Adressage des protéines au sein de la cellule - ADAMI Flashcards
Étapes du fractionnement subcellulaire
1) rupture de la membrane plasmique par action mécanique, chimique ou physique
2) séparation des organites par centrifugation différentielle :
on obtient dans les culots les éléments les plus lourds, on récupère le surnageant pour continuer les centrifugations
Ultracentrifugation à partir de quand
Au-delà de 20 000g
Définition cytosol
Fraction soluble de la cellule, compartiment dans lequel baigne les organites
Lieu de la synthèse des protéines
Dans le cytosol
Nom de la synthèse des protéine
Traduction
Lieu de la synthèse des ARN
Dans le noyau
Nom de la synthèse des ARN
Transcription
Définition séquence d’adressage
Suite d’acides aminés permettant de déterminer où la protéine va réaliser sa fonction
Caractéristiques de séquence d’adressage
- continue ou discontinue (aa contigus ou non)
- aux extrémités ou interne à la protéine
- peut être éliminée au cours du passage de la membrane
Rôles des récepteurs spécifiques d’organites
permet :
- l’entrée de la protéine dans l’organite
- la sélection des protéines à transporter et leur concentration
Définition interaction directe d’un récepteur
La séquence d’adressage est ce qui permet ou non d’interagir avec le récepteur afin de rejoindre un compartiment donné
Définition interaction directe d’un récepteur
La séquence d’adressage se lie avec une protéine d’escorte afin d’interagir avec le récepteur pour permettre l’entrée de la protéine
Processus de dégradation des protéines
Dans le cytosol par le protéasome
3 modes de déplacement des protéines
1) transport à ouverture contrôlée
2) transport membranaire
3) transport vésiculaire
Transport à ouverture contrôlée
Les protéines passent d’un compartiment à l’autre grâce aux pores nucléaires
(dans les 2 sens)
Transport membranaire
Les protéines passent d’un compartiment à l’autre grâce à des protéines de translocation (protéine de transport qui s’associe à protéine)
dans un sens unique
Transport vésiculaire
Les protéines passent d’un compartiment à l’autre dans des vésicules de transport
Quel adressage pour déplacement du cytosol au noyau
Adressage direct
Exemples d’adressages directs
Du cytosol aux mitochondries, au noyau, aux plastes, aux péroxysomes
Adressage pour déplacement du cytosol au RE
Adressage indirect
les protéines sont amenées à ressortir par une voie de sécrétion
Formation d’un lysosome
Protéines sécrétées par le RE, puis triées par l’appareil de Golgi forment un lysosome
Rôle lysosome
Dégradation des éléments venant de l’intérieur ou de l’extérieur de la cellule
Différents rôles pouvant être attribué aux protéines
- lysosome (plusieurs prot) : dégradation
- protéines membranaires : alimenter membrane
- vésicule de sécrétion : exocytose
Définition vésicule
bout de membrane arraché au compartiment donneur et se dirigeant vers le compartiment récepteur
Maintien de la taille du compartiment
Flux rétrograde (gain de surface membranaire) compensé par un flux antérograde (transport vésiculaire)
Définition exocytose
Sécrétion de molécules hors de la cellule
Définition endocytose
Transport de molécules à l’intérieur de la cellule
2 types de ribosomes et leur rôle
- ribosome fixé au REG : adressage des protéines aux compartiments de la voie de sécrétion
- ribosomes libres : adressage des protéines au noyau
Conséquences pour une protéine d’avoir plusieurs séquences d’adressage
–> plusieurs signaux de tri spécifiques
–> transitent par plusieurs compartiments (1 par signal)
–> subissent des modifications dans chaque compartiment
–> rejoignent leur destination finale
Condition pour qu’une protéine entre dans la mitochondrie
Il faut que la protéine possèdent un gradient électro-chimique
Structure de la séquence d’adressage mitochondriale
Structure en hélice alpha avec face hydrophile chargée + et une face hydrophobe non chargée
Définition complexe de translocation
complexe protéique permettant de traverser la membrane
Localisation de la séquence d’adressage mitochondriale
Souvent en N-ter mais parfois en interne
Condition pour éliminer la séquence d’adressage mitochondriale
Qu’elle soit en N-ter
Rôle protéine chaperon
S’associe à la protéine voulant entrer dans la matrice mitochondriale pour l’empêcher de se replier (garder conformation étirée) afin de pouvoir passer dans un pore
Moyen d’association et de séparation de protéine cytologique et protéine chaperon
- association spontanée
- dissociation avec hydrolyse (nécessite de l’ATP)
Rôles translocateurs TOM et TIM
Forment un canal permettant à la protéine de traverser 2 membranes mitochondriales sans passer par l’espace intermembranaire
Localisation translocateur TOM
Sur la membrane externe de la mitochondrie
Localisation translocateur TIM
Sur la membrane interne de la mitochondrie
Ce qui attire la protéine à l’intérieur de la mitochondrie
Séquence d’adressage est chargée négativement et intérieur de mitochondrie aussi (charges - attirent charges -)
Entrée de protéine dans l’espace intermembranaire de la mitochondrie
–> tout comme pour protéine qui va dans ma matrice
–> la protéine porte une seconde séquence qui fonctionne comme séquence d’arrêt de transfert
–> protéine coincée par TIM
–> protéine ne poursuit pas son transfert et reste dans espace intermembranaire
1ère voie d’adressage à la membrane interne (su Cytochrome oxydase)
- séquence d’arrêt est plus loin que la séquence d’adressage
- protéine transmembranaire se bloque dans la membrane interne
- absence de protéase : la séquence d’adressage n’est pas coupée
2ème voie d’adressage à la membrane interne (su ATP synthase)
- séquence transmembranaire hydrophobe
- séquence transmembranaire reconnue par protéine Oxa1
–> insertion dans membrane interne grâce à Oxa1
3ème voie d’adressage à la membrane interne (ATP/ADP translocase)
- système de translocation (TOM et TIM)
- système d’importation (sortie ATP et entrée ADP)
- pas de séquence d’adressage en N-ter mais à l’intérieur de la séquence primaire
- association de protéines chaperons pour protéger les zones hydrophobes = éviter repliement
Rôle protéines G
se lient à la protéine effectrice et l’active ou l’inactive selon à quoi la protéine G est liée
Protéine G active
lorsqu’elle est liée au GTP
=> active la protéine effectrice
Protéine G inactive
lorsqu’elle est liée au GDP
=> inactive la protéine effectrice
Caractéristiques protéines G
- peuvent lier un nucléotide lorsque la base est la guanine
- peuvent être actives ou inactives en fonction de ce à quoi elles sont liées
- GTPases = capables d’hydrolyser le GTP et d’échanger un GTP contre un GDP
- contrôlent de nombreux processus cellulaires
Augmentation vitesse d’hydrolyse des protéines G
s’associent à la protéine GAP (GTPase Activating Protein)
Rephosphorylation possible du GDP en GTP ?
Non car demande trop d’énergie
Protéines entrant dans le noyau
protéines impliquées dans :
- réplication
- transcription
- structure de la chromatine
- épissage = maturation
- réparation des erreurs lors de l’incorporation de nucléotides
Protéines sortant du noyau
protéines qui accompagnent les ARN, se lient à des protéines complexes pour sortir
3 types de séquences d’adressage conditionnant les molécules qui traversent les pores nucléaires + sens de transport
- NLS : Nuclear Localisation Sequence (cytoplasme –> noyau)
- NES : Nuclear Exportation Sequence (noyau –> cytoplasme)
- NRS : Nuclear Retention Sequence (bloque la sortie du noyau pour les molécules qui sont déjà entrées)
2 faces du pore nucléaire
- face nucléaire
- face cytoplasmique
Anneaux concentriques formant le pore nucléaire
- anneau nucléoplasmique
- anneau interne
- anneau externe
- anneau cytoplasmique
Passage des particules dans le pore nucléaire selon leur taille
- taille < 40kDa : passage sans énergie
- taille > 40kDa : passage nécessitant énergie
Ce qui prédispose une protéine à entrer dans le noyau
posséder une séquence NLS = Nuclear Localisation Sequence
Composition séquences NLS
- 5 à 10 AA basiques chargés + (Lys, Arg)
- 2 séquences courtes séparées par un espace (au moins 5 charges +)
Éléments du système d’importation
- adaptateurs
- récepteurs d’importation et d’exportation
- protéines G Ran
Rôle adaptateurs du système d’importation
faire le lien enter la séquence NLS de la protéine à transporter et le récepteur
Définition protéines cargos
protéines portant une séquence NLS et qui va être transporter à travers un pore nucléaire
Rôles récepteur d’importation et d’exportation
- lier le complexe “cargo-adaptateur”
- interagir avec pore nucléaire
- se lier aux protéines G Ran
Rôles protéines G Ran
- dissocier les complexes d’importation
- participer à la formation des complexes d’exportation
–> nécessite association au GTP
Association du système d’importation : se fait spontanément ou non ?
l’association se fait spontanément, mais la dissociation non
(comme un aimant)
Association du complexe d’importation et entrée dans le noyau
- formation du complexe adaptateur + cargo
–> interaction avec récepteur d’information
–> passage dans le noyau
Dissociation du complexe d’importation et association du complexe d’exportation
- dans le noyau : protéines Ran-GTP permettent dissociation importateur et cargo+adaptateur –> idem pour cargo et adaptateur –> formation du complexe d’exportation : adaptateur + exportateur
Recyclage des protéines de transport du complexe importateur
passage des complexes dans le cytoplasme –> protéines GAP se lient à Ran-GTP –> hydrolyse du GTP –> changement conformation Ran –> libération du récepteur d’importation
Recyclage des protéines de transport du complexe exportateur
passage des complexes dans le cytoplasme –> protéines GAP se lient à Ran-GTP –> hydrolyse du GTP –> Ran se dissocie –> récepteur et adaptateur se dissocient aussi
Recyclage de Ran-GDP
passage dans le noyau –> protéine GEF modifie conformation –> Ran-GDP devient Ran-GTP –> Ran-GTP = conformation active
Différence entre séquence d’adressage à la mitochondrie et au noyau
la séquence d’adressage à la mitochondrie est clivée
Par quoi sont synthétisés les protéines mitochondriales et nucléaires
des ribosomes LIBRES
Type d’adressage des protéines à la voie d’excrétion
adressage direct
Séquence d’adressage au RE
1 aa chargé + au début puis 15-25 aa très hydrophobes non chargés
Entrée des protéines dans le REG
ribosome libre traduit ARN –> séquence signal reconnue par complexe SRP lorsque aa sont incorporés –> association du complexe sur la membrane du REG sur un récepteur de SRP –> complexe de translocation hydrolyse les GTP du récepteur et du complexe SRP –> complexe SRP libéré –> passage de protéine dans le RE
Rôle complexe SRP
reconnaître et se fixer à la séquence signal pour arrêter la traduction, arrêt du ribosome
Étapes du mécanisme d’entrée des protéines dans le noyau
1) constitution complexe d’importation et entrée dans le noyau
2) dissociation du complexe d’importation
3) recyclage des protéines cytologiques impliquées dans le transport
4) recyclage de Ran-GTP dans le noyau
Rôle protéine disulfide isomérase dans traduction
corriger les ponts disulfures entre les cystites mal placées pour avoir un bon repliement
Quand se fait l’entrée de la protéine dans le RE par rapport à a traduction
en même temps –> processus co-traductionnel
Quand se fait l’entrée de la protéine dans le noyau par rapport à a traduction
après –> processus post-traductionnel
Protéine membranaire possédant un seul segment transmembranaire et l’extrémité Cter dans le cytoplasme
la protéine possède une séquence d’adressage en Nter et une séquence d’arrêt de transfert
–> la protéine s’allonge –> reste côté cytosol –> la protase coupe la séquence signal mais pas celle d’arrêt de transfert –> séquence d’arrêt de transfert hydrophobe donc reste dans la bicouche
= protéine Cter cytosolique et Nter côté RE
Protéine membranaire possédant un seul segment transmembranaire et l’extrémité Cter dans le cytoplasme et dont la séquence signal sert de séquence d’arrêt de transfert
séquence d’adressage pas en Nter –> séquence adressage est la séquence d’arrêt de transfert –> tout ce qui suit la séquence signal est dans la lumière
= partie Nter cytosolique et Cter du côté lumière
Protéine membranaire possédant plusieurs fragments transmembranaires
séquence d’adressage pas en Nter, alternance de séquences e début et d’arrêt de transfert
Rôle du RE
- acquisition de structures 3D correctes
- acquisition de structures quaternaires des protéines
- établissement des ponts disulfures
- insertion des protéines membranaires dans ma membrane
- contrôle de la qualité de la structure 3D des protéines
- N-glycosylation
But N-glycosylation
compléter le polypeptide par des éléments de nature glucidique
Localisation N-glycosylation
du côté cytosolique
Étapes de la N-glycosylation
1) constitution de l’arborisation de 7 unités sucre sur le dolichol
2) bascule de l’arborescence dans la lumière du RE grâce à flipase
3) fin de la construction de l’arborisation à 14 sucres
4) transfert de l’arborescence sur la protéine en cours de synthèse et de transfert dans le RE
5) modification de l’arborescence par élimination de 3 glucose et 1 mannose
transfert de l’arborescence de sucre sur la protéine pendant la N-glycosylation
création d’une liaison covalente entre un sucre et l’azote d’un résidu d’asparagine de la protéine
Quand se fait l’insertion des protéines membranaires par rapport à la traduction
en même temps
–> processur co-traductionnelle
Quand se fait la N-glycosylation par rapport à la traduction
en même temps –> processus co-traductionnelle
Destination de la protéine après la N-glycosylation
sortie du RE et entrée dans l’appareil de Golgi
Définition transport vésiculaire
transfert des protéines d’un compartiment à l’autre
Étapes du transport vésiculaire
déformation de la membrane –> formation d’une vésicule –> vésicule déshabillée (recyclage de couverture de protéines) –> déplacement vers organite grâce aux microtubules qui servent de rails –> organite recueille le contenu de la vésicule
Définition protéines moteurs
protéines qui permettent déplacement des vésicules le long du cytosquelette
Protéines moteurs et lieu de transport
- kinésines : vers l’extrémité + sur les microtubules
- dynéines : vers l’extrémité - sur les microtubules
- myosine : vers l’extrémité + sur les microfilaments d’actine
Différents types de couverture protéique
- couverture à base de clathrine
- autre système de couverture : systèmes COP
Couverture à base de clathrine
- fonctionne avec des complexes AP ou Adaptines + une protéine G Dynamine
- se polymérise avec elle-même
Rôle des complexes AP
- sélectionner le chargement à transporter
- constituer une interface entre la membrane et la cage de clathrine
- permettre la polymérisation de la cage de clathrine et la formation de vésicule
Formation grâce à la clathrine
- à partir du réseau trans Golgien :
* des vésicules de sécrétion
* des vésicules contenant les hydrobases acides lysosomiales - à partir des vésicules de condensation :
* des vésicules de retour au Trans Golgi - à partir de la membrane plasmique :
* des vésicules d’endocytose
Rôle des protéines des systèmes COP
- formation de la vésicule
- sélection du chargement
Formation grâce à COP I
- à partir des saccules du Golgi :
* des vésicules du transport rétrograde au travers du Golgi
* des vésicules de retour au RE - à partir du réseau trans-Golgien :
* des vésicules de la sécrétion constitutive - à partir des endosmose précoces :
* des vésicules provenant des endosmose précoces (logique du coup)
Formation grâce à COP II
à partir du RE :
des vésicules en direction du cis Golgi
Flux entre le Golgi et le RE
- flux antérograde : vers l’avant (du RE au Golgi)
- flux rétrograde : flux de retour (du RE au Golgi)
Liaison entre le système de couverture et les protéines membranaires du RE
- motif “Y - (X) - aa acide - aa acide”
- motif dihydrophobe
Localisation motif dihydrophobe
proche de l’extrémité Cter
3 types de saccules de l’appareil de Golgi
- Golgi cis
- Golgi médian
- Golgi trans
Entrée et sortie des protéines de l’appareil de Golgi
- entrée au niveau du cis-golgi
- sortie au niveau du réseau trans-golgi
Modifications des glycoprotéines au niveau de l’appareil de Golgi
- N-glycosylation
- O-glycosylation : addition de nouveaux sucres
- Phosphorylations
- Sulfatations
- acquisition du signal d’adressage lysosomial
Transport rétrograde
Les protéines sortent du RE mais sont adressées au RE, elles font un aller-retour
Protéines empruntant le transport rétrograde
- protéines solubles ayant un signal de retour dans le compartiment du RE
- protéines membranaires ayant un motif d’interaction avec les protéines COP I
Séquence KDEL
au niveau des 4 derniers acides aminés en Cter –> signal de retour dans le compartiment du RE
Motif RRXX ou KKXX
en Cter –> motif d’interaction avec les protéines COP I
Rôle du réseau trans-golgien
centre de tri des protéines selon leur couverture
Adressage des protéines membranaires
aucun adressage,
–> la membrane reçoit les protéines qui ne sont adressées à aucun autre compartiment = adressage par défaut
2 types d’exocytose
- constitutive : se fait en permanence
- contrôlée : se fait lorsque la cellule en a donné l’ordre
2 types des vésicules fabriquées par saccule golgienne
- vésicules couvertes de clathrine
- vésicules couvertes de COP I
Type d’exocytose des vésicules couvertes de clathrine
sécrétion contrôlée
Type d’exocytose des vésicules couvertes de COP I
sécrétion constitutive
Composition lysosome
vésicules qui emmène les hydrolases acides + vésicules d’endocytose qui emmène ce qui va être dégradé
Définition récepteur
protéine membranaire de la membrane plasmique
Rôle essentiel de l’endocytose pour les cellules eucaryotes et composés unicellulaires
besoin de nutriments extérieurs à la cellule –> endocytose pour se nourrir
Devenir des vésicules d’endocytose
elles rejoignent le compartiment endosomal
4 types de compartiment endosomal
- compartiment précoce : pH proche de neutralité
- corps multivésiculaires : pH plus acide
- endosmose tardif : pH encore plus acide
- lysosome : avec hydrobases acides
Acidification des endosomes
grâce à l’acquisition de la vATPase pompe à protons dès l’endosmose précoce
Rôle de l’acidification des endosmoses
- activation des hydrobases lysosomales
- dissociation des complexes récepteur-ligand
- recyclage des récepteurs
