Mécanisme des seconds messagers Flashcards
Différencier les hormones, les neurotransmetteurs et les autacoïdes.
- Hormone : sécrétion par une glande qui se rend à son site d’action via le sang.
- Neuromédiateur : substance sécrétée qui agit directement dans la fente synaptique
- Autacoïde : molécules sécrétées par des cellules isolées (surtout SI) qui agissent dans leur environnement direct. (action locale).
L’amplification d’un signal dépend de quels 3 facteurs?
- Temps de liaison (affinité)
- Fréquence de l’interaction avec la protéine effectrice (localisation et affinité)
- Désactivation du complexe
Comment s’appelle la structure cellulaire où on peut retrouver une grande quantité de protéines effectrices en un espace limité? Qu’est-ce que cette structure peut favoriser?
Des radeaux lipidiques - favorisent la fréquence des interactions entre les protéines effectrices et les récepteurs.
Nommer les 4 familles de récepteurs hormonaux. Quelle famille a besoin d’un ligand lipophile pour son activation? Pourquoi?
- Ionotropique
- Protéines G
- Kinase
- Nucléaires (ligands lipophiles - doivent passer la membrane!)
Chez quel type de cellules retrouve-t-on des récepteurs ionotropiques?
Chez les cellules excitables.
Nommer les 3 super-familles de récepteurs ionotropiques. Pour chaque, spécifier le nombre de monomère les composant.
- Nicotinoïdes (pentamères)
- Glutaminergiques (tétramères)
- Purinergiques (trimères)
Quelles sont les 2 sous-familles de récepteurs nicotinoïdes? Et quelles molécules les lient?
- Cationiques : récepteurs à la sérotonine
- Anioniques : récepteurs GABA et glycinergiques
Les récepteurs glutaminergiques peuvent faire entrer/sortir de la cellules quels ions?
Calcium et sodium.
Les récepteurs glutaminergiques peuvent faire entrer/sortir de la cellules quels ions? Et sont activés par quelles molécules?
Cations, activation par l’ATP.
Nommer 2 récepteurs menant à une polarisation plus grande de cellules excitables. À quel super-famille appartiennent-ils?
GABA et glycinergiques, ce sont des récepteurs nicotinoïdes.
Nommer le type de modification post-traductionnelle généralement présent sur le domaine extracellulaire des protéines G. Nommer aussi le type de liaison spécifiquement présent à cet endroit.
Glycosylation et ponts disulfure.
Le domaine extracellulaire des récepteurs aux protéines G a-t-il la partie N-terminale ou C-terminale?
Amino-terminale.
Combien de segments retrouve-t-on dans les récepteurs couplés aux protéines G?
7 segments
Nommer le type de modification post-traductionnelle généralement présent sur le domaine intracellulaire des protéines G.
Palmitoylation
Pour les familles A, B et C des récepteurs couplés aux protéines G, les différencier selon la longueur de leur N-terminal. Spécifier quel(s) récepteur(s) ne fonctionne(nt) qu’en dimère et qui ont généralement des ponts-disulfures.
- Famille A : N-terminal court, souvent des ponts disulfures. Parfois en dimères.
- Famille B : N-terminal plus long, plusieurs ponts disulfures. Parfois en dimères.
- Famille C : Très long N-terminal, peu de pont disulfure, mais toujours en dimères.
La famille A des récepteurs couplés aux protéines G regroupent les récepteurs similaires à quoi? Nommer ce qui peut lier ces récepteurs. (5)
Récepteur similaire à la rhodopsine. Lie :
- Dérivé d’acides aminés
- Dérivé d’acides gras
- Peptides
- Acides nucléiques
- Certaines protéines,
La famille B des récepteurs couplés aux protéines G regroupent les récepteurs similaires à quoi? Nommer ce qui peut lier ces récepteurs. (2)
Récepteur similaire au récepteur de la sécrétine / glucagon. Lie des peptides et certaines protéines.
La famille C des récepteurs couplés aux protéines G regroupent les récepteurs similaires à quoi? Nommer ce qui peut lier ces récepteurs. (1)
Récepteur similaire au récepteur glutaminergique, lie des petites molécules.
Quelle famille de récepteurs peut activer les amines, nucléotides et écosanoïdes? Où dans le récepteur se fait la liaison?
Famille A, activation dans le transmembrane.
Quelle famille de récepteurs peut activer les hormones peptidiques? Où dans le récepteur se fait la liaison?
Famille A, activation dans le haut du transmembrane.
Quelle famille de récepteurs peut activer les hormones glycoprotéiques? Où dans le récepteur se fait la liaison? (2)
Familles A et B, liaison au N-terminal et dans le haut des transmembranes.
Quelle famille de récepteurs peut activer les petits peptides? Expliquer comment se fait l’activation du récepteur.
Famille C.
Liaison avec le N-terminal qui se replie sur la partie supérieure de la membrane. Le repliement du N-terminal qui est lié au peptide va être ce qui active le récepteur.
Quelle famille de récepteurs peut être activée par des protéases? Expliquer comment se fait l’activation du récepteur. Comment se fait la fin de la stimulation dans ce cas-ci?
Famille A.
Clivage du N-terminal par une protéase qui libère une partie du N-terminal. Nouveau bout du N-terminal se replie dans le récepteur et le stimule. = autostimulation du récepteur! Fin de stimulation avec internalisation et dégradation.
Quelle partie des protéines G hétérotrimériques agit comme une enzyme? Quelle est son activité?
Sous-unité alpha qui hydrolyse le GTP en GDP.
Quelle sous-unité des protéines G hétérotrimériques détermine la spécificité fonctionnelle de l’enzyme?
Alpha.
Quelles sont les étapes du cycle fonctionnel des protéines G hétérotrimériques? (8)
- Complexe récepteur-protéine G. GDP lié à la sous-unité α.
- Liaison de l’hormone change la conformation du récepteur.
- Perte affinité du GDP - dissociation de la sous-unité α.
- Liaison du GTP à la sous-unité α puisqu’il est de grande concentration.
- Dissociation du récepteur en 3 parties (hormone-récepteur, sous-unité α-GTP et complexe βγ).
- Activation des complexes de la protéine G.
- RGS se lient à la sous-unité alpha et accélèrent l’activité enzymatique - clivage du GTP en GDP.
- Reformation de la protéine G hétérotrimérique.
Lorsque qu’une protéine G hétérotrimérique est liée par un ligand comme une hormone, celle-ci est dissociée en quelles 3 parties? Lesquelles deviennent actives?
- Hormone-récepteur
- Sous-unité α-GTP (actif)
- Complexe βγ (actif)
Dans le cycle fonctionnel des protéines G hétérotrimériques, à quoi servent les protéines RGS?
À catalyser l’hydrolyse du GTP en GDP par la sous-unité alpha.
Nommer les 4 familles de protéines G. Quelle est la fonction de chacune?
- Gs : stimule l’adénylate cyclase
- Gi : inhibe l’adénylate cyclase
- Gq : stimule la phospholipase G
- G₁₂ : stimule RhoGEF.
Les protéines ayant une activité GAP accélèrent l’activité GTPasique de la sous-unité α. Nommer un groupe de protéines ayant une activité GAP.
Les RGS.
Quel est le rôle d’une adénylyl cyclase?
Catalyser la formation d’AMPc via l’ATP.
Quel mécanisme est la clé pour l’activation d’un adénylyl cyclase?
La dimérisation des 2 domaines catalytiques.
Quelle protéine G hétérotrimérique permet l’activation de l’adénylyl cyclase? L’inhibition?
- Gs : stimule l’adénylate cyclase
- Gi : inhibe l’adénylate cyclase
Par quoi est activée la protéine kinase A (PKA)? Combien?
L’AMPc. 2 par sous-unité catalytique, donc 4 au total.
Quelles sont les étapes d’activation de la protéine kinase A (PKA)? (5)
- Liaison de 2 AMPc à chacune des sous-unités régulatrices. La liaison est coopérative, c’est-à-dire que la liaison du premier AMPc augmente l’affinité des sites libres pour le 2ème AMPc.
- Perte d’affinité du pseudosubstrat.
- Dissociation des 2 sous-unités catalytiques qui sont maintenant actives et phosphorylation des protéines cibles.
- Dissociation de l’AMPc.
- Réassociation des sous-unités catalytiques avec les sous-unités régulatrices.
Une fois activée, la protéine kinase A (PKA) va avoir quelle action?
Phosphorylation des résidus Ser ou Thr.
Quelle enzyme dégrade l’AMPc?
Les phosphodiestérases (PDE).
Nommer 5 effets physiologiques de l’activation des PKA.
- Glycogénolyse
- Mémoire à long terme
- Cycle éveil-sommeil
- Augmentation de la force de contraction du cœur
- Relaxation des muscles lisses vasculaires
Nommer l’enzyme qui a un grand contrôle sur la sortie du calcium du RE vers le cytosol. Quelle est son activité?
La phospholipase C. Clive le PIP2 en IP₃ et en DAG.
Quelle est la fonction de l’IP₃? Du DAG?
- IP₃ : lie le canal du RE et permet la sortie des ions calcium dans le cytoplasme.
- DAG : second messager qui active la protéine kinase C.
Quelles pompes sont impliquées dans la diminution de la concentration cytoplasmique de calcium? Est-ce un processus actif ou passif?
- PMCA (sortie hors de la cellule)
- SERCA (sortie vers le RE)
C’est un processus actif qui demande de l’ATP, car on va contre le gradient de concentration.
Quelles sont les 3 classes de protéines kinases C? Qu’est-ce qui peut les activer?
- Classique - activation par DAG et ions calcium
- Nouvelle - activation par DAG
- Atypique - mécanisme inconnu
Quelle est la voie de signalisation des protéines G₁₂/₁₃? Cette voie a de l’importance dans quel processus cellulaire?
La voie Rho-GEF. Voie importante dans la structure du cytosquelette cellulaire.
Vrai ou faux : Rho-GEF est actif sous la forme de monomère, mais inactif sous la forme de dimère.
Vrai
Quel est le type de canaux impliqués dans le couplage excitation-contraction des muscles squelettiques et cardiaques?
Canaux calciques de type L.
Qu’est-ce qui permet d’avoir une migration de calcium instantanée dans les cellules cardiaques?
Entrée du calcium par les canaux calciques de type L, puis ce calcium va activer des canaux à la ryanodine qui va faire entrer plus de calcium dans la cellule.
Nommer les 4 familles de récepteurs avant une activité enzymatique.
- Kinase: Tyrosine (intrinsèque ou associé) et Sérine/Thréonine
- Phosphatase
- Associé à une activité protéolytique
- Cyclase
Les tyrosines kinases sont-elles sous forme de monomères ou de dimères? Quelle est l’exception?
Monomères sauf l’insuline qui est sous forme de dimère.
Expliquer le mécanisme d’activation des protéines tyrosine kinase. (3)
- Liaison du ligand.
- Dimérisation de l’enzyme suite au rapprochement des monomères.
- Transphosphorylation sur des résidus tyrosine.
Expliquer le mécanisme d’activation du récepteur à l’insuline à activité tyrosine-kinase considérant que c’est un récepteur déjà sous forme de dimère.
- Autophosphorylation (trans) des domaines kinase.
- Site d’ancrage pour les protéines IRS (protéine adaptatrice) - lie récepteur et autre chose. Pas de fonction en tant que tel à part le lien.
- IRS phosphorylé par le récepteur, sert de site d’ancrage pour les différentes enzymes effectrices.
Quel est le rôle de la phospholipase Cγ? Qu’est-ce qui l’active?
Rôle : scinder le PIP2 en IP3 et DAG.
Activation : par les récepteurs tyrosine-kinase.
Quels domaines des phospholipases Cγ sont responsables de la liaison de la protéine avec le récepteur?
Domaines SH.
À quel endroit peuvent phosphoryler les phosphotidylinositol-3-kinase?
Sur le -OH en position 3’ de l’anneau inositol.
À quoi sert le domaine SH de la phosphotidylinositol-3-kinase? Le domaine PH?
- SH : liaison à la tyrosine kinase
- PH : liaison au phospholipide membranaire.
Comment se fait l’activation de AKT?
Après l’action de la phosphotidylinositol-3-kinase (PI3K) sur le PIP2 de la membrane, du PIP3 est formé et possède un site d’ancrage PH pour l’AKT qui peut s’y lier et être activé.
Expliquer comment fonctionne AKT. Quel est le rôle de cette molécule?
AKT est phosphorylé par le PIP3 de la membrane et devient cytosolique. Il va ensuite aller phosphoryler certaines protéines pro-apoptose. Son rôle est donc la survie cellulaire.
Que se passe-t-il en cas d’inactivation de la protéine AKT?
Mort cellulaire.
Expliquer comment fonctionne PTEN. Quel est le rôle de cette molécule?
PTEN va déphosphoryler en position 3 le PIP3 pour qu’il redevienne du PIP2. Il n’y aura donc pas d’activation d’AKT et la cellule va mourir par apoptose. Cette voie sert notamment en cas de tumeur.
Dans la cascade de liaison débutant à Grb2 jusqu’à ERK en passant par plusieurs kinases, quelle protéine G d’importance sera activée? Par qui?
Protéine Ras sera activée par SOS.
Expliquer le fonctionnement du système JAK-STAT.
- Dimérisation du récepteur pour son activation.
- Recrutement d’une protéine kinase JAK qui phosphoryle le récepteur au site d’interaction de STAT.
- STAT se phosphoryle au site d’interaction sur le récepteur.
- STAT devient sous forme dimérique, entre dans le noyau et agit comme facteur de transcription de certains gènes.
Dans quel type d’activité sont impliqués les récepteurs sérine-thréonine kinase?
Embryogenèse.
Combien de sous-unités sont nécessaires pour le fonctionnement des récepteurs sérine-thréonine? Lesquels?
Besoin de 4 sous-unités (2 de chaque type) :
- Type II : activité kinase. Une fois activé, phosphoryle type I.
- Type I phosphorylé peut activer la voie de type Smad R.
Les récepteurs sérine-thréonine kinase sont utilisés pour activer la voie Smad R. À quoi sert cette protéine? Qu’est-ce qui est nécessaire pour l’activation de cette voie? (2)
Smad R est un facteur de transcription.
- Phosphorylation de Smad R sur des résidus sérine ou thréonine
- Formation d’un dimère avec une co-smad. Devient alors un facteur de transcription.
Nommer le facteur inhibiteur de la voie Smad R. Comment se fait l’activité d’inhibition?
Smad i : quand présente, elle interagit avec Smad R et empêche sa dimérisation. Donc, il n’y a pas de facteur de transcription.
Quelle molécule est activatrice des guanylyl cyclases? Qu’est-ce qui est produit directement par la cyclase?
Monoxyde d’azote (NO). Transforme le GTP en GMPc.
Qu’est-ce qui est activé par le GMPc suite à sa production par la guanylyl cyclase?
Une protéine kinase C (PKC).
Quel système est aussi appelé récepteur de la mort?
Fas-FasL.
Comment se fait l’activation d’un système Fas-FasL?
Il va y avoir trimérisation lors de la liaison avec un ligand.
Que se passe-t-il après la trimérisation de Fas?
Dissociation de Flap-1 libère le site d’interaction pour la protéine FADD. Sert de site d’ancrage pour la liaison et activation d’une caspase initiatrice.
Transclivage.
Quels sont les 3 types de caspases? Leurs rôles?
- Effectrices : clivent les protéines et induit l’apoptose.
- Initiatrices : 8 et 10. Apoptose extrinsèque (signal provenant hors de la cellule). 9 et 2 : intrinsèque.
- Maturation protéique
Comment se fait l’activation de caspases?
Clivage qui libère 2 sites importants : petit domaine catalytique et grand domaine catalytique.
2 sous-unités de chaque s’assemblent ensemble pour former une caspase initiatrice.
Quel est le rôle des caspases?
Clivage dans des protéines comme ICAD (une DNase) et PARP (impliquée dans la réparation de l’ADN).
Les récepteurs intracellulaires à hormones stéroïdiennes sont-ils sous forme d’homodimères ou d’hétérodimères? Sont-ils situés dans le noyau ou dans le cytoplasme?
Homodimères et cytoplasmiques.
Les récepteurs intracellulaires à hormones non-stéroïdiennes sont-ils sous forme d’homodimères ou d’hétérodimères? Sont-ils situés dans le noyau ou dans le cytoplasme?
Hétérodimères ou homodimères selon le cas et dans le noyau.
Expliquer le mécanisme d’activation des récepteurs intracellulaires à hormones stéroïdiennes jusqu’à l’accomplissement de leur fonction.
Couplage avec protéine HSP (stabilisation des récepteurs nucléaires, augmente affinité des hormones). L’hormone se lie au dimère, et il y aura dissociation des protéines Hsp, puis translocation au noyau.
Quelle protéine est liée aux récepteurs intracellulaires à hormones stéroïdiennes qui permet leur stabilisation?
Hsp.
