Manifestações Endócrinas das Mutações da Proteína Gsalfae do Imprinting do Gene GNAS1 Translated title: Gsalpha Protein Mutations and Imprinting of the GNAS1 Gene

Abstract

Esta revisão resume o papel da patogênese molecular das mutações do gene da proteína Gsalfa em doenças endócrinas. As proteínas G transmitem o sinal celular de receptores de membrana 7TM. Este sistema pode ser ativado por fotons de luz, odorantes e hormônios (LH, FSH, TSH, PTH, etc). Seu efetor é a adenilato-ciclase que induz a formação de AMPc. A proteína G inativa é heterotrimérica e associada ao GDT. Receptores que ativam a proteína Gsalfa dissociam o GDT para GTP, enquanto a atividade intrínseca GTPase hidrolisa o GTP, mantendo a proteína Gsalfa no estado inativo, ligado ao GDP. Mutações no gene GNAS1, que codifica a proteína Gsalfa, alteram sítios altamente conservados (Arg201 e Gln227), críticos para a atividade GTPase, levando à ativação constitutiva do sinal celular. Tais mutações são encontradas em raros tumores endócrinos, na fibrodisplasia óssea e na síndrome de McCune Albright. Ao contrário, mutações inativadoras podem levar à osteodistrofia hereditária de Albright, se transmitidas pelo alelo paterno e pseudohipoparatireoidismo tipo Ia, se transmitidas pelo alelo materno. Em ratas com knockout, o gene Gnas sofre o fenômeno de imprinting tecido específico. Em tumores de hipófise, o gene GNAS1 também sofre imprinting com expressão preferencial do alelo materno. No pseudohipoparatireoidismo tipo Ib, um defeito do imprinting na região promotora do exon 1A do gene GNAS1 parece justificar a resistência renal isolada ao PTH. Estes exemplos ilustram como defeitos da proteína Gsalfa podem ser responsáveis pela patogênese molecular de diferentes doenças endócrinas.

Translated abstract

This review summarizes the role of the molecular pathogenesis of Gsalpha protein gene in endocrine disease. G proteins transmit the cellular signal of 7 transmembrane receptors (7TM). Agonists as light photons, odorants and hormones (LH, FSH, TSH, PTH, etc) can activate the system. The effector of Gsalpha protein is adenyl-cyclase, which induces the formation of cAMP. The receptors that activate Gsalpha protein dissociates GDT into GTP, while the intrinsic GTPase activity hydrolyses GTP, keeping Gsalpha protein in its inactive state, bound to GDP. Mutations in the GNAS1 gene, which codifies the Gsalpha protein, alter highly conserved sites (Arg201 and Gln227) that are critical for GTPase activity, leading to the constitutive activation of cell signaling. Such mutations are found in rare endocrine tumors, bone fibrodysplasia and McCune Albright syndrome. Conversely, inactivating mutations can lead to Albright hereditary osteodystrophy or pseudohypoparathyroidism type Ia, when transmitted by the paternal or maternal alleles, respectively. In knockout female mice the Gnas gene exhibits the phenomenon of tissue-specific imprinting. In pituitary tumors the GNAS1 gene also undergoes imprinting, when expressed preferably by the maternal allele. In pseudohypoparathyroidism type Ib, a defect of imprinting in the promoter region of exon 1A of GNAS1 gene appears to justify the isolated renal resistance to PTH. These examples illustrate how defects in Gsalpha protein can be responsible for the molecular pathogenesis of different endocrine disorders.