Communication intercellulaire

Question 1

Quels types de récepteurs sont des protéines transmembranaires comprenant plusieurs domaines transmembranaires?

Answer 1

1) Récepteur canal ionique ligand-dépendant

2) Récepteur couplé aux protéines G (récepteurs GPCR)

Question 2

Quels types de récepteurs sont des protéines transmembranaires comprenant un seul domaine transmembranaire?

Answer 2

Récepteur catalytique

Question 3

Quels types de récepteurs reçoivent des messagers hydrosolubles?

Answer 3

1) Récepteurs canal ionique ligand-dépendant
2) Récepteur GPCR
3) Récepteur catalytique

Question 4

Quels types de récepteurs sont des protéines intracellulaires?

Answer 4

Des récepteurs nucléaires, dont les messagers sont des molécules liposolubles.

Question 5

Qu’est-ce que le mode d’action paracrine?

Answer 5

Mode d’action par lequel un messager est sécrété dans l’espace interstitiel et agit sur une cellule voisine.

Question 6

Qu’est-ce que le mode d’action autocrine?

Answer 6

Mode d’action par lequel un messager est sécrété dans l’espace interstitiel et agit sur la cellule qui l’a produit.

Question 7

Qu’est-ce que le mode d’action endocrine?

Answer 7

Mode d’action par lequel un messager peptidique est sécrété dans le sang et agit sur une cellule située à distance de la cellule qui l’a produit.

Question 8

Quels sont les types de ligands se liant aux récepteurs de protéines G?

Answer 8

1) Hormones hypothalamiques
2) Glucagon
3) Gastrine
4) Sécrétine
5) Ang II
6) Catécholamines (ex: adrénaline)
7) Neurotransmetteurs

Question 9

De quelles sous-unités se composent les protéines G? Quelle sous-unité interagit avec les effecteurs?

Answer 9

1) Alpha
2) Bêta
3) Gamma

La sous-unité alpha, lorsqu’elle est activé par le GTP, interagit avec des protéines effectrices (ex: adénylate cyclase ou phospholipase C) pour les stimuler ou les inhiber.

Question 10

Quelles sont les formes active et inactive du complexe de protéine G avec ses sous-unités.

Answer 10

Forme inactive: la sous-unité alpha est lié au GDP et aux autres sous-unités.

Forme active: l’interaction du complexe de protéine G avec le récepteur GPCR provoque l’échange du GDP pour le GTP et ainsi la dissociation du complexe αβγ. La forme active du complexe est donc la forme GTP-α dans laquelle la sous-unité α est dissociée des autres sous-unités.

Question 11

Décrire le mécanisme d’action des GPCRs.

Answer 11

1) Le messager (ligand) se lie au récepteur, ce qui change sa conformation
2) Le récepteur peut ainsi interagir avec une protéine G
3) La protéine G échange le GDP pour le GTP
4) La sous-unité α se dissocie des sous-unités β et γ
5) Les sous-unités α désormais active interagit avec des protéines effectrices (adénylate cyclase, phospholipase C)

Question 12

Quelles sont les principales protéines effectrices des protéines G?

Answer 12

L’adénylate cyclase et la phospholipase C

Question 13

Donner les caractéristiques de l’adénylate cyclase.

Answer 13

1) Enzyme membranaire
2) Activée par Gα-GTP
3) Catalyse la conversion d’ATP en AMP cyclique

Question 14

Quel est le rôle de l’AMP cyclique

Answer 14

L’AMP cyclique est un second messager qui se lie et active la protéine kinase A (second effecteur) en se fixant à des canaux ioniques.

Question 15

Quel est le rôle de la protéine kinase A?

Answer 15

La protéine kinase A est un second effecteur qui phosphoryle d’autres protéines pour amener des réponses biologiques.

Question 16

Donner les caractéristiques de la phospholipase C.

Answer 16

1) Enzyme membranaire
2) Activée par Gα-GTP
3) Hydrolyse la conversion du PIP2 (phospholipide membranaire) en DAG et en IP3

Question 17

Quel est le rôle du DAG?

Answer 17

Le DAG est un second messager qui active la protéine kinase C (second effecteur), qui pourra alors phosphoryler d’autres protéines et amener des réponses biologiques

Question 18

Quel est le rôle de l’IP3?

Answer 18

L’IP3 est un second messager qui se fixe à un canal calcique ligand-dépendant du réticulum endoplasmique, ce qui permet la sortie du calcium intracellulaire.

Question 19

Quel est le rôle du Ca2+?

Answer 19

Le Ca2+ est un second messager qui se lie à la calmoduline et l’active.

Question 20

Quel est le rôle de la calmoduline active?

Answer 20

La calmoduline active peut désormais interagir avec la protéine kinase dépendante à la calmoduline (second effecteur), ce qui active cette dernière et lui permet de phosphoryler d’autres protéines et mener à des réponses cellulaires biologiques.

Question 21

Comment le Ca2+ est capable d’activer la calmoduline?

Answer 21

L’interaction entre le Ca2+ et la calmoduline entraîne un changement de conformation de la calmoduline qui lui permet d’interagir avec d’autres protéines comme les kinases.

Question 22

Vrai ou Faux. Le récepteur GPCR subit et provoque plusieurs phosphorylations.

Answer 22

Faux. Le récepteur GPCR ne subit pas de phosphorylation et ne phosphoryle aucune protéine intracellulaire.

Ces rôles sont plutôt attribuables aux protéines kinases (seconds effecteurs) qui, une fois activées directement et indirectement par des seconds messagers (AMPc, IP3, Ca2+ et DAG), phosphorylent des protéines pour mener à des réponses biologiques.

Question 23

Pourquoi dit-on que le récepteur de la thrombine est une GPCR spéciale?

Answer 23

Parce que le clivage de l’extrémité N-terminale des GPCRs de type PAR (protease-activated receptor) par la thrombine (une protéase) expose un ligand intégré au récepteur.

Question 24

Quelle est le rôle des phosphodiestérases?

Answer 24

1) Enzymes qui hydrolysent un lien phosphodiester et donc, inactivent les protéines effectrices en reconstituant le complexe αβγ
2) Transforment l’AMPc en AMP, le GMPc en GMP, le α-GTP en α-GDP

Question 25

Donner la définition des récepteurs catalytiques.

Answer 25

Récepteurs membranaires dont le domaine intracellulaire est doté d’une activité catalytique.

Question 26

De quel domaine particulier sont constitués les récepteurs catalytiques?

Answer 26

Ces récepteurs sont dotés d’un domaine kinase, la kinase étant une enzyme qui catalyse le transfert d’un groupement phosphate de l’ATP à soit:

1) Un acide aminé tyrosine (récepteur tyrosine kinase)
2) Un acide aminé sérine ou thréonine (récepteur sérine-thréonine kinase)

Question 27

Comment le récepteur catalytique est-il activé?

Answer 27

1) Les récepteurs libres sont inactifs la majorité du temps
2) La liaison du messager à son récepteur entraîne une changement de conformation, qui généralement mène à la formation de complexes multiprotéiques (dimères ou tétramères) actifs

Question 28

Quelles sont les 3 formes de phosphorylation que peut faire un récepteur kinase?

Answer 28

1) Autophosphorylation: le domaine kinase phosphoryle un acide aminé situé sur le même récepteur
2) Transphosphorylation: le domaine kinase phosphoryle un acide aminé situé sur l’autre récepteur auquel il est associé
3) Phosphorylation: le domaine kinase phosphoryle une protéine cible

Question 29

Quels sont les types de ligands se liant aux récepteurs de type tyrosine kinase?

Answer 29

1) EGF (epidemial growth factor)

2) Insuline

Question 30

Décrire le mécanisme d’action des récepteurs de type tyrosine-kinase.

Answer 30

1) Le complexe de récepteurs activés est généralement composé de deux molécules de récepteurs qui peuvent être identiques (homodimères) ou différents (hétérodimères)
2) Les changements conformationnels induits par la liaison du ligand et la formation des complexes de récepteurs entraînent l’activation des domaines kinase qui résident dans la partie intracellulaire des récepteurs
3) Le domaine kinase activé phosphoryle des tyrosines situées dans la portion intracellulaire de l’autre molécule de récepteur
4) La phosphorylation des tyrosine des récepteurs entraîne des changements de conformation qui créent des sites de liaison pour des protéines intracellulaires dites adaptatrices
5) Les domaines kinases activés phosphorylent ces protéines adaptatrices qui peuvent ainsi se fixer aux récepteurs phosphorylés
6) Les protéines adaptatrices peuvent ainsi recruter d’autres protéines au complexe et activent différentes voies de signalisation intracellulaire

Question 31

Quels sont les types de ligands se liant aux récepteurs de type sérine-thréonine kinase?

Answer 31

1) AMH (hormone antimuellerienne)

2) TGFβ (transforming growth factor beta)

Question 32

Décrire le mécanisme d’action des récepteurs de type sérine-thréonine kinase.

Answer 32

1) Le complexe de récepteurs activés est composé de 2 types de récepteurs, le type I et le type II, qui possèdent une fonction sérine-thréonine kinase qui réside dans la partie intracellulaire du récepteur.
2) Les changements conformationnels induits par la liaison du ligand et la formation des complexes de récepteurs entraînent l’activation du domaine kinase du récepteur de type II.
3) Le domaine kinase du récepteur de type II activé phosphoryle le récepteur de type I.
4) La fonction kinase du récepteur de type I est ainsi activée.
5) Le domaine kinase du récepteur de type I activé phosphoryle une protéine intracellulaire SMAD.
6) La SMAD phosphorylée forme un complexe contenant une Smad partenaire (SMAD4).
7) Les complexe SMADs sont des facteurs de transcription qui modulent l’expression des gènes.

Question 33

Dans quelles maladies les récepteurs de type I et de type II peuvent-ils être mutés?

Answer 33

1) Polypose familiale

2) Hypertension pulmonaire

Question 34

Dans quelles maladies la protéine intracellulaire SMAD4 peut-elle être mutée?

Answer 34

1) Polypose familiale

2) Cancer du pancréas

Question 35

Quel est le rôle de la guanylate cyclase (protéine effectrice)?

Answer 35

La guanylate cyclase est une enzyme membranaire (protéine effectrice) qui catalyse la conversion de GTP en GMP cyclique.

Question 36

Décrire le mécanisme d’action des récepteurs de type guanylate cyclase.

Answer 36

1) La liaison d’un ligand au récepteur change sa conformation et active sa fonction cyclase.
2) La guanylate cyclase peut ainsi catalyser la conversion du GTP en GMP cyclique (second messager)
3) Le GMPc peut activer des protéines kinases (seconds effecteurs), qui vont pouvoir provoquer des réponses biologiques

Question 37

Quels sont les types de ligands se liant aux récepteurs de cytokines (couplés à JAK)?

Answer 37

1) Interleukines (messagers polypeptidiques produits par les cellules du système immunitaire)
2) Interférons (messagers polypeptidiques produits par différents types de cellules en réponse à une infection virale ou bactérienne)
3) Érythropoïétine
4) Hormone de croissance
5) Prolactine

Question 38

Décrire le mécanisme d’action des récepteurs de cytokines (couplés à JAK)?

Answer 38

1) Liaison du ligand cytokine au récepteur
2) La formation du complexe ligand-récepteur entraîne des changements de conformation des récepteurs qui activent les Jak qui leur sont associés en les phosphorylant
3) Les Jak activées phosphorylent les récepteurs
4) Ces sites phosphorylés servent de sites de liaison pour un facteur de transcription STAT
5) Les Jak phosphorylent les STATs
6) La STAT phosphorylée forme un dimère avec une autre STAT phosphorylée et ce dimère est transporté au noyau où il module l’expression de gènes cibles

Question 39

Vrai ou Faux. Les récepteurs de cytokines couplés à JAK possèdent une fonction kinase.

Answer 39

Faux. L’activation des JAK par phosphorylation ne se fait pas par une fonction kinase intracellulaire du récepteur.

Question 40

Quelles molécules permettent la rétro-inhibition des récepteurs cytokines?

Answer 40

Les SOCS. Les protéines STAT stimulent la production des protéines SOCS et celles-ci bloquent la voie de signalisation des récepteurs cytokines.

Question 41

Quels sont les types de ligands se liant aux récepteurs nucléaires?

Answer 41

1) Cortisol
2) Aldostérone
3) Hormones sexuelles
4) Calcitriol
5) Hormones tyroïdiennes
6) Plusieurs autres

Question 42

Combien de récepteurs nucléaires existe-t-il chez l’humain?

Answer 42

50

Question 43

Décrire le mécanisme d’action des récepteurs nucléaires.

Answer 43

1) Les récepteurs sont des facteurs de transcription dont l’activité est contrôlée par des messagers liposolubles
2) La liaison du messager au récepteur entraîne la formation de dimères
3) Les dimères de récepteurs se lient aux régions régulatrices des gènes qui contiennent des séquences reconnues spécifiquement par ces récepteurs
4) Les récepteurs nucléaires modulent l’expression de leurs gènes cibles en recrutant des protéines désignées par le nom « coactivateurs »

Question 44

Comment le récepteur nucléaire est-il activé?

Answer 44

Par un changement de conformation induit par la liaison du ligand.

Question 45

Quels messagers forment des homodimères?

Answer 45

Les stéroïdes

Question 46

Quelles peuvent être les anomalies des récepteurs membranaires? Donner des exemples de maladies qui y sont associées.

Answer 46

1) Surexpression/surabondance du récepteur (ex: cancer du sein où on retrouve parfois une surexpression des récepteurs à oestrogène)
2) Récepteur muté à activation croissante ou constitutive qui provoque une hyperactivation des voies de signalisation (ex: hyperactivation des EGFR dans le cancer du poumon)
3) Récepteur muté à activité décroissante ou défectueuse. Ex: FGFR (achondroplasie)

Question 47

Quels récepteurs ont une activité catalytique?

Answer 47

1) Récepteur tyrosine kinase
2) Récepteur sérine-thréonine kinase
3) Récepteur guanylate cyclase

Question 48

Quels récepteurs comportent, dans leur mécanisme d’action, une étape au cours de laquelle ils subissent une phosphorylation

Answer 48

1) Récepteur tyrosine kinase
2) Récepteur sérine-thréonine kinase
3) Récepteur de type cytokine (couplé à JAK)

Question 49

Quels récepteurs phosphorylent une protéine intracellulaire (autre que la portion intracellulaire du récepteur).

Answer 49

1) Récepteur tyrosine kinase
2) Récepteur sérine-thréonine kinase

*Dans les récepteurs cytokines (couplés à Jak), ce n’est pas le récepteur qui phosphoryle les STAT mais plutôt les Jak…

Question 50

Quels sont les récepteurs dont l’activation entraîne la production (directe ou indirecte) de seconds messagers.

Answer 50

1) Récepteur GPCR

2) Récepteur guanylate cyclase