C4 : Système endomembranaire Flashcards
Nommer les 3 manteaux qui peuvent recouvrir les vésicules.
- Clathrine
- COPI
- COPII
Les vésicules avec un manteau de type COPII sont associées avec quelle GTPase?
Sar1
Les vésicules avec un manteau de type COPI sont associées avec quelle GTPase?
Arf
Les vésicules avec un manteau de type clathrin sont associées avec quelle GTPase?
Arf
Nommer les 2 GTPases qui sont des facteurs clés pour l’initiation du bourgeonnement.
Sar1 et Arf
La phase précoce de la voie sécrétoire se passe entre quels 2 organites?
Le RE et le golgi.
Nommer les 3 voies de transport du système endomembranaire.
- Biosynthèse-sécrétion (exocytose)
- Endocytose
- Voie de recapture (transport rétrograde)
La clathrin doivent être en complexe avec quelles protéines?
Des protéines adaptrices.
Nommer les 5 différentes familles de GTPases.
- Ran family
- Rab family
- Rho/Rac/Cdc42 family
- Ras family
- Sar1/Arf family
Les protéines Sar et Arf peuvent avoir 2 conformations. Celles-ci dépendent de quoi?
De si la protéine est liée au GDP (éteinte) ou au GTP (allumée).
Dans les protéines Sar/Arf, qu’est-ce qui permet l’interaction avec les membranes?
Il y a une hélice alpha amphipathique qui peut interagir avec la membrane. Cette hélice est cachée lorsqu’il y a du GDP lié à la protéine et devient exposée en présence de GTP.
Qu’est-ce qui permet la libération de l’hélice alpha des protéines Sar?
À proximité sur la membrane, il y a la protéine Sec12 (Sar-1-GEF) qui va permettre la libération du GDP pour son remplacement en GTP et ainsi changer la conformation pour libérer l’hélice alpha.
Expliquer en détails les étapes nécessaires pour la formation du manteau de COPII (4)
- Liaison de Sar1 à la membrane, remplacement du GDP par du GTP. La GTPase Sar1-GDP se fixe à son GEF. Sec12 va échanger son GDP pour GTP. La liaison avec GTP expose une chaîne amphiphilique qui s’insère dans la membrane du RE.
- Assemblage du manteau. Les protéines COPII, Sec23 et Sec24, sont recrutées par Sar1-GTP. Sec24 peut interagir avec plusieurs récepteurs de chargement. D’autres protéines du complexe COPII (Sec13 et Sec31) sont recrutées.
- Croissance de la vésicule naissant jusqu’au point que la déformation mène à un pincement et au bourgeonnement.
- Le complexe Sec23/24 agit comme GAP pour Sar1. L’activité GAP est inhibée jusqu’à ce que les vésicules soient matures; elle est stimulée par la courbature de la membrane. L’hydrolyse du GTP cause Sar1 à retirer son hélice amphilique et à la désagrégation du manteau.
Pour la formation de vésicules avec un manteau COPII, quelle protéine est chargée de recruter COPII, Sec23 et Sec24?
Sar1-GTP
Quel signal va donner le signal pour la désagrégation du manteau des vésicules COPII?
Lorsqu’une certaine courbature est atteinte.
Expliquer comment se fait la désagrégation du manteau COPII.
Quand la membrane de la vésicule a une certaine courbature, l’activité GAP ne sera plus inhiber et hydrolyser le GTP, ce qui va retirer l’hélice amphiphilique et mener à la désagrégation du manteau.
Pourquoi est-ce important que le manteau des vésicules soit détruit à un moment?
Pour que la vésicule puisse se fusionner à d’autres membranes.
Le bourgeonnement des vésicules est initié par quel GEF de la membrane?
Sec12
Comment est appelé le signal sur les protéines produites dans le RE qui indique que ces protéines doivent sortir?
Exit signal
Pour sortir du RE, les protéines doivent interagir avec COPII. Comment est-ce que les protéines solubles le font sachant que COPII est dans le cytoplasme?
Ces protéines interagissent avec des protéines transmembranaires ayant un Exit signal qui elles interagissent avec COPII directement.
Que signifie ERES?
ER exit sites (sites de sortie)
Quelle est la séquence du signal KDEL qui permet la rétention des protéines dans le RE? (4 aa)
Lys-Asp-Glu-Leu
K D E L
Lorsqu’un mannose-6-P est intégré dans une protéine, où doit-elle aller?
Vers le lysosome.
Les signaux de sortie du RE solubles interagissent avec quel type de manteau?
COPII (directement ou indirectement)
Les signaux de sortie du RE se retrouvent-ils seulement dans la lumière du RE?
Non : aussi dans le cytoplasme comme les protéines transmembranaires qui interagissent directement avec COPII.
Nommer les 3 types de signaux pour les protéines transmembranaires.
- Signaux de rétention dans le RE
- Signal de sortie
- Signaux de routage
Les signaux de rétention du RE interagissent avec quel type de manteau?
COPI
Les signaux de routage des protéines transmembranaires du RE interagissent avec quel type de manteau?
Clathrine en complexe
Comment est-ce qu’on s’assure qu’une protéine qui est mal repliée ne sort pas du RE (à part les systèmes ERAF et ERAD)
Le signal de sortie est dans une partie qui doit vraiment bien être repliée. S’il y a un mauvais repliement, la protéine BIP va recouvrir le signal, donc la protéine ne pourra pas sortir.
Expliquer comment la protéine ATF6 peut sortir du RE pour aller vers le noyau lorsqu’il y a trop de protéines mal repliées.
- Même si ATF6 est transmembranaire, son signal de sortie soit localisé dans la partie luminale d’ATF6.
- En temps normal, ce signal de sortie est caché par BiP.
- La séquestration de BiP permet au signal de sortie d’interagir avec un récepteur de chargement.
- Le récepteur de chargement interagit avec le complexe de COPII et ATF6 est apporté dans le Golgi.
Pourquoi est-ce que le transport rétrograde est important?
Permettre la reconstitution de la membrane du RE.
Sur quoi est-ce que les vésicules se déplacent pour aller d’un organite à l’autre?
Sur les microtubules.
Lorsqu’une protéine qui doit résider dans le RE transite accidentellement vers un autre organite, comment se fait le retour de la protéine dans le RE?
Dans le golgi, il y a des protéines réceptrices de KDEL et peuvent interagir directement avec COP-I. Si la protéine avec un KDEL interagit avec son récepteur dans le golgi, elle peut retourner dans le RE.
Le changement de PH rendu dans le RE permet le relâchement de la protéine.
Comment se fait la régulation du pH des vésicules endocytiques?
Via des V-ATPases qui pompent des protons vers l’intérieur
Vrai ou faux : l’intérieur des vésicules est plus acide que le cytoplasme.
Vrai
Vrai ou faux : l’ajout de glucides aux protéines se fait dans l’appareil de golgi.
Faux : se fait dans le RE et continue dans le golgi.
Quelles sont les 3 possibilités pour les protéines sortant du réseau transgolgien?
- Sécrétion directe
- Vers les lysosomes
- Vers les vésicules sécrétoires (contrôle)
Comment les enzymes qui doivent aller dans les lysosomes s’y rendent?
Marquage des protéines avec le mannose-6-phosphate dans le cis-golgi. Le glucide est fixé au récepteur du M6P au pH dans le golgi, mais est libéré au pH de l’endosome tardif qui est plus acide.
Quelles sont les 2 voies sécrétoires de l’exocytose?
- Voie sécrétoire constitutive
- Voie sécrétoire régulée.
Nommer quelques exemples de protéines/molécules sécrétées de façon régulée.
Neurotransmetteurs, hormones, enzymes digestives…
La fusion des vésicules est engendrée par quelle protéine?
SNARE
Quels sont les 2 types de protéines SNARE?
v-SNARE (vésicules, un polypeptide transmembranaire)
t-SNARE (target, 2 ou 3 polypeptides transmembranaires ou périphériques)
Lorsque 2 vésicules SNARE compatibles sont à proximité, que se passe-t-il?
Il va y avoir formation de structures coiled-coil (enroulement) qui va amener les vésicules à proximité pour favoriser la fusion.
Lorsque l’action des SNARE doit être contrôlé, jusqu’à où vont-elles? Et quel signal est nécessaire pour provoquer la fusion de la vésicule à la membrane?
Les SNARE vont s’enrouler un peu jusqu’à avoir un signal grâce au calcium.
Nommer quelques exemples de l’importance d’avoir de l’exocytose régulée.
- Sortie d’insuline rapide quand il y a du glucose
- Relâchement d’histamine quand il y a un pathogène
- Relâchement de neurotransmetteurs au moment approprié.
Quelle est la différence entre la phagocytose et la pinocytose?
La phagocytose mange
La pinocytose boit
Vrai ou faux : la pinocytose se fait continuellement.
Vrai
À quoi sert la pinocytose?
À contrer la perte de liquide due à l’exocytose.
Expliquer brièvement le processus de pinocytose. Quel manteau est utilisé?
La pinocytose commence par les puits recouverts de clathrin. Après le bourgeonnement, les vésicules peuvent fusionner avec les endosomes précoces, donc le liquide extracellulaire peut être bu.
Comment prévient-on le prélèvement trop important de liquide extracellulaire lors de l’endocytose couplée à des récepteurs?
L’accumulation de ces protéines dans les puits permet la concentration des molécules désirée, ce qui permet l’absorption sans prendre trop de liquide extracellulaire.
Quelles sont les 4 étapes permettant la formation du manteau de clathrine?
- L’assemblage du manteau introduit une courbure dans la membrane.
- Les adaptines se fixent à la fois à la clathrine et sur les récepteurs du chargement (aussi des protéines du chargement liées à la membrane).
- La séparation par pincement du bourgeonnement est facilitée par la dynamine, une protéine de liaison au GTP.
- Le manteau des vésicules est rapidement retiré et recyclé.
Comment fonctionne la dynamine?
Forme une spirale autour de la structure jusqu’à ce que ça brise grâce à l’hydrolyse du GTP.
Comment se fait le recrutement de la clathrine dans la formation d’une vésicule pour endocytose couplée à des récepteurs?
La protéine d’intérêt va interagir avec son récepteur qui est transmembranaire. Ces récepteurs peuvent interagir avec la protéine AP-II, qui va elle-même recruter la clathrine.
Comment est-ce qu’un endosome précoce devient un endosome tardif?
L’endosome précoce va se fusionner avec un endosome tardif qui a des V-ATPases qui fournissent des protons acidifiant l’intérieur de la vésicule.
Une mutation qui fait en sorte que l’activité de PCSK9 est plus élevé a quel impact sur le cholestérol?
Niveaux élevés en cholestérol
Expliquer l’impact de PCSK9 sur le niveau de glycérol.
PCSK9 contribue à la dégradation du LDL. Plus il y a de PCSK9, plus on va le dégrader et moins il va y avoir de récepteurs à la surface (car le récepteur n’est pas retourné à la membrane plasmique), donc plus il va y avoir de cholestérol dans le sang.
Quelle est la voie par défaut des récepteurs endocytosés s’ils ne sont pas recyclés dans la membrane plasmique?
La DESTRUCTION
Pour quelle raison la cellule voudrait-elle dégrader certains récepteurs plasmiques?
Pour réduire la sensibilité à certaines hormones ou neurotransmetteurs.
Quel est le signal qui indique que des récepteurs doivent être dégradés dans un endosome? Où se trouve ce signal?
La monoubiquitinylation sur la partie intracellulaire de la vésicule.
Pourquoi est-ce que les récepteurs à la surface de la cellule doivent être dégradés dans des endolysosomes?
Parce que c’est une protéine transmembranaire, on ne peut pas l’envoyer dans le protéasome. Alors, pour la dégradation, il faut y aller avec des endolysosomes.
Le complexe ESCRT est un complexe formé de combien de protéines différentes?
4 : 0-III
Quel serait le rôle de la protéine ESCRT-III?
Ce serait de pincer la membrane pour la refermer et former une vésicule, un peu comme la dynamine, mais vers l’intérieur.
Quel serait le rôle de la protéine ESCRT-0?
Reconnait certains phospholipides sur la surface des endosomes tardifs et la mono-ubiquitine.
Quel est le rôle du complexe ESCRT?
C’est de former des vésicules dans les endosomes renfermant les protéines membranaires à dégrader en reconnaissant un motif de mono-ubiquitinylation.
Pour quelle raison les protéines ESCRT seraient exploitées par les virus?
Permet au virus d’entrer dans la cellule. Certains virus comme le VIH vont utiliser la vésicule comme enveloppe.
Quelles sont les 3 catégories de vésicules?
- Exosomes (30-150 nm)
- Microvésicules (100-1000 nm)
- Vésicules apoptiques (100-5000 nm)
Qu’est-ce qu’est une microvésicule?
C’est une vésicule qui s’est formée en faisant un bourgeonnement de la membrane plasmique, mais vers l’extérieur (invagination vers l’intérieur).
D’où proviennent les exosomes?
C’est lorsqu’un corps multivésiculaire va fusionner avec la membrane plasmique et libérer ses vésicules vers l’extérieur de la cellule au lieu de fusionner avec un lysosome.
Quelles sont les 2 fonctions dont les exosomes ont une importance dans le système immunitaire.
- Présentation d’antigènes
- Activation des cellules immunitaires
Comment est-ce que certains pathogènes comme les nématodes peuvent tirer avantage des exosomes pour inhiber la réponse immunitaire?
Les nématodes peuvent envoyer des exosomes à l’extérieur qui vont fusionner avec les cellules immunitaires. Des miARNs présents dans ces exosomes peuvent inhiber les gènes importants dans les cellules immunitaires.
Nommer les 4 mécanismes de mort cellulaire.
- Apoptose
- Autophagie
- Nécroptose
- Pytoptose
Quel système est impliqué dans l’apoptose et l’autophagie?
ESCRT
Qu’arrive-t-il au niveau de l’organisme si des cellules font juste éclater au lieu de mourir de façon ordonnée?
Inflammation.
Comment sont appelés les signaux sur les cellules qui veulent subir la phagocytose pour leur mort?
Les Eat-me signals.
Quels mécanismes de mort programmée permet l’inflammation?
La nécroptose et la pyroptose.
Quelle protéine permet la pyroptose lorsqu’activée?
Gasdermin
Quelle protéine permet la nécroptose lorsqu’activée?
MLKL
Après activation d’une première protéine, quelles sont les étapes permettant la nécroptose et la pyroptose?
Il va y avoir formation de pores dans la membrane plasmique grâce à l’oligomérisation des protéines.
Le calcium et l’eau vont entrer dans la cellule et la faire éclater, ce qui va causer la mort et le relâchement de DAMPs (Danger associated molecular patterns) qui induisent l’inflammation.
Que sont les DAMPs?
Danger associated molecular patterns
Le processus de sauvegarde dans la nécroptose et la pyroptose se fait grâce à quel système? Comment?
Se fait avec ESCRT.
Formation de trous dans la membrane plasmique. Le système ESCRT va refermer le trou si MLKL/gasdermin est faible et envoyer une pseudovésicule avec des trous à l’extérieur.
L’autophagie est issue d’une fusion entre quoi?
Une vésicule spécialisée (autophagosome) et un lysosome.
Qu’est-ce qu’est un phagophore?
Vésicule plate qui va entourer une chose à autophagier et qui va se refermer. Forme une vésicule à 2 membranes.
Quel motif est ajouté sur les organites à autophagier?
Une polyubiquitination.
Qu’est-ce qu’est la xénophagie?
Autophagie des pathogènes dans la cellule.
Quelles sont les 3 stratégies de recrutement des phagophores?
- Des protéines adaptatrices sur la surface de la structure à dégrader qui lient directement LC3 sur le phagophore.
- Protéines adaptatrices (ex. p62), qui font un lien entre la cible et LC3.
- Liaison d’ubiquitine sur la surface de ce qui est à dégrader par la p62 (ubiquitin-binding protein).
Nommer des exemples de cargaisons qui peuvent subir l’autophagie.
- Protéines
- Agrégations de protéines
- Mitochondries
- RE
- Ribosomes
- Lysosomes
- Structures nucléaires
- Peroxysomes
- Gouttelettes lipidiques
- Pathogènes
Quelles sont les 2 sortes de macroautophagie? Les différencier.
- Non-sélective : engouffrement de n’importe quoi lorsque la cellule manque d’énergie.
- Sélective : reconnaissance de gros (ex : une mitochondrie) qui doit être dégradé. La dégradation se fait de façon ordonnée.
Quel serait le risque de la macroautophagie des mitochondries qui serait désordonnée et laisserait sortir son contenu?
Libération de ROS.
Qu’est-ce qu’est la microphagie?
Ça ressemble à la production de corps multi-vésiculaires. Elle se fait directement sur le lysosome. Invagination, puis coupure de membrane mène à une petite vésicule à l’intérieur formée.
La micro-RE-phagie implique quel complexe?
ESCRT.
Quand le système ERAD ne peut plus fournir parce qu’il y a trop de protéines mal repliées, quel mécanisme peut intervenir?
La micro-RE-phagie
Quel serait l’avantage d’utiliser la micro-RE-phagie dans le cas où il y a trop de protéines mal repliées par rapport au système ERAD?
Plus facile de juste isoler les protéines mal repliées et de les envoyer dans une vésicule se faire dégrader dans le lysosome que de les dégrader une par une par des protéasomes.
La nucléophagie sert de contrôle de qualité pour quelles protéines?
Les pores nucléaires
Pour la nucléophagie, qu’est-ce qui est utilisé pour refermer le trou?
Au lieu d’utiliser ESCRT, un morceau de phagophore est placé sur le trou et quand il y a fusion de cette vésicule avec la membrane du lysosome, le trou se referme et il y a dégradation de la partie de la membrane nucléaire.
Quel est le phospholipide qui compose principalement les vésicules?
Phosphatidylinositol ou sous sa forme Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP)
Pourquoi est-ce que le phosphatidylinositol est souvent utilisé comme second messager et dans des voies de signalisation?
Parce qu’il existe plusieurs formes différentes selon la phosphorylation!
En quoi est-ce que d’avoir plusieurs formes de PIP est avantageux dans le transport des vésicules?
Parce que des récepteurs reconnaissent les différentes formes de ces protéines, ce qui permet d’envoyer les vésicules aux bonnes places.
Les molécules qui reconnaissent le PIP sont souvent impliquées dans quels mécanismes?
Dans le transport des vésicules.
Quelles enzymes (2) permettent de changer le groupement de tête des PIP?
Phosphatases et kinases.
Vrai ou faux : le PIP sur les vésicules peut changer plusieurs fois de conformation selon où il s’en va et à quelle étape la vésicule est rendue dans son cheminement.
Vrai
Les Rab GTPases ont quel rôle dans la cellule?
Adressage.
Les protéines Rab liées au GDP sont-elles cytosoliques ou membranaires?
Cytosoliques
Deviennent membranaires lorsque liées au GTP.
Nommer quelques exemples d’effecteurs Rab.
- Protéines adaptatrices
- Kinases
- Phosphatases
- Protéines motrices
- GAP et GEF
Les protéines Rab peuvent interagir avec les membranes lorsqu’elles sont liées au GDP ou au GTP?
GTP
Pour la fusion des vésicules, les Rabs doivent interagir avec quelles protéines?
Les SNAREs
Comment se fait le recrutement de vésicules par Rab pour la fusion?
Des protéines pouvant interagir avec Rab vont interagir avec un Rab sur la vésicule et un autre sur la membrane cible pour ‘‘l’arrimage’’. Il y aura après une interaction avec les protéines SNARE qui vont éventuellement permettre la fusion.
Vrai ou faux : lorsqu’une membrane acquiert un Rab (ex: Rab5), ce même Rab va toujours rester sur la membrane.
Faux : l’identité du Rab change.
Quels sont les 4 mécanismes importants dans le changement fluide de Rab?
- Couplage d’effecteurs
- Rétroaction positive
- Conversion de Rab
- Couplage d’Activation
Expliquer le couplage d’effecteurs des Rab.
Un RabX sur une membrane va recruter une protéine effectrice qui a comme rôle d’interagir avec un autre Rab pour permettre le recrutement, l’arrimage et la fusion des membranes.
Donc, interactions avec plusieurs Rab.
Comment est appelé le mécanisme permettant le recrutement de Rab5 sur une vésicule qui n’a pas de Rab?
Rétroaction positive.
Comment se fait la rétroaction positive de Rabs? (4)
- Lors de la formation de vésicules, il y a déjà du Rab5-GEF, qui va recruter le Rab-GEF GTPase. Échange de GDP en GTP qui permet d’avoir une hélice amphipatique qui va se lier à la membrane.
- Un des effecteurs du Rab5-GTP, le PI 3-kinase va convertir le PI en PI3P (aide à changer l’identité de la membrane et permet le recrutement d’autres effecteurs)
- Rab-GTP va recruter encore plus de Rab-GEF (rétroaction positive).
- Recrutement d’autres effecteurs comme ceux qui recrutent les manteaux de clathrine.
Qu’est-ce qui différencie le couplage d’activation de la rétroaction positive pour le Rab?
Le couplage d’activation ressemble rétroaction, mais au lieu d’avoir recrutement Rab5-GEF par Rab5, il peut y avoir le recrutement du Rab-GEF d’un autre Rab.
Quel mécanisme est impliqué dans la conversion de Rab?
Hydrolyse du GTP
Quelle est l’utilité de faire une conversion de Rab?
Changer la fonction.
Comment se fait la conversion de Rab?
Éventuellement, Rab5 va recruter Gab7-GEF (par couplage d’activation), ce qui va permettre le recrutement de Rab7 qui va s’insérer dans la membrane.
Quand il y a beaucoup de Rab7 : conversion de Rab. Recrutement de Rab5-GAP qui va hydrolyser le GTP en GDP et empêcher le Rab5 de se lier à la membrane.
