Cellular Communication Flashcards
Dans quelles circonstances une cellule peut répondre rapidement à un signal
extracellulaire de manière efficace?
LES SIGNAUX EXTRACELLULAIRES PEUVENT AGIR LENTEMENT OU RAPIDEMENT:
Réponse rapide:
L’acétylcholine peut faire contracter un muscle en millisecondes (mène à l’ouverture de canaux ioniques)
L’AMPc active PKA, qui ensuite active la phosphorylase kinase, qui à son tour active la
glycogène phosphorylase, qui dégrade le glycogène en glucose soluble
Il y a plusieurs étapes, mais comme cela n’implique pas la transcription ni une nouvelle synthèse protéique, la réaction est très rapide (quelques secondes à quelques minutes
La PKA reste dans le cytoplasme et module l’activité des enzymes par phosphorylation → Réponse rapide (secondes à minutes)
Réponse lente:
Un facteur de croissance promeut la division cellulaire en augmentant la transcription génique et la synthèse protéique, ce qui peut prendre des heures
La PKA se rend au noyau et va phosphoryler des protéines régulatrices de gènes pour activer (modifier) la transcription → Réponse lente (minutes à heures)
Quels types de récepteurs sont responsables de l’interaction avec les hormones stéroïdiennes?
Voyagent de manière endocrine dans le sang, liées à des protéines de transport
Hormones lipophiles (hydrophobes) → traversent la membrane cellulaire pour se lier à des récepteurs, soit dans le noyau, soit dans le cytoplasme
Récepteur est normalement présent dans la cellule sous forme inactive, lié à une protéine
Inhibitrice qui se dégagera au moment de la liaison ligand-récepteur
Ces récepteurs se nomment récepteurs nucléaires
Régulateurs de la transcription dans le noyau
Avec quels types de récepteurs les molécules signal hydrophiles interagissent-elles?
Hydrophiles:
Ne peuvent pas traverser la membrane cellulaire
Peuvent circuler aisément dans les milieux aqueux
Ces messagers doivent donc se lier à des récepteurs exprimés à la surface de la membrane cellulaire.
Quelles caractéristiques définissent les récepteurs couplés aux protéines G?
Récepteur lié à une protéine G trimérique (GPCR : G protein-coupled receptor)
!!!Récepteurs à 7 passages transmembranaires!!!
!!!Récepteurs à 7 passages transmembranaires!!!
Contient aussi un domaine extracellulaire, intra-membranaire et intracellulaire
Molécule de signalisation reconnaît le domaine extracellulaire et le récepteur change de conformation.
change alors de conformation et recrute les protéines G associées au GDP
le récepteur induit un changement de conformation dans la sous-unité α qui remplace son GDP par un GTP.
active la sous-unité α ainsi que la sous-unité βγ qui se détachent et peuvent se lier à
des protéines cibles dans la membrane
50% des médicaments ciblent des GPCR
700 GPCR chez l’humain
THE G PROTEIN = composée de 3 sous-unités: α, β, γ
La sous-unité α est active sous sa forme GTP
La sous-unité α a une activité GTPase
La sous-unité α est inactive sous sa forme GDP
Quelle sous-unité de la protéine G est responsable de l’activité GTPase?
La sous-unité α est active sous sa forme GTP
La sous-unité α a une activité GTPase
Principe de base de la signalisation cellulaire est que le signal doit être désactivé pour pouvoir être réactivé.
Cela permet le contrôle des voies de signalisation
Activation:
sous-unité α activée (liée au GTP) se lie à une protéine cible →
l’adénylate cyclase ou la phospholipase C (PLC)
Adenylate Cyclase → génère comme messager secondaire l’cAMP à partir de l’ATP
cAMP = cyclic AMP
AMPc phosphodiestérase hydrolyse l’AMPc
La sous-unité α est inactive sous sa forme GDP
Comment est activée la voie de signalisation impliquant la PKA?
Une des enzymes activées par les protéines G trimériques est l’adénylate cyclase qui synthétise
l’AMP cyclique (cAMP) à partir de l’ATP.
Ceci augmente les niveaux d’AMPc dans la cellule
L’AMPc diffuse librement et peut se lier à des enzymes dans le cytoplasme ou dans le noyau
Pour éliminer le signal, une deuxième enzyme, l’AMPc phosphodiestérase hydrolyse l’AMPc
La PKA est un hétérotétramère de 4 sous-unités :
- 2 sous-unités régulatrices
- 2 sous-unités catalytiques
2 molécules d’AMPc se lient à chaque sous-unité régulatrice
L’AMPc se lie et active la Protéine Kinase A (PKA)
Sous-unités régulatrices se dissocient des sous-unités catalytiques qui deviennent alors actives
Quelles sont les caractéristiques distinctives des récepteurs associés à une enzyme?
- Possède une fonction enzymatique ou est lié à une enzyme, souvent la tyrosine kinase
- Réactions lentes car elles impliquent la transcription de gènes
- Domaine enzyme ou d’interaction avec une enzyme intracellulaire
- Passent 1 seule fois au travers de la membrane
- Ex. EGF-receptor (Epithelial growth factor), Insulin-receptor, IGF-1 receptor,
NGF-receptor (Neuronal growth factor), FGF-receptor (Fibroblast growth factorSouvent des facteurs de croissance, facteurs mitogènes, facteurs de
différenciation cellulaire, signaux de survie
La liaison d’une molécule de signalisation extracellulaire mène à la dimérisation du récepteur
sous forme de dimère met en contact les domaines kinase, ce qui provoque la phosphorylation réciproque (autophosphorylation) des tyrosines spécifiques dans les domaines cytosoliques:
Chaque tyrosine phosphorylée sert de site de liaison spécifique pour une molécule de signalisation intracellulaire qui relaie le signal:
COMPLEXE DE SIGNALISATION:
Different proteins associate with the COMPLEXE DE SIGNALISATION:
- PI3-Kinase
- Ras-GEF (convert GDP to GTP)
- Phospholipase C (PLC)
- Protéines adaptatrices
SH2 Domain binds to the Phosphorylation
SH3 domain bons to the target molecule
Dans l’ensemble, quelles voies cellulaires sont généralement activées par les récepteurs couplés à une enzyme?
Souvent des facteurs de croissance, facteurs mitogènes, facteurs de différenciation cellulaire, signaux de survie, prolifération cellulaire
Réactions lentes
Quel est le rôle de la protéine RAS et comment sa régulation est-elle assurée?
Protéine adaptatrice recrute une protéine activatrice de RAS, une RAS-GEF qui stimule l’échange de la forme GDP en GTP
RAS stimule plusieurs voies de signalisation (voie MAP kinase)
RAS contient un groupe lipidique (en noir) qui lui permet de s’ancrer à la membrane plasmique
RAS ROLE:
GAP:
GTPase Accelerating Protein →
Hydrolyse GTP en GDP →
Désactive Ras
Une protéine Ras, active un module de signalisation constitué de 3 kinases (MAPKKK)
Une cascade de phosphorylation s’ensuit, utilisant l’ATP : MAPKKK phosphoryle et active
MAPKK qui phosphoryle et active la MAP-kinase.
MAPK phosphorylases many effector proteins.
changements d’expression génique et d’activité des protéines mènent à des changements profonds comme la prolifération ou autres comportements cellulaires
Quels facteurs et enzymes participent à la signalisation de survie?
Un signal extracellulaire de prolifération et de survie comme l’insuline active un RTK qui recrute et active la PI3-kinase
PI3-kinase phosphoryle un phospholipide inositol à la membrane
L’inositol phosphorylé attire des protéines intracellulaires de signalisation comme AKT, impliquant deux kinases, PDK et mTOR
Une fois activée, AKT est libérée de la membrane plasmique et phosphoryle en aval différentes protéines sur des sérines et thréonines
L’activation d’AKT stimule la survie.
Une des voies est l’activation de Bcl2 par l’inactivation de Bad
BCL2 → Inhibitor of Apoptosis
Sous sa forme non-phosphorylée, Bad stimule l’apoptose en se liant à et en inhibant la protéine anti-apoptotique Bcl2.
Quand Bad est phosphorylée par AKT, elle libère Bcl2 qui peut ainsi bloquer l’apoptose et promouvoir la survie
