Cours 6 Flashcards
Quelles sont les utilités d’étudier les effets moléculaires?
- Mieux comprendre les effets en aval à des niveaux d’organisation supérieurs
- Comprendre la racine des effets observés aux niveaux supérieurs
- Prédire les effets de nouveaux contaminants, en fonction de leurs modes d’action similaire à des contaminants connus
- Identification de biomarqueurs avant l’apparition d’effets adverses
Nommer des effets cellulaires et moléculaires qui peuvent survenir suite à une exposition aux contaminants.
- mauvais repliement des protéines
- interférence durant la synthèse des protéines
- agrégation des protéines
- mauvaise réplication ADN
- attaque de la membrane cellulaire
- déplacement des substrats/ ligands cellulaires
Vrai ou Faux
Un biomarqueur révèle uniquement une exposition présente à un contaminant.
Faux
un biomarqueur révèle l’exposition présente ou passée d’un individu à un contaminant.
Nommer le type de biomarqueur (exposition, effet ou susceptibilité).
Déclin de la population.
effet
Nommer le type de biomarqueur (exposition, effet ou susceptibilité).
Capacité d’un individu à répondre à la toxicité.
susceptibilité
Nommer le type de biomarqueur (exposition, effet ou susceptibilité).
Mesure du niveau de Hg dans le sang
exposition
Nommer le type de biomarqueur (exposition, effet ou susceptibilité).
Diminution du rétinol hépatique.
effet
Quelles sont les qualités d’un bon biomarqueur?
- caractère précoce
- spécifique à un contaminant
- Relation dose-réponse claire -> comprendre l’intensité de l’exposition
- Applicable à plusieurs espèces->maximise les applications
- les sources de variabilité non- écotoxicologiques sont connues et comprises-> comprendre les effets de l’âge, sexe, T°
- idéalement, mesurable rapidement et facilement
- biomarqueur lié au déclin du fitness de l’organisme, => important pour prédire le danger d’un contaminant
Les réactions de la phase I s’appliquent à quels contaminants?
Aux composés organiques (HAP, PCB, PBDE, hormones, etc.)
Quelles sortes de réactions permettent de :
- Diminuer la lipophilicité du composé → facilite l’excrétion par la cellule
- Augmenter la réactivité → permet la prise en charge par la phase II
Réduction (cyt b5) drogues
Hydrolyse (hydrolases epoxides) naphtalène
Oxydation (flavine monooxygénase
cytochrome P-450 monooxygénase) drogues et hormones
Où pouvons nous trouver le déroulement des réactions de la phase I?
les microsomes et PARFOIS le cytoplasme
Quels composés peuvent être dégradés par les CYP monooxygénases?
composés organiques
drogues
Vrai ou Faux
Les CYP moonoxygénases ne sont pas des protéines, mais plutôt des molécules contenant un groupement hème.
Faux
Les CYP monooxygénases sont des protéines faisant partie de la
superfamille des hémoprotéines - contenant un groupement hème.
On retrouve les CYP dans la fraction microsomale parfois mitochondriale des tissus exposés à des xénobiotiques ou dans les organes de détoxication. Donner des exemples.
exemples tissus exposés à des xénobiotiques: poumons, intestin grêle, peau.
associés à la détoxication (foie, reins).
La cyp monooxygénase ajoute ou enlève un O au substrat?
ajoute cela rend le substrat plus polaire et donc plus excrétable par la cellule
Comment se fait-il CYP monooxygénases peuvent-elles avoir autant de substrats possibles?
Grâce aux isoformes: des protéines dont le substrat varie à cause du polymorphisme génétique (changement d’une base).
Ces isoformes sont lipophiles, donc idéal pour lier les contaminants organiques.
Nommer un facteur de transcription qui permet d’induire les CYP lors de l’exposition aux HAP.
récepteur aryl hydrocarbures (AHR) qui a une haute affinité pour les HAP qui mène à l’induction de la CYP1A1
Quel biomarqueur est associé à la méthode EROD?
la CYP1A1
La méthode EROD est utilisée pour détecter une exposition à quels types de contaminants et chez quel organismes?
organiques, téléostéens
Quelles sont les limites de la méthode EROD?
manque de spécificité
Les réactions de la phase II impliquent une conjugaison du contaminant polaire avec un des 4 groupes suivants:
- Glucides
- Acides aminés
- Glutathion
- Sulfate
Nommer les 2 mécanismes par lesquels les contaminants peuvent être éliminés.
• Le produit conjugué devient plus polaire, donc plus facile à excréter
• Le contaminant est plus reconnaissable par des processus d’élimination,
comme des transporteurs membranaires
Expliquer le rôle du Glutathion S-transférase (GST).
Ajout d’un glutathion (GSH), qui rend le conjugué hydrophile et facilement reconnaissable par les transporteurs membranaires.
Expliquer le rôle de la Sulfotransférase.
Appliqué aux composés phénoliques, ajoute un sulfate aux contaminants. Facilite l’élimination.
Expliquer le rôle de la conjugaison d’acides aminés, par méthylation ou par acétylation
Ces conjugaisons n’augmentent pas l’hydrophilicité du composé, mais plutôt masquent des sites réactifs et donc moins toxiques dans la cellule.
Expliquer le rôle de l’Uridinedisphospho glucoronosyltransferases (UDP-GT)
Catalyse la glucoronidation, soit l’ajout d’un acide glucoronique pour produire un conjugué polaire. C’est le groupe d’enzyme le plus important de la phase II. Peut utiliser des substrats qui ont été transformés ou pas
par la phase I.
Quelles sont les limites des réactions de la phase II comme biomarqueurs?
ils sont plus difficiles à mesurer et ce ne sont pas toutes les enzymes qui ont une réponse dose- dépendante aux contaminants (sulfatotransférase).
Quelles enzymes sont plus rapides: celles de la phase I ou celles de la phase II?
phase I
les biomarqueurs de la phase I sont des biomarqueurs d’effet, de susceptibilité ou d’exposition?
exposition
Les métallothionéines sont riches en quels acides aminés?
Sont-elles résistantes à l’acide?
cysteine
oui elle sont thermostables et résistent à l’acide
Expliquer comment les métallotionéines peuvent lier des métaux?
-grande affinité pour les métaux (en raison de la cystéine) et un grand contenu en métaux → fortes constantes d’association avec les métaux
Hg(II) > Ag(I) ⋍ Cu(I) > Cd(II) > Zn(II)
- 2 domaines de liaison aux métaux (alpha beta)
-le repliement des métallothionéines rend les métaux indisponibles
Vrai ou faux.
La propriété primaire des métallothionéines est la prise en charge des métaux.
Faux
elles ont d’autre fonctions primaires comme la régulation du zinc dans la cellule
Vrai ou Faux
L’induction des MT n’est pas spontanée.
Vrai
les MT doivent être codées (transcrites, traduites) et donc l’induction n’est pas immédiate
Expliquer les étapes de l’induction des métallothionéines.
- Entrée du métal dans la cellule
- Le métal prend la place du Zn sur le ligand
- Les molécules de Zn se lient sur l’inhibiteur de la transcription des MT : EIT
- Le facteur de transcription MTF-1 est donc libéré et se dirige vers le noyau pour permettre la transcription des MT.
Vrai ou Faux
Les métallothionéines ne sont pas assez puissantes pour déloger des métaux associés à des ligands cellulaires.
Faux
Qu’est-ce qui est important pour comprendre la toxicité induite par les métaux.
Il faut réaliser un partitionnement sur-cellulaire. Puisque, les MT n’ont pas d’activité catalytique il faut mesure les MT liées aux métaux.
Quels polypeptides sont responsables pour l’homéostasie et la détoxification des métaux chez les algues et les plantes?
Les phytochélatines
Les phytochélatines sont constituées de:
un glutathion (GSH) et d’une élongation de glutamate-cystéine (n = 2 à 11)
Comment est-ce que les phytochélatines fonctionnent?
Les thiols, tels que la cystéine (Cys) et le glutathion (GSH) sont des molécules
avec un rôle central dans la régulation des stress oxydatifs chez la cellule.
Ils peuvent être libres dans l’esp intracellulaire ou associés à des protéines.
Quelles sont les fonctions des protéines de stress?
Protection et la réparation cellulaire, en réponse à divers stress (température, rayons UV, anoxie, salinité, métaux, xénobiotiques).
Nommer un exemple d’un protéine de stress?
Protéines de choc thermique (heat shock proteins, HSP) : hsp60, hsp70, hsp90, ubitquitine
Expliquer le fonctionnement des HSP.
Les HSP agissent de plusieurs manières :
• En se liant aux protéines en synthèse et empêche leur mauvais repliement
• En reconnaissant des régions exposées de protéines dénaturées et en facilitant leur repliement à une conformation fonctionnelle.
Nommer des conséquences liées au stress cellulaire.
- mauvais repliement de protéines pendant leur synthèse
- agrégation des protéines les rendant non-fonctionnelles
Les HSP comme hsp70 sont des bons biomarqueurs pour quels sortes de contaminants?
les métaux
Vrai ou Faux
L’expression des HSP augmente de façon linéaire avec la concentration en métaux.
Faux
L’expression des HSP augmente avec l’augmentation de la concentration en métaux jusqu’à un seuil (dommages cellulaires si importants que la synthèse d’HSP diminue!)
Expliquer comment l’oxygène peut être délétère chez les organismes aérobies.
la production des espèces réactives d’oxygène (ERO),Les ERO sont des radicaux libres, qui sont hautement réactif dû à leur structure électronique instable.
Quels sont les dangers associés aux ERO?
• Forment des liens covalents avec des enzymes et récepteurs
→ changements de structure et de fonction
• Oxydent les thiols de certains enzymes
→ changements dans la fonction
• Causent la péroxydation des lipides membranaires
→ dommages à la membrane cellulaire, production de métabolites cancérigènes • Altération d’acides nucléiques, formation d’adduits d’ADN
→ mutations, risques accrus de cancers
Expliquer les fonctions du système antioxydant.
• Limiter les ERO et les catalyseurs de leur formation
• Induire la synthèse d’antioxydants
• Augmenter l’activité des systèmes de réparation/dégradation de
molécules déjà endommagées par les ERO
Les principaux enzymes antioxydants sont • Superoxydes dismutases, catalases et peroxydases
Nommer certains antioxydants
Les principaux enzymes antioxydants:
Superoxydes dismutases
Catalases
Peroxydases
Les principaux antioxydants non- enzymatiques:
GSH
Vitamines D, E
(hydroxyl radical ne peut pas être éliminé par la voie enzymatique )
Nommer un biomarqueur qui permet de caractériser le stress oxydatif lié à une exposition aux contaminants organiques.
Le malondialdéhyde
produit de la peroxydation des lipides
Nommer les différentes conséquences qui peuvent être générées par les contaminants génotoxiques.
• Mutagènes → augmenter le nombre de mutations • Clastogènes → briser ou perturber les chromosomes • Tératogènes → induire des malformations pendant le développement • Cancérigènes → mener à la multiplication cellulaire non- contrôlée
Compléter la phrase
Les principaux dommages génotoxiques limitent la réplication fidèle du génome, et se font par _____________.
formation d’adduits d’ADN
Expliquer la formation des adduits d’ADN.
Formé lorsqu’un composé se lie de manière covalente à l’ADN, empêchant la réplication de se faire correctement et modifie l’expression
Nommer un ERO qui peut former des enduits d’ADN
malondialdéhyde
Les produits de quelle phase peut-ils former des adduits d’ADN (I ou II)?
phase I
Comment pouvons-nous dénombrer les adduits d’ADN?
radiomarquage: Marquage des adduits d’ADN au 32P, mesure de la radioactivité comme estimé du nombre d’adduits
Expliquer le contexte dans lequel nous pourrions utiliser la porphyrine comme biomarqueur
Dysfonctionnement enzymatique comme biomarqueur:
L’altération de l’activité des enzymes par des métaux peut servir de biomarqueur.
La synthèse de l’hème passe par plusieurs étapes intermédiaires, produisant les porphyrines. Oxydation des porphyrines=> contamination en métaux
Nommer 2 façons que les métaux peuvent contribuer au dysfonctionnement enzymatique.
- > se lier aux protéines et changer leur structure
- > bloquer les sites actifs des protéines
Donner quelques rôles associés aux rétinoïdes
différentiation cellulaire, croissance, développement, reproduction, vision
Où sont stockés la majorité des rétinoïdes?
dans le foie
L’exposition à quelles sortes de contaminants peuvent diminuer les stocks de rétinol.
L’exposition aux contaminants organiques (dioxine, BPC, DDT, organochlorés)
