto a sus mecanismos moleculares de control e integración de: el metabolismo, la motilidad, la proliferación, la supervivencia, la muerte y la diferenciación celular.

1. Introducción a la señalización celular. Primeros mensajeros celulares. Estrategias de la señalización química: endocrina, paracrina y sináptica. Mecanismos de transducción de señales y regulación transcripcional. Hormonas, neurotransmisores, y factores de crecimiento. Generación de segundos mensajeros celulares

2. Proteínas que unen GTP. Enzimas efectoras acopladas a proteínas que unen GTP. Los nucleótidos como reguladores metabólicos. Proteínas G o GTPasas. Proteínas Ras. Ras-GAPs. : Adenilato ciclasa y fosfolipasa C

3. Clasificación y tipos de Receptores. Interacción ligando-receptor y activación del receptor. Receptores de vasopresina. Receptores ligados a conductos iónicos. La superfamilia de receptores acoplados a proteínas G de 7 segmentos transmembrana (7TM). Dominios intracelulares de los receptores de 7TM y transducción de la señal. Localización de segundos mensajeros intracelulares

4. Transducción de señales por calcio. El descubrimiento de un nuevo segundo mensajero celular. El calcio y la evolución. Distinción entre Ca2+ y Mg2+. Calcio libre, unido y atrapado. Cambios en la concentración del Ca2+ citosólico. Mecanismos que elevan la concentración de calcio en el citosol. Proteínas que unen calcio. Calmodulina.

5. Procesos de señalización celular por lípidos bioactivos. Glicerolípidos: Fosfatidilinositoles, diacilgliceroles, ácido fosfatídico, lisofosfolípidos. Esfingolípidos: Esfingosinas, cerámidos, gangliósidos. Regulación.

6. Fosforilación y desfosforilación de proteínas. PKA y la regulación de la transcripción. PKA y la activación de ERK. Acciones del AMPc no mediadas por PKA. Proteína quinasa C. La familia de PKC. Dominios estructurales y activación de PKC. Múltiples orígenes de DAG y otros lípidos que activan PKC. Localización diferencial de las isoformas de PKC. Proteínas que anclan PKC, STICKs, PICKs y RACKs. PKC y transformación celular. PKC e inflamación.

7. Rutas de señalización celular de receptores tirosina quinasas. La familia de las tirosina quinasas. Receptores que contienen tirosina quinasas. Ramificaciones en las rutas de señalización. Un interruptor en la señalización por receptores: la activación de ERK por los receptores de 7TM.

8. Señalización a través de Fosfoinosítidos 3-quinasas y PKB: receptor de la insulina. Señalización del receptor de la insulina. PI3-quinasa. Insulina: papel del IRS, PI3-quinasa y PKB en la regulación de la síntesis del glucógeno. Otros procesos mediados por fosfolípidos de inositol 3-fosforilados. Múltiples quinasas y múltiples centros de fosforilación, PDK1 como un integrador de señales diferentes.

Resultados del aprendizaje:

El objetivo general de esta asignatura es que el estudiante adquiera la capacidad de aplicar conocimientos avanzados en señalización celular al análisis crítico de resultados científicos y al diseño de proyectos de investigación.



Metodologías Docentes:

- Lecciones magistrales y presentaciones apoyadas con material multimedia.

- Trabajo personal del alumno.

- Análisis crítico de la literatura científica.

- Sesiones en aula moderadas por el profesor. Análisis y debate de diferentes temas o artículos actuales de investigación científica.

- Tutorías individuales o en grupos reducidos.

• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Written test to be taken (%): 60
  • Individual works (%): 10
  • Exhibition of works, readings ... (%): 30

En la evaluación de la asignatura, se valorará el examen final escrito de preguntas cortas a desarrollar (50-60%), la exposición de seminarios (25-35%) y los trabajos individuales o en grupo presentados (10-15%).

El criterio de la evaluación de la convocatoria extraordinaria es el mismo que el de la ordinaria.



La nota de los apartados c) y d) se guardarán para la convocatoria extraordinaria si el alumno lo elige, pudiendo también elegir si así lo desea, que los apartados a) y b) representen el 100% de la nota.

No hay un sólo libro que cubra toda la asignatura.

Basic bibliography

- Nelson, D.L. y Cox, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. 5ª Ed., W.H. Freeman & Company, New York, 2008.

- Berg, J.M., Tymoczko, J.L. y Stryer, L. Bioquímica. 6ª Ed. Reverté, Barcelona, 2008.

- Gomperts, B.D., Kramer, I.M. y Tatham, P.E.R. Signal transduction. 2ª Ed. Elsevier Science, Orlando, FL (USA), 2003.

- Hancock, J. Cell signalling. Oxford University Press, U.K., 2005.

- Frank, S.A. Dynamics of cancer. Princeton University Press, Princeton (NJ) 2007.

- Albi, E., Viola-Magni, M.P. Sphingolipids and cell function. Research Signpots Ed. Trivandrum. Kerala. India, 2006.

- Vance, D.E. & Vance, J. Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes (5ª Ed.) Elsevier Science Publishers, B.V., 2008.

- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. y Walter, P. Molecular Biology of the Cell. 5ª Ed. Garland Science, 2007.

- De Robertis, E. Cell and Molecular Biology. 8ª Ed. Cbs Publishers & Distributors, 2008.

In-depth bibliography

- Xu, J. et al. Insulin enhances growth hormone induction of the MEK/ERK signaling pathway. J. Biol. Chem. 281, 982-992 (2006). - Gómez-Muñoz, A. Ceramide-1-phosphate: a novel regulator of cell activation. FEBS Lett. 562, 5-10 (2004). - Gómez-Muñoz, A. y Steinbrecher, U.P. (Control of cell signaling by ceramides, sphingosine-1-phosphate and ceramide-1-phosphate.Recent Res. Devel. Lipids, 7, 65-86 (2004). - Brizuela, L., Rábano, M., Gangoiti, P., Macarulla, J.M., Trueba, M. y Gómez-Muñoz, A. Sphingosine-1-phosphate stimulates aldosterone secretion through a mechanism involving the PI3-kinase/PKB and MEK/ERK1-2 pathways¿ J. Lipid Res. 48, 2264-2274 (2007). - Gómez-Muñoz, A. Ceramide-1-phosphate/ceramide: a switch between life and death. Biochim. Biophys. Acta ¿ Biomembranes, 1758, 2049-2056 (2006). - Gangoiti, P., Granado, M.H., Arana, L., Ouro, A. y Gómez-Muñoz, A. Involvement of nitric oxide in the promotion of cell survival by ceramide 1-phosphate¿. FEBS Lett. 582, 2263-2269 (2008). - Granado, M.H., Gangoiti, H., Ouro, A., Arana, L., González, M. Trueba, M. y Gómez-Muñoz, A. Ceramide 1-phosphate (C1P) promotes cell migration. Involvement of a specific C1P receptor¿. Cellular Signalling. 21, 405-412 (2009).

Journals

- Annual Review of Cell Biology - Annual Review of Biochemistry - Biochimica et Biophysica Acta - Cell - Cell Signalling - Endocrinology - FEBS Letters - Hormones and Vitamins - Journal of Biological Chemistry - Journal of Lipid Reseach - Journal of Molecular Biology - Metabolism-Clinical and Experimental - Molecular Cell - Molecular and Cellular Biology - Molecular Endocrinology - Nature

Web addresses

http://www.pharmgkb.org/index.jsp http://www.pharmgkb.org/index.jsp http://www.pharmgkb.org/index.jsp