Galanina

GAL
Estruturas dispoñibles
PDBBuscar ortólogos: PDBe, RCSB
Identificadores
Nomenclatura
Identificadores
externos
LocusCr. 11 q13.2
Padrón de expresión de ARNm
Máis información
Ortólogos
Especies
Humano Rato
Entrez
51083 14419
Ensembl
Véxase HS Véxase MM
UniProt
P22466 P47212
RefSeq
(ARNm)
NM_015973 NM_010253
RefSeq
(proteína) NCBI
NP_057057 NP_001316596
Localización (UCSC)
Cr. 11:
68.68 – 68.69 Mb 		Cr. 19:
3.46 – 3.46 Mb
PubMed (Busca)
51083


14419
Galanina
Identificadores
Número CAS
Aviso médico.
Aviso médico.
Advertencia: A Wikipedia non dá consellos médicos.
Se cre que pode requirir tratamento, por favor, consúltello ao médico.


A galanina é un neuropéptido codificado no xene GAL do cromosoma 11 humano,[1] que se expresa abundantemente no cerebro, medula espiñal e tracto dixestivo de humanos e outros animais. A sinalización que realiza a galanina prodúcese a través de tres receptores acoplados á proteína G.[2]

Descoñécense aínda moitos aspectos do papel funcional da galanina. A galanina está estreitamente implicada na modulación e inhibición de potenciais de acción en neuronas. Foi implicada en moitas funcións biolóxicas, como as seguintes: nocicepción, regulación da vixilia e o sono, cognición, alimentación, regulación do estado de ánimo e da presión arterial; tamén ten un papel no desenvolvemento e actúa como factor trófico.[3] As neuronas de galanina na área preóptica medial do hipotálamo poden dirixir o comportamento parental.[4] A galanina está ligada a varias doenzas como a enfermidade de Alzheimer, epilepsia, depresión, trastornos de alimentación, cancro e adicción.[5][6] A galanina parece ter unha actividade neuroprotectora, xa que a súa biosíntese se incrementa nun factor de 2-10 despois dunha axotomía no sistema nervioso periférico e cando ocorre unha actividade epiléptica no cerebro. Pode tamén promover a neuroxénese.[2]

É predominantemente un neuropéptido inhibitorio hiperpolarizante[7] e como tal inhibe a liberación de neurotransmisores. A galanina adoita estar colocalizada con neurotransmisores clásicos como a acetilcolina, serotonina e norepinefrina e tamén con outros neuromoduladores como o neuropéptido Y, a substancia P e o péptido intestinal vasoactivo.[8]

Descubrimento

[editar | editar a fonte]

A galanina identificouna por primeira vez o profesor Viktor Mutt e colegas en extractos intestinais porcinos en 1978 no Instituto Karolinska, Suecia[9] usando unha técnica de ensaio químico que detecta péptidos de acordo coa súa estrutura amida alanina C-terminal. A galanina denomínase así porque contén un residuo de glicina N-terminal e unha alanina C-terminal.[10] A estrutura da galanina determinouna en 1983 o mesmo equipo e o ADNc da galanina clonouse dunha biblioteca da pituitaria anterior de rata en 1987.[9]

Distribución nos tecidos

[editar | editar a fonte]

A galanina localízase predominantemente no sistema nervioso central e no tracto gastrointestinal. Dentro do sistema nervioso central as maiores concentracións encóntranse no hipotálamo, e hai niveis menores no córtex cerebral e no tronco cerebral. No hipotálamo encóntrase por exemplo no núcleo preóptico ventrolateral onde ten unha función de promoción do sono. Dentro do cerebro a galanina tamén se atopou no prosencéfalo e na amígdala cerebral.[11] De acordo con isto, a reacción inmune da galanina no cerebro está centrada no hipotálamo-pituitaria.[12] A galanina gastrointestinal é máis abondosa no duodeno, con menores concentracións no estómago, intestino delgado e colon.[13] A galanina tamén se expresa na pel onde desempeña funcións antiinflamatorias.[14] Especificamente, atopouse en queratinocitos, glándulas sudoríparas écrinas e arredor dos vasos sanguíneos.[14] A galanina encontrouse en tumores endócrinos.[15] Dentro das células cancerosas gástricas observouse que a galanina ten un papel supresor de tumores, mais a hipermetilación detén as súas propiedades supresoras de tumores.[16]

Estrutura

[editar | editar a fonte]
Secuencias da galanina que aparecen endoxenamente
Especies 1 6 11 16 21 26 !
Porco G W T L N S A G Y L L G P H A I D N H R S F H D K Y G L A *
Humano G W T L N S A G Y L L G P H A V G N H R S F S D K N G L T S **
Vaca G W T L N S A G Y L L G P H A L D S H R S F Q D K H G L A *
Rata G W T L N S A G Y L L G P H A I D N H R S F S D K H G L T*
* amida C-terminal ** ácido libre C-terminal

A galanina é un péptido consistente nunha cadea de 29 aminoácidos (30 aminoácidos en humanos) producido a partir do corte dunha proteína de 123 aminoácidos chamada prepro galanina, que está codificada no xene GAL.[1] A secuencia deste xene está moi conservada en mamíferos, mostrando un 85% de homoloxía entre ratas, ratos, porcinos, bovinos e humanos.[8] Nestas especies animais os primeiros 15 aminoácidos desde o extremo N-terminal son idénticos, pero os aminoácidos son diferentes en varias posicións do extremo C-terminal da proteína.

Estas lixeiras diferenzas na estrutura da proteína teñen grandes implicacións nas súas funcións. Por exemplo, a galanina de porcinos e ratas inhibe a secreción de insulina inducida pola glicosa en ratas e cans pero non ten efecto sobre a secreción de insulina en humanos. Isto demostra que é esencial para estudar os efectos da galanina e outros péptidos regulatorios nas súas especies autólogas.[17]

A familia de proteínas da galanina comprende catro proteínas, das cales a GAL foi a primeira que se identificou. A segunda foi a proteína asociada á mensaxe da galanina (GMAP, do inglés galanin message-associated protein), un péptido de 59 ou 60 aminoácidos tamén formados a partir do corte da prepro galanina.[10] Os outros dous péptidos, chamados péptido similar á galanina (GALP, galanin-like peptide) e alarina, identificáronse relativamente recentemente e ambos os dous están codificados no mesmo xene, o xene prepro GALP. A GALP e a alarina prodúcense por un empalme postranscricional diferente deste xene.[18]

Galanina
Identificadores
SímboloGalanina
PfamPF01296
InterProIPR008174
PROSITEPDOC00673
Péptido asociado á mensaxe da galanina (GMAP)
Identificadores
SímboloGMAP
PfamPF06540
InterProIPR013068

Receptores

[editar | editar a fonte]

A sinalización realizada pola galanina prodúcese a través de tres clases de receptores de galanina, chamados GALR1, GALR2 e GALR3, que forman parte da superfamilia do receptor acoplado á proteína G (GPCR). Os reeptores da galanina exprésanse no sistema nervioso central, o páncreas e en tumores sólidos. O nivel de expresión dos diferentes receptores varía en cada localiación e a súa distribución cambia despois de sufrir unha lesión nas neuronas.[2] Os experimentos sobre a función dos subtipos de receptores realizáronse maiormente en ratos knockout. A localización do receptor e a combinación de receptores que son inhibidos ou estimulados fortemente afecta ao resultado final da sinalización por galanina.[2]

Características clínicas

[editar | editar a fonte]

Apetito

[editar | editar a fonte]

As inxeccións de galanina nun ventrículo lateral ou directamente no hipotálamo crea unha urxencia por alimentarse, con preferencia por comer graxas.[15] A galanina tamén regula o metabolismo da glicosa e potencialmente pode aliviar síntomas da diabete tipo 2 debido á súa interacción coa resistencia á insulina.[19] A galanina é un inhibidor da secreción pancreática de insulina.[15]

Adicción

[editar | editar a fonte]

A galanina xoga un papel na regulación da adicción.[20] Está implicada na inxestión repetida de alcohol.[15] Ademais da adicción ao alcohol, tamén ten un papel na adicción á nicotina e opiáceos.[20]

Enfermidade de Alzheimer

[editar | editar a fonte]

Unha das características patoloxicas do cerebro nas etapas finais da enfermidade de Alzheimer é a presenza de fibras nerviosas supercrecidas que conteñen GAL que inervan as neuronas colinérxicas superviventes.[21] Outra característica é un incremento na expresión de GAL e de receptores de GAL, dos cales se ten observado un aumento de ata o 200% en cerebros postmortem de pacientes de Alzheimer.[2][18] Sábese pouco do papel e da causa deste incremento.[21][22]

Suxeriuse que a hiperinervación actúa promovendo a morte destas neuronas e que o efecto inhibitorio da galanina en neuronas colinérxicas empeora a dexeneración desa función cognitiva en pacientes ao diminuír a cantidade de acetilcolina dispoñible para esas neuronas.[2][21]

Unha segunda hipótese baséase en datos que indican que a GAL está implicada na protección do hipocampo dos danos excitotóxicos e das neuronas do prosencéfalo basal colinérxico da toxicidade amiloide.[23]

Rendemento cognitivo

[editar | editar a fonte]

A galanina participa no rendemento cognitivo e observouse que debilita a aprendizaxe e a cognición.[15]

Depresión

[editar | editar a fonte]

A noradrenalina e a serotonina, dous neurotransmisores que interveñen na depresión, coexprésanse e son modulados pola galanina, o que indica que a galanina xoga un papel na regulación da depresión.[11] A estimulación dos receptores Gal1 e Gal3 ten como resultado comportamentos similares á depresión, mentres que a estimulación do receptor Gal2 ten como resultado a redución destes comportamentos.[11] Un dos potenciais mecanismos para isto é que a galanina estimula o eixe hipotálamo-pituitaria-adrenal, o que leva a un incremento da secreción de glicocorticoides.[11] O incremento dos niveis de hormonas glicocorticoides é común en persoas que padecen depresión.[24]

Epilepsia

[editar | editar a fonte]

A galanina no hipocampo é un inhibidor do glutamato pero non do GABA. Isto significa que a galanina pode incrementar o limiar da epilepsia[2] e, por tanto, espérase que actúe como un anticonvulsivo. En concreto, o GalR1 foi ligado coa supresión de epilepsias espontáneas.[25][26] Un posible medicamento antiepiléptico agonista é NAX 5055.[27][28]

No desenvolvemento

[editar | editar a fonte]

Observouse que a galanina desempeña un papel no control do desenvolvemento neural post-natal temperán dos ganglios espiñais.[9] Os animais mutantes para a galanina mostran unha diminución do 13% no número de células do ganglio espiñal adultas, así como unha diminución do 24% na porcentaxe de células que expresan a substancia P. Isto suxire que a perda de células por apoptose que adoita ocorrer no desenvolvemento dos ganglios espiñais está regulada pola galanina e que a ausencia de galanina orixina un incremento no número de células que morren.

Dor e neuroprotección

[editar | editar a fonte]

A galanina ten un papel inhibitorio no procesamento da dor,[29] no que a altas doses reduce a dor.[15] Cando se engade galanina á medula espiñal, redúcese a dor neuropática.[30] Ademais, crese que a galanina é efectiva na redución da hiperexcitabilidade espiñal.[30] As neuronas sensitivas liberan cada vez máis galanina cando foron danadas.[30] Un incremento nas concentracións da galanina tamén se cre que se produce por razóns neuroprotectoras e leva a promover a neuroxénese.[15] A activación de GalR2 crese que media no papel de supervivencia exercido pola galanina nos ganglios espiñais.[29]

Papel parental en ratos

[editar | editar a fonte]

Un informe indicou que as neuronas que expresan galanina na área preóptica medial do cerebro son responsables de regular a agresión contra as crías nas femias de rato.[4]

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ 1,0 1,1 Evans H, Baumgartner M, Shine J, Herzog H (decembro de 1993). "Genomic organization and localization of the gene encoding human preprogalanin". Genomics 18 (3): 473–7. PMID 7508413. doi:10.1016/S0888-7543(11)80002-9. 
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Mitsukawa K, Lu X, Bartfai T (xuño de 2008). "Galanin, galanin receptors and drug targets". Cell. Mol. Life Sci. 65 (12): 1796–805. PMID 18500647. doi:10.1007/s00018-008-8153-8. 
  3. ↑ Mechenthaler I (xuño de 2008). "Galanin and the neuroendocrine axes". Cell. Mol. Life Sci. 65 (12): 1826–35. PMID 18500643. doi:10.1007/s00018-008-8157-4. 
  4. ↑ 4,0 4,1 Wu Z, Autry AE, Bergan JF, Watabe-Uchida M, Dulac CG (maio de 2014). "Galanin neurons in the medial preoptic area govern parental behaviour". Nature 509 (7500): 325–30. Bibcode:2014Natur.509..325W. PMC 4105201. PMID 24828191. doi:10.1038/nature13307. 
  5. ↑ Lundström L, Elmquist A, Bartfai T, Langel U (2005). "Galanin and its receptors in neurological disorders". Neuromolecular Med. 7 (1–2): 157–80. PMID 16052044. doi:10.1385/NMM:7:1-2:157. 
  6. ↑ Berger A, Santic R, Hauser-Kronberger C, Schilling FH, Kogner P, Ratschek M, Gamper A, Jones N, Sperl W, Kofler B (xuño de 2005). "Galanin and galanin receptors in human cancers". Neuropeptides 39 (3): 353–9. PMID 15944034. doi:10.1016/j.npep.2004.12.016. 
  7. ↑ Ito M (setembro de 2009). "Functional roles of neuropeptides in cerebellar circuits". Neuroscience 162 (3): 666–72. PMID 19361475. doi:10.1016/j.neuroscience.2009.01.019. 
  8. ↑ 8,0 8,1 Bartfai T (2000). "Galanin – A neuropeptide with important central nervous system actions". Arquivado dende o orixinal o 2 de decembro de 2010. Consultado o 19 de novembro de 2009. 
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 Wynick D, Thompson SW, McMahon SB (febreiro de 2001). "The role of galanin as a multi-functional neuropeptide in the nervous system". Current Opinion in Pharmacology 1 (1): 73–7. PMID 11712539. doi:10.1016/S1471-4892(01)00006-6. 
  10. ↑ 10,0 10,1 Hökfelt T, Tatemoto K (xuño de 2008). "Galanin--25 years with a multitalented neuropeptide". Cell. Mol. Life Sci. 65 (12): 1793–5. PMID 18500648. doi:10.1007/s00018-008-8152-9. 
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 11,3 Kuteeva E, Hökfelt T, Wardi T, Ogren SO (2010). Hökfelt T, ed. "Galanin, galanin receptor subtypes and depression-like behaviour". Experientia Supplementum (Basel: Springer) 102: 163–81. ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299068. doi:10.1007/978-3-0346-0228-0_12. 
  12. ↑ Ch'ng JL, Christofides ND, Anand P, Gibson SJ, Allen YS, Su HC, et al. (outubro de 1985). "Distribution of galanin immunoreactivity in the central nervous system and the responses of galanin-containing neuronal pathways to injury". Neuroscience 16 (2): 343–54. PMID 2417156. doi:10.1016/0306-4522(85)90007-7. 
  13. ↑ Kaplan LM, Spindel ER, Isselbacher KJ, Chin WW (febreiro de 1988). "Tissue-specific expression of the rat galanin gene". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85 (4): 1065–9. Bibcode:1988PNAS...85.1065K. PMC 279702. PMID 2448788. doi:10.1073/pnas.85.4.1065. 
  14. ↑ 14,0 14,1 Bauer JW, Lang R, Jakab M, Kofler B (2010). Hökfelt T, ed. "Galanin family of peptides in skin function". Experientia Supplementum (Basel: Springer) 102: 51–9. ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299061. doi:10.1007/978-3-0346-0228-0_5. 
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 15,5 15,6 Mitsukawa K, Lu X, Bartfai T (2010). Hökfelt T, ed. "Galanin, galanin receptors, and drug targets". Experientia Supplementum (Basel: Springer) 102: 7–23. ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299058. doi:10.1007/978-3-0346-0228-0_2. 
  16. ↑ Yoon D, Bae K, Lee MK, Kim JH, Yoon KA (2018-02-20). Suzuki H, ed. "Galanin is an epigenetically silenced tumor suppressor gene in gastric cancer cells". PLOS ONE 13 (2): e0193275. Bibcode:2018PLoSO..1393275Y. PMC 5819827. PMID 29462183. doi:10.1371/journal.pone.0193275. 
  17. ↑ Bersani M, Johnsen AH, Højrup P, Dunning BE, Andreasen JJ, Holst JJ (xuño de 1991). "Human galanin: primary structure and identification of two molecular forms". FEBS Lett. 283 (2): 189–94. PMID 1710578. doi:10.1016/0014-5793(91)80585-Q. 
  18. ↑ 18,0 18,1 Lang R, Gundlach AL, Kofler B (agosto de 2007). "The galanin peptide family: receptor pharmacology, pleiotropic biological actions, and implications in health and disease". Pharmacol. Ther. 115 (2): 177–207. PMID 17604107. doi:10.1016/j.pharmthera.2007.05.009. 
  19. ↑ Fang P, Yu M, Shi M, Bo P, Zhang Z (xaneiro de 2020). "Galanin peptide family regulation of glucose metabolism". Frontiers in Neuroendocrinology 56: 100801. PMID 31705911. doi:10.1016/j.yfrne.2019.100801. 
  20. ↑ 20,0 20,1 Genders SG, Scheller KJ, Djouma E (marzo de 2020). "Neuropeptide modulation of addiction: Focus on galanin". Neuroscience and Biobehavioral Reviews 110: 133–149. PMID 29949733. doi:10.1016/j.neubiorev.2018.06.021. 
  21. ↑ 21,0 21,1 21,2 Counts SE, Perez SE, Mufson EJ (xuño de 2008). "Galanin in Alzheimer's disease: neuroinhibitory or neuroprotective?". Cell. Mol. Life Sci. 65 (12): 1842–53. PMC 2911017. PMID 18500641. doi:10.1007/s00018-008-8159-2. 
  22. ↑ Counts SE, Perez SE, Ginsberg SD, De Lacalle S, Mufson EJ (maio de 2003). "Galanin in Alzheimer disease". Mol. Interv. 3 (3): 137–56. PMID 14993421. doi:10.1124/mi.3.3.137. 
  23. ↑ Ding X, MacTavish D, Kar S, Jhamandas JH (febreiro de 2006). "Galanin attenuates beta-amyloid (Abeta) toxicity in rat cholinergic basal forebrain neurons". Neurobiol. Dis. 21 (2): 413–20. PMID 16246567. doi:10.1016/j.nbd.2005.08.016. 
  24. ↑ Anacker C, Zunszain PA, Carvalho LA, Pariante CM (abril de 2011). "The glucocorticoid receptor: pivot of depression and of antidepressant treatment?". Psychoneuroendocrinology 36 (3): 415–25. PMC 3513407. PMID 20399565. doi:10.1016/j.psyneuen.2010.03.007. 
  25. ↑ Mazarati A, Lu X, Shinmei S, Badie-Mahdavi H, Bartfai T (2004). "Patterns of seizures, hippocampal injury and neurogenesis in three models of status epilepticus in galanin receptor type 1 (GalR1) knockout mice". Neuroscience 128 (2): 431–41. PMC 1360211. PMID 15350653. doi:10.1016/j.neuroscience.2004.06.052. 
  26. ↑ Zhang L, Robertson CR, Green BR, Pruess TH, White HS, Bulaj G (marzo de 2009). "Structural requirements for a lipoamino acid in modulating the anticonvulsant activities of systemically active galanin analogues". Journal of Medicinal Chemistry 52 (5): 1310–6. PMC 2765488. PMID 19199479. doi:10.1021/jm801397w. 
  27. ↑ Bulaj G, Green BR, Lee HK, Robertson CR, White K, Zhang L, Sochanska M, Flynn SP, Scholl EA, Pruess TH, Smith MD, White HS (Dec 2008). "Design, synthesis, and characterization of high-affinity, systemically-active galanin analogues with potent anticonvulsant activities". Journal of Medicinal Chemistry 51 (24): 8038–47. PMID 19053761. doi:10.1021/jm801088x. 
  28. ↑ White HS, Scholl EA, Klein BD, Flynn SP, Pruess TH, Green BR, Zhang L, Bulaj G (abril de 2009). "Developing novel antiepileptic drugs: characterization of NAX 5055, a systemically-active galanin analog, in epilepsy models". Neurotherapeutics 6 (2): 372–80. PMC 4402707. PMID 19332332. doi:10.1016/j.nurt.2009.01.001. 
  29. ↑ 29,0 29,1 Hobson SA, Bacon A, Elliot-Hunt CR, Holmes FE, Kerr NC, Pope R, et al. (2010). Hökfelt T, ed. "Galanin acts as a trophic factor to the central and peripheral nervous systems". Experientia Supplementum (Basel: Springer) 102: 25–38. ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299059. doi:10.1007/978-3-0346-0228-0_3. 
  30. ↑ 30,0 30,1 30,2 Xu XJ, Hökfelt T, Wiesenfeld-Hallin Z (2010). Hökfelt T, ed. "Galanin and spinal pain mechanisms: past, present, and future". Experientia Supplementum (Basel: Springer) 102: 39–50. ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299060. doi:10.1007/978-3-0346-0228-0_4. 

Véxase tamén

[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas

[editar | editar a fonte]