Fin Cours 1

Question 1

Nomme et Explique les étapes pour la formation de vésicule COPI

Answer 1

1. Activation: ARF-1-GDP deviens ARF-1-GTP par GEF

2-Capture des cargos: γ-COP qui recrute cargo et β-COP lie ARF1

3-Assemblage du manteau/déformation de la membrane

4-Étranglement

5-Désassemblage
du manteau: ARFGAP viens hydrolyser le
GTP sur ARF1

Question 2

Nomme et Explique les étapes pour la formation de vésicule COPII

Answer 2

1. Activation: Sar-1-GDP deviens Sar-1-GTP par GEF

2-Capture des cargos: Sec24p/Sec23p liés sur Sar-1-GTP à la membrane recrute les cargos provenant de la lumière du RE

3-Assemblage du manteau/déformation de la membrane: On utilise des protéines d’échafaudage Sec13p/Sec31p

4-Étranglement: Le bourgeon est libéré dans la lumière du RE

5-désassemblage
du manteau: La protéine GAP de sec23p viens hydrolyser le GTP sur Sar1p (étape cruciale)

Question 3

Donne les Rôles du manteau (exemple de manteau: COPI et COPII)

Answer 3

1. Concentrer et trier les
   protéines cargo qui
   seront transportées
2. Déformer la membrane

Question 4

Les séquences de triage sur les protéines cargo permettent quoi?

Answer 4

Le triage par les manteaux COPII et COPI

*Les motifs ne sont pas à l’examen. Il faut juste comprendre qu’il y a des motifs de triage et que les manteaux reconnaissent les motifs des protéines transmembranaires
(ex: il y a le signal du triage luminal et cytoplasmique)

Question 5

Complète les “blanks”:

Les mouvement des vésicules le long des ….(A)
à l’aide de ……… (B)

Answer 5

(A): microtubules

(B): protéines motrices

Question 6

Nomme les deux protéines motrices importantes pour le mouvement des vésicules et explique leur type de transport

Answer 6

Dynéine et Kinésine

Kinésine: Transport rétrograde Golgi vers RE (vers l’extrémité + des microtubules)

Dynéine: Transport antérograde RE vers Golgi/Réseau cis-Golgien(vers l’extrémité – des microtubules)

*RE—»ERGIC—-»Golgi (Antérograde) ce sont les vésicules avec un manteau COPII qui font ce trajet

*Golgi—-»ERGIC—»RE (Rétrograde) ce sont les vésicules avec un manteau COPI qui font ce trajet

Question 7

Lors du transport des vésicules, on a besoin des microtubules (comme une rail de chemin de fer!) Cependant, il y a des régions plus dense en Microtubules et d’autres moins denses. Identifie-les

Answer 7

Avec la Kinésine: Transport rétrograde du Golgi vers RE, on va vers l’extrémité avec le + des microtubules

Avec la Dynéine, on fait le Transport antérograde du RE vers Golgi , on va vers l’extrémité ayant – des microtubules

L’extrémité ayant moins de microtubules est le Centriole (très proche du Golgi) et au milieu d’une cellule

L’extrémité avec le plus de microtubule es le RE (plus proche de la membrane plasmique) *C’est logique on veut plus souvent exporter des protéines hors de la cellule ou en faire entrer donc faut des rails de chemin de fer pour aller à différentes destinations :)

Question 8

Décrit L’hypothese v-SNARE/t-SNARE

Plus précisement: Qu’est ce qu’une SNARE

Answer 8

Les protéines v-SNARE (vésicule) et t-SNARE (target) complémentaires localisées sur différents compartiments

Extra: Récemment reclassifiées selon la composition biochimique:
* R-SNARE: riche en arginine (correspond au v-SNARE)
* Q-SNARE: riche en glutamine (correspond au t-SNARE)

Question 9

Décrit L’hypothese v-SNARE/t-SNARE

Comment elles fonctionnent ?

Answer 9

système clé-cadenas

La reconnaissance entre v-SNARE et t-SNARE complémentaires permet une fusion spécifique et
maintien de l’intégrité des compartiments intracellulaires.

Ainsi, les v-SNARE d’un compartiment donneur font en sorte que la vésicule se lie au bon compartiment cible via le t-SNARE

Question 10

Que veut dire l’acronyme SNARE?

Answer 10

SNARE: SNAP (soluble NSF attachment protein) Receptor

Question 11

Sachant, comment fonctionnent les SNAREs, donne les étapes de leur processus

Answer 11

1. Arrimage: Rab-GTP viens se lier à un effecteur des Rab protéines Velcro de la membrane du compartiment cible
2. Assemblage et Reconnaissance des SNAREs (v-SNARE se lie à t-SNARE
3. Fusion: Cela permet de relâcher le cargo provenant du compartiment donneur qui était dans la vésicule avec v-SNARE

Question 12

Explique la structure d’un complexe SNARE

Answer 12

Les différents SNAREs sont formés de domaines en hélices alpha qui s’enroulent l’une sur l’autre et forment un complexe de 4 hélices très stable qui force le rapprochement des membranes (IMP)

La fusion serait une conséquence d’un mécanisme de fermeture éclair (zipping–up) du complexe, depuis l’extrémité N-terminale vers l’extrémité C-terminale, proche de la membrane

Question 13

Donne la structure du v-SNARE et t-SNARE (en terme de quantité de protéine)

Answer 13

v-SNARE: monomère

t-SNARE: 2-3 protéines

Question 14

Dire comment les SNAREs permettent de vaincre la barrière énergétique et décrit le processus

Answer 14

Par La Fusion Membranaire:

• La fusion membranaire requiert un rapprochement de 2
  bicouches lipidiques à < 1.5 nm de distance
• L’assemblage des SNAREs force le rapprochement des
  bicouches et expulse les molécules d’eau de
  l’interface hydrophile, un processus très défavorable
  énergétiquement (répulsion)
• Permet la déstabilisation de la bicouche externe,
  formation d’un intermédiaire de fusion (hémifusion) et
  une coalescence de la bicouche interne permet la
  fusion complète

Question 15

Explique comment on procède au Désassemblage et recyclage des SNAREs

Answer 15

Après la fusion de la vésicule (avec v-SNARE) dans le compartiment cible (avec t-SNARE), des protéines accessoire SNAP, de l’ATP et NSF permettent la dissociation des SNARE (change l’ATP en ADP + Pi donc c’est une ATPase, libère l’énergie permettant de dissocier le complexe SNARE)

*On peut recycler NSF pour un prochain désassamblage!

• NSF (NEM Sensitive Factor) et SNAP (soluble NSF attachment protein)
  sont cruciaux pour la dissociation du complexe SNARE
• SNARE: SNAP Receptor

Question 16

Pourquoi le désassemblage des SNARE est difficile et requiert de l’énergie?

Answer 16

• Comme le complexe SNARE est très stable (nombreuses liaisons
  covalentes), sa dissociation nécessite un apport d’énergie

Question 17

Décrit la VOIE DE SÉCRÉTION CONSTITUTIVE: Vésicule de sécrétion

Answer 17

• Dans toutes les cellules.
• Majorité des protéines
  d’exportation sont sécrétées via cette voie.
• De façon continue, automatique et non-sélective (ne nécessite aucun signal/motif)): voie par défaut
• Permet le renouvellement des protéines et lipides
  membranaires et protéines de la matrice
  extracellulaire, en plus de protéines solubles.
• Quitte le réseau trans-Golgien (TGN) via des
  vésicules et tubules de taille variable. Pas de
  manteau
• EXOCYTOSE: fusion des vésicules avec la
  membrane plasmique. SNAREs impliquées

Question 18

Décrit la VOIE DE SÉCRÉTION RÉGULÉE: Granule de sécrétion

Answer 18

• Cellules spécialisées dans la sécrétion
• Formation de granule de sécrétion = vésicules de
  stockage qui s’accumulent près de la MP.
• Sécrétion rapide sur demande: Exocytose en réponse à un stimulus comme la liaison d’un ligand sur un récepteur à la MP ou un influx de calcium.
• Préassemblage des SNAREs pour une fusion rapide
• Les produits de sécrétion sont soit des petites
  molécules (histamine, neuropeptides) ou protéines (hormone, enzyme digestive)

Exemple: Cellule beta pancréatique et insuline

Question 19

Explique le phénomène de Formation/maturation des granules de sécrétion

Answer 19

• Agrégation sélective des
  protéines de sécrétion
  permet leur concentration
  dans granules de sécrétion
• Mécanisme de recrutement: inconnu, présence d’un signal, récepteur d’agrégats
  dans le TGN?
• Maturation par extraction et transport rétrograde vers le réseau trans Golgien de
  protéines/lipides et
  acidification du milieu

Question 20

Décrit les rôles de la Formation/maturation des granules de sécrétion

Answer 20

• Accumulation de protéines de sécrétion qui sont 200-400 fois plus
  concentrées dans les granules que dans le RE et prêtes à fusionner avec la
  membrane plasmique
• Maturation/biosynthèse des hormones contenues dans les granules
  (ex: insuline)

Question 21

Donne les particularités des Granules d’insuline soit son son nombre dans une cellule et son nombre de molécules qu’elle contient

Answer 21

∼10,000 granules d’insuline par cellule pancréatique bêta dont ∼200,000 molécules d’insuline par granule

Question 22

Décrit la physiologie d’une granule d’insuline

Answer 22

• v-SNARE
• Synaptotagmine: effet du calcium
• Pompe H+ pour rééguler le pH pour une bonne activité des enzymes
• Protéines Rab (3a,27a et 37) pour le transport et fusion

*Insuline est stockée sous forme de
cristaux contenant 6 molécules
d’insuline stabilisée par ions Ca2+ et Zn2+

Question 23

Dit les étapes de Biosynthèse de l’insuline

Answer 23

1. Preproinsuline
   –»Coupure de signal sequence par la Signal peptidase
2. Proinsuline
   —»Enlève la chaine C par prohormones convertases (PC1 et PC2) et la Carboxypeptidase E

Question 24

Donne le lieu de production de l’insuline ci-dessous:

A) Pré-pro-insuline à pro-insuline

B) Triage et accumulation
dans les granules par
interaction avec CPE ou
granines

C) Dans les granules, CPE et prohormone convertases PC1/2 clive la proinsulin pour produire l’insuline mature

Answer 24

A): RE

B) Réseau trans-golgien

C) Granule sécrétoire mature

Question 25

Dans la Cascade signalétique impliquée dans la sécrétion d’insuline, cette sécrétion est stimulée par quoi

Answer 25

Sécrétion stimulée par le glucose, dépendante du Calcium

Question 26

Décrit les étapes de la Cascade signalétique impliquée dans la sécrétion d’insuline

Answer 26

1. Activation récepteur au
   glucagon et entrée glucose
   2.Inactivation canaux potassique
2. Dépolarisation
   membranaire
3. active canaux calcique voltage dependent
4. Entrée calcium
   6.Exocytose des
   granules de sécrétion

Question 27

La Synthèse, transport, et relâche de neurotransmitteurs (catécholamine) est dépendante de quoi?

Answer 27

DU CALCIUM

Potentiel d’action induit une dépolarisation de la membrane et entrée de calcium via canaux voltage dépendant

Question 28

Comment le calcium permet l’exocytose? Nomme la protéine impliquée

Answer 28

Synaptotagmin

Question 29

Dire le Rôle de la Synaptotagmine

Answer 29

Protéine liant le calcium: synaptotagmine
senseur de calcium qui permet assemblage complet des SNAREs

*Il y a des SNAREs pré-assemblés, mais leur assemblage est incomplet

*Permet une fusion RAPIDE à la membrane

Question 30

Nomme les étapes de l’exocytose des granules d’insuline ou vésicule synaptique (catécholamine) en précisant le rôle des SNAREs et du calcium

Answer 30

1. Arrimage
2. Amorçage: « Zippage » incomplet des SNAREs
3. Entrée du Ca2+, liaison à la SYNAPTOTAGMINE (senseur de calcium qui permet assemblage complet des SNAREs)
4. Fusion: « Zippage » complet des SNAREs

Question 31

Vrai ou faux: Pré-assemblage du complexe SNARE permet la relâche rapide (milliseconde) suite à l’entrée du Calcium

Answer 31

Vrai!

Question 32

Donne la fonction de la Toxine botulique

Answer 32

Elle inhibe la libération
d’acétylcholine au niveau
des jonctions neuro-
musculaires, bloquant la
transmission entre nerf et
muscle et conduisant à la
paralysie respiratoire et
locomotrice.

Synaptobrevin, Snap-25 et syntaxin lié fortement ensemble et ne sont pas relachés