Module 10

Question 1

Sous quelle forme d’agrégats les triacylglycérols et les cérides se regroupent-ils?

Answer 1

Les triacylglycérols et les cérides sont des lipides hydrophobes, donc ont tendance à s’associer sous forme de gouttelettes.

Question 2

Sous quelle forme d’agrégats les acides gras, les glycérophospholipides et les sphingolipides se regroupent-ils lorsqu’ils sont présents en faible quantité dans l’eau?

Answer 2

Des lipides amphiphiles présents en faible quantité dans l’eau forment spontanément des monocouches.

Question 3

Sous quelle forme d’agrégats les acides gras se regroupent-ils lorsqu’ils sont présents en plus grande quantité dans l’eau?

Answer 3

Sous forme de micelles sphéroïdales en raison de leur forme fuselée/cône inversé (leurs groupements hydrophiles sont plus larges que leur chaîne).

Question 4

Sous quelle forme d’agrégats les glycérophospholipides et les sphingolipides se regroupent-ils lorsqu’ils sont présents en très grande quantité dans l’eau?

Answer 4

Les 2 chaînes hydrocarbonées des glycérophospholipides et des sphingolipides confèrent à ces lipides une forme plus ou moins cylindrique. Les contraintes stériques amènent ainsi ces molécules à former, à la place des micelles, des bicouches lipidiques.

Question 5

Quelle forme d’agrégats est-il possible de produire en laboratoire à partir de bicouches étendues?

Answer 5

Des liposomes

Question 6

Quelle est la différence entre un liposome et une micelle?

Answer 6

La micelle est composée d’une monocouche lipidique repliée en sphère alors que pour le liposome, c’est une bicouche. Le liposome contient donc un centre hydrophile (cavité aqueuse).

Question 7

Quelle forme d’agrégats forme la base structurale des membranes biologiques?

Answer 7

Les bicouches lipidiques

Question 8

Quelles interactions servent de forces motrices à la formation des bicouches lipidiques?

Answer 8

Interactions hydrophobes

Question 9

Quelles interactions servent à stabiliser la structure des bicouches lipidiques?

Answer 9

Les forces de Van der Waals

Question 10

Quels sont les 3 types de liens par lesquels sont liées les protéines aux lipides dans la membrane?

Answer 10

1) Covalent
2) Non covalent
3) Interactions hydrophobes

Question 11

Quels sont les 3 principaux types de lipides retrouvés dans les membranes?

Answer 11

1) Glycérophospholipides (bactéries et eucaryotes)
2) Sphingolipides (absents chez la plupart des bactéries)
3) Cholestérol (principalement dans les cellules animales)

Question 12

Selon quels facteurs varient la composition lipidique ainsi que le ratio lipides/protéines dans les membranes?

Answer 12

1) Les espèces
2) Les différents types de cellules d’un organisme
3) Les organites d’une même cellule
4) Les feuillets interne et externe de la bicouche (asymétrie transversale)
5) Les différentes régions d’un même feuillet (hétérogénéité latérale)

Question 13

Quelles sont les 4 propriétés des membranes biologiques?

Answer 13

1) Asymétriques
2) Hétérogènes
3) Dynamiques
4) Fluides

Question 14

Pourquoi dit-on que les membranes sont asymétriques?

Answer 14

Puisque les phospholipides sont distribués asymétriquement entre les feuillets interne et externe de la bicouche lipidique (asymétrie transversale)

Question 15

Pourquoi la couche qui fait face à l’environnement a-t-elle une composition différente de la couche qui fait face au cytosol (asymétrie transversale)?

Answer 15

Pour permettre à chaque couche de remplir les besoins particuliers de la cellule. Par exemple, le feuillet externe contient plusieurs lipides associés à des glucides: ces glycolipides participent à la reconnaissance cellulaire.

Question 16

Pourquoi dit-on que les membranes sont hétérogènes?

Answer 16

Parce que la distribution des lipides et des protéines membranaires est non uniforme à l’intérieur d’un même feuillet de la bicouche (hétérogénéité latérale).

Question 17

Donner un exemple de l’hétérogénéité de la membrane qui est primordial dans les phénomènes de canalisation métabolique.

Answer 17

Les radeaux lipidiques.

Ce sont des régions enrichies en cholestérol et en sphingolipides qui forment des microdomaines moins fluides et plus ordonnés que le reste de la membrane. Certaines protéines membranaires s’associent spécifiquement à ces radeaux, ce qui permet par exemple aux protéines associées aux même sentier métabolique de rester près les unes des autres.

Question 18

Pourquoi dit-on que les membranes sont dynamiques?

Answer 18

Parce que les lipides de la bicouche sont continuellement en mouvement. Il y a possibilité de rotation autour des liaisons C-C de chaque queue lipidique.

Question 19

Quelle est la différence entre la diffusion latérale et la diffusion transversale (ou flip-flop) à l’intérieur des membranes?

Answer 19

Diffusion latérale: les lipides et les protéines diffusent à l’intérieur d’un même feuillet de la bicouche

Diffusion transversale (flip-flop): les lipides passent d’un feuillet à l’autre de la bicouche

Question 20

Vrai ou Faux. La diffusion latérale est plus lente que la diffusion transversale.

Answer 20

Faux. La diffusion latérale se fait habituellement assez rapidement tandis que la diffusion transversale est extrêmement lente.

Lors de la diffusion transversale, la tête hydrophile de la molécule doit traverser la région hydrophobe de la bicouche. Étant donnée que la barrière d’énergie associée à ce mouvement est très élevée, la diffusion est très lente.

Question 21

Quelles sont les protéines membranaires (enzymes) qui facilitent la diffusion transversale en utilisant l’ATP?

Answer 21

Les flippases et les floppases

Question 22

Pourquoi dit-on que les membranes sont fluides?

Answer 22

Puisqu’elles peuvent adopter plusieurs phases selon la température

Question 23

À quelle température se produit la phase gel de la membrane?

Answer 23

À basse température

La membrane est sous forme de gel, les chaînes hydrocarbonées de lipides sont alors ordonnées et étendues à leur maximum (l’épaisseur est maximale)

Question 24

À quelle température se produit la phase cristal liquide de la membrane?

Answer 24

À haute température

Les chaînes deviennent plus mobiles et cela donne une structure plus désordonnée

Question 25

De quels facteurs dépend la température de transition (fusion) aussi appelée Tm?

Answer 25

1) Longueur de la chaîne | 2) Degré d'insaturation

Question 26

Pourquoi plus la chaîne de l'acide gras est longue plus la Tm est élevée?

Answer 26

Le nombre d'interactions non covalentes étant plus élevé, la stabilité de la bicouche est augmentée. Il faut donc plus d'énergie pour briser les interactions (donc Tm plus élevée).

Question 27

Pourquoi plus le degré d'insaturation augmente moins la Tm est élevée?

Answer 27

La Tm diminue puisque les acides gras insaturés entraînent un certain désordre avec leur insaturation qui provoquent des courbures. La membrane est donc davantage fluide. Par conséquent, les forces de Van der Walls et les interactions hydrophobes sont moins importantes, donc la Tm est diminuée.

Question 28

À haute température, quel est l'impact du cholestérol sur la fluidité de la membrane?

Answer 28

Le cholestérol interfère avec le mouvement des chaînes d'acides gras voisines, ce qui diminue la fluidité de la membrane.

Question 29

À basse température, quel est l'impact du cholestérol sur la fluidité de la membrane?

Answer 29

Le cholestérol perturbe l'organisation compacte des chaînes, augmentant ainsi la fluidité de la membrane.

Question 30

Vrai ou Faux. Le cholestérol affecte la température de transition (Tm)?

Answer 30

Faux. Le cholestérol aide à maintenir la fluidité de la membrane sur un plus grand intervalle de température, mais n'affecte pas la température de transition.

Question 31

Quelles sont les caractéristiques particulières et inhabituelles que possèdent les membranes plasmiques des archaebactéries?

Answer 31

1) Constituées d'une monocouche (à la place d'une bicouche) 2) Formée d'un isoprénoïde, le caldarchaeol (à la place des phospholipides) 3) Liens éthers (à la place de liens esters)

Question 32

Pourquoi la membrane des archaebactéries est particulière?

Answer 32

Les archaebactéries sont des organismes extrémophiles: ils vivent dans des environnements extrêmes où la température, le pH et/ou la concentration en sels sont aux limites ultimes des conditions permettant la vie. Pour survivre dans ces conditions, leurs membranes plasmiques possèdent des caractéristiques particulières et inhabituelles.

Question 33

Quelle est la structure du caldarchaeol?

Answer 33

Ce lipide traverse complètement la membrane des archaebactéries. Il est composé de 2 molécules de glycérol et de 2 chaînes d'unités d'isoprène rattachées par des liens éthers (plus stables que des liens esters).

Question 34

Quelles sont les fonctions des différentes classes de protéines membranaires?

Answer 34

1) Transport des nutriments et des déchets 2) Transfert de l'information entre l'environnement et le cytoplasme (transduction du signal) 3) Reconnaissance cellulaire 4) Production d'énergie

Question 35

Par quel(s) type(s) de liaisons les protéines périphériques sont-elles liées à la membrane?

Answer 35

1) Forces ioniques 2) Liaisons H 3) Interactions hydrophobes

Question 36

Par quel(s) type(s) de liaisons les protéines transmembranaires sont-elles liées à la membrane?

Answer 36

Interactions hydrophobes

Question 37

Par quel(s) type(s) de liaisons les protéines ancrées à un lipide membranaire sont-elles liées à la membrane?

Answer 37

Liaisons covalentes

Question 38

Par quel(s) procédés(s) les protéines ancrées à un lipide membranaire sont-elles libérées de la membrane?

Answer 38

L'hydrolyse enzymatique avec l'aide d'une phospholipase

Question 39

Par quel(s) procédés(s) les protéines transmembranaire sont-elles libérées de la membrane?

Answer 39

1) Agents dénaturants (détergents comme le SDS) | 2) Sonication (bris des membranes par le son)

Question 40

Par quel(s) procédés(s) les protéines périphériques sont-elles libérées de la membrane?

Answer 40

1) Augmentation de la force ionique | 2) Changement de pH

Question 41

Selon quels facteurs les protéines transmembranaires sont-elles classées?

Answer 41

1) Nombre de segments transmembranaires | 2) Leur orientation dans la membrane

Question 42

Vrai ou Faux. La majorité des protéines transmembranaires ne contiennent qu'un seul segment transmembranaire.

Answer 42

Faux. Seulement environ 10 à 30% des protéines transmembranaires n'ont qu'un seul segment transmembranaire; les autres en contiennent 2 à 12.

Question 43

Comment peut-on prédire le nombre de segments transmembranaires d'une protéine intrinsèque?

Answer 43

En analysant le profil d'hydropathie de la séquence protéique.

Question 44

Qu'est-ce que l'hydropathie?

Answer 44

L'hydropathie réfère à l'hydrophobicité relative de chaque acide aminé; c'est le changement d'énergie libre accompagnant le transfert d'un résidu d'acide aminé d'une bicouche lipidique vers l'eau.

Question 45

Vrai ou Faux. Un segment transmembranaire correspond très souvent à une hélice α d'une vingtaine de résidus.

Answer 45

Vrai

Question 46

Nommer un exemple de protéine transmembranaire qui possèdent des feuillets β qui s'enroulent pour former une barrique.

Answer 46

Les porines

Question 47

À quels types de lipides les protéines ancrées à un lipide membranaire peuvent-elles s'associer?

Answer 47

1) Acide gras 2) Isoprénoïde 3) Glycosylphosphatidylinositol (ancre GPI)

Question 48

Quels acides gras servent fréquemment d'ancrage pour les protéines membranaires lors de l'acylation des protéines?

Answer 48

L'acide myristique et l'acide palmitique

Question 49

Quels isoprénoïdes servent fréquemment d'ancrage pour les protéines membranaires lors de la phénylation des protéines?

Answer 49

Le farnésyle et le géranylgéranyle (terpènes)

Question 50

De quoi sont formées les ancres GPI?

Answer 50

Elles sont constituées d'un résidu de phosphatidylinositol (glycérophospholipide) lié à un oligosaccharide auquel est attaché un résidu phosphoéthanolamine.

Question 51

Quelle partie du GPI forme un lien amide avec la protéine?

Answer 51

Le résidu de phosphoéthanolamine