Chapitre 7 Flashcards
Différentes signales pour la communication entre cellules
Protéines Petits peptides Acides Aminés Nucléotides Stéroides Rétinoides Cannabinoides Acides gras et dérivés Molécules gazeuses (NO2, CO2,..)
Les signales vont ou? (3)
- La plupart relarguent dans le milieu extracell. par exocytose
- Émises par diffusion à travers la membrane plasmique
- Exposées à la surface externe de la cellule
Dans tous les cas, comment la cellule cible répond à les signaux?
Par l’intermédiaire de récepteurs spécifiques qui lient la molécules signale.
La communication implique quoi? (4 et petit explication)
- Molécule de signalisation : fixe sur récepteur
- Récepteur : peut être dans le noyau
- Transducteurs intracellulaires du signal : messagers qui transportent molécules aux effecteurs
- Cibles: protéines effectrices
La cellule répond-t-il à un signal unique?
NON, un profil complexe de molécules de signalisation : crosstalk
C’est quoi le crosstalk? Entre quelles compartiments peut-il intervenir? Exemple de crosstalk?
-Communication entre différentes molécules et cellules
-Peut intervenir entre:
Noyau-Mitochondrie
RE-Noyau
Ex: Cytokines
Exemple de molécule de signalisation particulière (et 4 rôles)
Acétycholine: neurotransmetteur
- Rôle dans le système nerveux, l’activité musculaire et dans la respiration
- Permet la transmission de l’influx nerveux
- Facilite la respiration en augmentant la sécrétion de salive
- Permet contraction musculaire (par Ca2+) des muscles et limite contraction des cellules cardiaques
Différents mécanismes de régulation des cellules pour réguler leur sensibilité à un signal (5)
- Séquestration du récepteur
- Sous-expression et destruction du récepteur
- Inactivation du récepteur
- Inactivation de la molécule de signalisation
- Production de protéines inhibitrices.
2 types de signaux (et sous-types)
Signaux contact-dépendants
Signaux de sécrétion : Autocrine, Paracrine, Endocrine
Autocrine
Amplifie une réponse en induisant de nombreuses cellules semblables à répondre de la même manière (réponse coordonnée)
Paracrine
Dans l’environnement proche de la cellule. Rapidement captées, détruites ou immobilisées.
Endocrine
Exerce de multiples effets sur l’organisme en affectant de nombreux tissus
Dans tous les cas, la molécule se signalisation doit se fixer ou?
À un récepteur : une protéine qui lie une molécule et initie une cascade de signalisation.
Ou sont les récepteurs (2 cas et explication)
- Protéines transmembranaires présentes sur la surface de la cellule cible: lient molécule signale extracel., les activent et génèrent différents signaux intracel. qui altèrent le comportement de la cellule.
- À l’interieur de la cellule cible et la molécule doit entrer pour se lier : molécule de signalisation doit être petite assez et hydrophobe pour traverser.
Le temps de la réponse à la molécule signale extracellulaire dépend de quoi?
- La façon dont le signal est délivré
- La nature de la réponse de la cellule cible
Enzymes qui modifient des protéines
Kinases/phosphatase
Acétylase/désacétylase
Enzymes qui modifient les lipides
Phospholipases
Phosphatidyinositol linase
Enzymes qui modifient les nucléotides
Cyclases/phosphodiestérase
3 classes principales de récepteurs cellulaires de surface
- Récepteurs couplés un canal ionique
- Récepteurs à activité enzymatique associée
- Récepteurs couplés aux protéines G
Récepteurs couplés à un canal ionique, impliqués dans quoi?
La transmission rapide des signaux à travers de la synapse entre deux cellules électriquement excitables
La transmission par les récepteurs couplés à un canal ionique: se fait par quoi?
Neurotransmetteurs: -Cathécholamines -Sérotonine -Acideds Aminés -Acétylcholine -Adénosine Ouvrent ou ferment transitoirement les canaux ioniques sur lesquels ils se fixent
Récepteurs à activité enzymatique associée
Peuvent posséder une activité enzymatique intrinsèque (dans le cytoplasme) ou lorsqu’ils lient un ligand, développent une activité enzymatique
5 classes principales (récepteur activité enzymatique) selon quoi?
Le type d’effecteur
Cible
Type de relation entre le récepteur et l’enzyme
Récepteurs tyrosine kinase : fréquents pour quoi?
Les principales hormones peptidiques
Récepteurs sérine/thréonine kinase : se lient à quoi? phosprolyent quoi?
Une 40e de protéines humaines dont TGF-B : type de cytokine.
Phosphoryle le groupement OH de sérines ou thréonines
Étapes des récepteurs sérine/thréonine kinases
- Dimérisation après fixation du ligand
- Phosphorylation
- Recrutement et phosphorylation de Smad 2 ou Smad 3
- Se lie à Smad4, puis le complexe ainsi formé se rend jusqu’au noyau et agit sur la transription
Récepteurs couplés aux protéines G : Forment quoi? Sont formés de quoi?
Forment la plus grande famille de récepteurs membranaires de la surface cellulaire
Sont formés de sept segments transmembranaires (récepteurs serpentine)
Les récepteur couplés aux protéines G font l’élaboration des signaux intracel. par quoi?
Par l’intemédiaire d’une GTPase hétérotrimérique.
Récepteurs couplés aux protéines G : Ligands
Le rétinal activé par un photon, les molécules odorantes, les lipides, les hormones polypeptidiques et facteurs de croissance, adrénaline, etc…
Trois sous-unités des protéines G et leurs caractéristiques
Ga (39-45 kDa) : fixe GTP, constitué de faisceaux d’hélices a formant une poche de liaison nucléotidique
GB (32 kDa): sept feuillets B antiparallèles appelés WD-repeats : forment une hélice impliquée dans les interactions entre protéines
Gy (8kDa) : petite chaine de 72 AA dont 54 constituent de motif GGL (G protein Gamma sudunit-like motifs)
Comment la protéine G se lie à la membrane?
Par les queues lipidiques (généralement ss-unités a et y)
Comment les ss-unités a, B et y se lient? (protéines G)
B et y forment un dimère indissociable, mais le a peut se dissocier.
Synthèse des sous-unités a et y (protéines G)
a et y sont synthétisées dans le cytosol et se lient de manière covalente avec des acides gras membranaires, ce qui leur pemet de s’insérer dans la membrane ou d’autres compartiments cellulaires.
Étapes du transfert du signal jusqu’à son action (protéines G)
1) Activation du récepteur (ligand se fixe au RCPG et l’active)
2) L’activation déclenche l’action transductrice des protéines G. Échange de GDP en GTP (ss-unité a), provoque dissociation du trimère en 2 groupes: a-GTP et B-y
3) Les deux groupes modulent l’activité de nombreux effecteurs. Hydrolyse du GTP induit la trimérisation
Effecteur?
Protéines qui change quand un ss-unité se lie dessus
Exemples d’effecteurs primaires
Enzymes, canaux ioniques
Étape de plus pour le transfert du signal de la protéine G?
Intervention de protéines régulatrices des protéines G qui arrêtent la réponse couplée aux protéines G
Les effecteurs primaires produisent quoi?
Des 2e messagers qui déclenchent l’action d’effecteurs secondaires.
Qui jouent le rôle de 2e messagers dans les cellules eucaryotes?
AMPc et GMPc
Le second messager AMPc fait quoi?
Active protéine kinase AMPc dépendante (PKA, effecteur secondaire) qui agit sur une protéines cible et le modifie, ce qui change le comportement de la cellule.
Les différentes fonctions des protéines G
Gs : stimulantes
Gi/o: inhibitrices
Gq : agissent sur phospholipases C
G12/13 : agissent sur canaux ioniques
Fonctions des protéines G dépendent de quoi?
La structure : association différente entre les 23 types de ss-unités a, les 6 ss-unités B et les 12 ss-unités y.
La voie de l’adénylate cyclase régule quelles fonctions?
- Métabolisme des sucres
- Métabolisme des acides gras
- Synthèse et sécrétion d’hormones
- Contraction musculaire
Qu’est-ce qui arrive en cas de hypoglycémie ou de stress?
Dégradation du glycogène dans le foie et les muscles. Le glucagon et l’Adrénaline se lient à 2 RCPG différents, mais les deux activent la même proténe Gs qui active l’adénylate cyclase, et les deux hormones peuvent se lier à leurs récepteurs.
La régulation de l’adénylate cyclase permet quoi?
Un contrôle précis du taux d’AMPc.
Intervention de Gs ou Gi selon le besoin.
La sous-unité By est identique dans ce cas.
Dépend de l’hormone qui se lie.
Qu’est ce qui arrive dans les cellules adipeuses?
La dégradation des triglycérides est stimulée par la liaison de l’adrénaline, du glucagon ou de l’hormone adrénocorticotropique à des récepteurs distincts : activent l’adénylate cyclase.
Quelles molécules permettent l’inhibition de l’adénylate cyclase?
Prostaglandine
E1
Adénosine
Structure de l’adénylate cyclase
Plusieurs segments transmembranaires avec deux domaines cytosoliques qui convertissent l’ATP en AMPc.
Les segments trans. ont chacuns 6 hélices a : permettent l’ancrage.
Domaines : activité catalytique et régulatrice.
Forskoline
active adénylate cyclase sans passer par les protéines G
Qu’est-ce que l’adénylate cyclase fait après avoir été activé par protéine G?
Produit AMPc (second messager)
Les effets de AMPc dépendent de quoi?
l’activation de la protéine kinase AMPc dépendante qui phosphoryle différentes protéines cibles dans différents types cellulaires.
PKA inactive?
Tétramère avec deux sous-unités régulatrices (R) et deux sous-unités catalytiques (C).
Chaque R se lie au site actif de C et l’inhibe.
Comment les ss-unités R sont reliés?
par un domaine dimérisation/arrimage
Comment le PKA est-il activé?
par la liaison de l’AMPc.
Chaque sous-unité R possède quoi?
deux sites distincts de l’AMPc : CNB-A et CNB-B
Qu’est-ce qui déclenche l’activité de la kinase?
Changement de conformation de la sous-unité R qui libère les sous-unités C.
Interaction coopérative
liaison d’un AMPc à CNB-B facilite un deuxième liaison du AMPc sur le CNB-A.
Qu’est-ce qui arrive quand il y a liaison des quatre AMPc sur leur R?
Changement de conformation qui libère les sous-unités catalytiques (C) et enlève l’inhibition.
Qu’est-ce que les sous-unités C peuvent faire après avoir été libérer?
Peut aller phosphoryler d’autres protéines.
Exemple de la voie de l’Adénylate cyclase
Métabolisme du glycogène:
PKA phosphoryle la glycogène synthase et l’inactive qui permet d’arrêter la syntèse de glycogène et de faire la dégradation.
L’activation de PKA permet quoi au niveau de l’adrénaline? Et ou?
Foie: dégradation de glycogène
Adipocytes : dégradation des lipides
Muscle cardiaque: augmente rythme des contractions.
PKA phosphoryle toujours quels résidus?
Sérine et Thréonine
Exemple de récepteur qui fixe l’adrénaline et permet l’amplification du signal?
Récepteurs B-adrénergique
Étapes de l’amplification du signal adénylate cyclase
1) Complexe adrénaline-RCPG active 100 molécules Gs
2) Chaque complexe Gs-GTP active une molécules adénylate cyclase
3) Synthèse d’AMPc tant que le Gs-GTP reste attaché
4) Environ 2 millions de molécules AMPc produites par les cellules.
Le PKA peut stimuler quel effet à long terme? Exemple?
Expression de beaucoup de gènes.
Ex: L’expression d’enzymes impliqués dans la néoglucogénèse.
Tous les gènes régulés par le PKA contiennent quoi?
Une séquence d’ADN appelée l’élément de réponse à AMPc (CRE) : lie un facteur de transcription CREB (CRE binding) phosphorylé par la PKA présent dans le noyau.
Qu’est-ce qui arrive quand il y a tauc élévé de AMPc? (4)
- Libération de ss-unité C de la PKA
- Certaines ss-unités traversent le noyau
- Phosphoryle une sérine de CREB
- CREB se lie aux séquences d’ADN contenant CRE.
Ca2+ : rôle? qu’est-ce qui agit sur la [Ca2+] ? Comment le taux de Ca2+ est maintenu?
Rôle: régulation de signaux
RCPG peut agir sur [ ]
Taux maintenu dans la cellule grâce à des ATPases qui fonctionnent en continu.
Effets (3) d’une petite augmentation de Ca2+
- Sécrétion hormonale par les cellules endocrines
- Sécrétion d’enzymes digestives (pancréas)
- Contraction musculaire
La thrombine?
Enzyme de cascade de coagulation sanguine.
Se lie à un RCPG des plaquettes et provoque une augmentation de Ca2+ : agrégation des plaquettes et coagulation
Importante voie de transduction du sginale qui se traduit par une élévation de Ca2+?
Activation de RCPG d’une phospholipase C, qui génère deux seconds messagers importants à partir du phosphatidylinositol
Formation de phosphatidylinositol 1,5-biphosphate (PIP2)?
Groupe inositol dans le cytosol peut être phosphorylé/déphosphorylé à différentes places par des kinases/phosphatases
Action du phospholipase C sur le phosphatidylinositol 4,5-biphosphate
Clivage en deux molécules, une reste attaché à la membrane et l’autre est relâchée dans le cytosol.
Deux molécules:
1,2 diacylglycérol (DAG)
Inositol 1,4,5-triphosphate (IP3)
Voie des IP3/DAG
En réponse à une activation hormonale d’un RCPG, les ss-unités Ga (protéines Gq) se dissocient du complexe GBy et activent la phospholipase C dans la membrane.
Effets de l’IP3
RCPG active phospholipase C
Ca2+ cytosolique augmente
Si Ca2+ absents, libération de Ca2+ par le RE grâce à un canal Ca2+ dépendant de l’IP3 à la membrane du RE.
Canal Ca2+ dépendant de IP3 : structure?
Grande protéine constituée de 4 sous-unités identiques.
Chaque ss-unité contient un site de liaison à l’IP3 dans leur domaine cytosolique N-terminal.
Effets du DAG
DAG reste associé à la membrane plasmique : active les PKC.
Hausse de Ca2+ = translocation de PKC au feuillet cytosolique de la membrane et peut donc intéragir avec le DAG associé à la membrane.
Activation de PKC dépend de quoi?
PKC fait quoi?
- Dépend des ions Ca2+ et de DAG
- PKC phosphoryle certains facteurs de transcriptions qui activent la division cellulaire.
Complexe Calmoduline Ca2+ (structure, étapes, régulation)
- Petite protéine cytosolique qui cause des effets cellulaires des ions Ca2+.
- Ca2+ se lie sur quatre sites de la calmoduline, donne un complexe qu intéragit avec des enzymes et protéines et module leurs activités.
- Régule la phosphodiéstérase de l’AMPc en mettant fin à son activité
Oxyde nitrique : impliqué dans quoi?
Molécule naturelle de signalisation
Impliqué dans le relâchement des muscles lisses : traitement à la nitroglycérine pour soulager les angines de poitrines.
Étapes de l’oxyde nitrique
Récepteur de protéine G fixe acétylcholine, active phospholipase C, augmente Ca2+.
Ca2+ fixe la calmoduline et le complexe formé active NO synthase qui forme NO à partir de O2 et arginine.
Effet du NO : passe par quelle molécule? Effets de cette molécule sont assurés par quoi? PKG phosphoryle quoi?
- Effet passe par le messager secondaire GMPc, formé par un récepteur intracellulaire du NO exprimé dans les cellules musculaires lisses.
- Effets de GMPc sont assurés par Protéine Kinase G
- PKG phosphoryle une myosine phosphatase ce qui l’active: la chaine légère de la myosine est déphosphorylé et il y a inhibition du complexe actine-myosine et relâchement de la cellule.
Protéines G monomériques : associées à quoi?
Nombreuses fonctions cellulaires différentes (pas seulement signalisation) et une seule sous-unité qui participe à l’activation/désactivation
Six familles des protéines G monomériques et rôles
- Arf: forme vésicules
- Rab: ciblage et fusion des vésicules
- Ran: transport nucléaire
- Ras: transduction des signaux de facteurs de croissance
- Rho: régulation du cytosquelette d’actine
- Sar: formation vésiculaire
Exemple de Ras
- Cycle des GTPases: nécessite certaines protéines de régulation.
- GEF remplace GDP pour GTP
- GAP permet l’hydrolyse de GTP en GDP, donc désactive protéine G
Le Ras fait le lien entre quoi? Résultat?
La signalisation par un récepteur tyrosine kinase et d’autres protéines dans les voies de signalisation
-Résultat: prolifération cellulaire
Un signal extracellulaire active le récepteur Ras, qu’est-ce qui arrive?
Recrutement d’une protéine adaptatrice (Grb-2) et d’une Ras-GEF qui échange GDP pour GTP et active Ras, ce qui permet la signalisation.
