Récepteurs port G Flashcards
C’est quoi signalisation cell
v Système de communication régissant les processus fondamentaux
des cellules et coordonnant leur activité.
v Permet aux cellules de percevoir et de répondre correctement à leur
microenvironnement.
Signalisation importante dans…
Ø L’embryogenèse (organogenèse)
Ø L’homéostasie des tissus et du système immunitaire
Ø La réparation des tissus (cicatrisation)
Ø Etc.
Signalisation cell régule quoi?
Ø Différenciation
Ø Prolifération
Ø Survie cellulaire (apoptose)
Ø Métabolisme
Ø Migration
Ø Invasion
Ø Etc.
Dysfonctionnement signalisation cell implique quoi?
Ø Cancer
Ø Maladies auto-immunes
Ø Diabète
Ø Maladies cardiovasculaires
Ø Maladies inflammatoires
Ø Etc.
Étape générales des mode de transmission
1 1er messager – ligand
* molécules (neurotransmetteurs)
* Peptides/protéines (hormones, facteurs de croissance)
2 Le récepteur présent à la surface ou à l’intérieur de la
cellule cible
* protéines membranaires intégrales
(RCPG, RTK, canaux ioniques)
* protéines cytosoliques
(récepteurs à l’œstrogène, de la progestérone)
3 Transmission d’une cascade de signalisation par
protéines effectrices
* phosphatases
* kinases
* petites protéines G (GTP-binding proteins)
4 Cibles
Mode de transmission: ligand/récepteur
Ligand (du latin ligandum, liant) :
Une molécule qui se lie de manière RÉVERSIBLE sur une
macromolécule cible (récepteur)
- neurotransmetteur
- hormone
- peptide
Récepteur :
Une protéine liant un facteur spécifique
- membrane
- cytoplasme
- Noyau
Impacte fonctionnel
- structurale
- modulation d’une activité enzymatique
Mode transmission: endocrine
Ligands : hormones
* molécules hydrophobes, stéroïdes (testostérone)
* bioamines (épinéphrine), peptides (insuline), glycoprotéines
* relâchées en petite quantité dans la circulation par les cellules endocrines
* circulent généralement sous forme de complexe (ex. à l’albumine) ?????
* spectre d’action large
ex. cellules β du pancréas
➢ insuline ➢ cellule musculaire
Récepteurs :
* intracellulaires (récepteur des androgènes)
* membranaires (récepteurs couplés aux protéines G, récepteurs à activité tyrosine kinase)
*FORTE AFFINITÉ AVEC LIGAND(donc une dissociation lente et une action prolongée)
Rôle albumine?
Protège hormone pour pas qu’elle se fasse dégradé et métabolisé
Cellule cible endocrine + éléments importants?
*Cellules cibles de l’insuline : Muscles, tissus adipeux (adypocytes) et le foie (hepatocytes)
Glucose : source d’énergie
Mode de transmission paracrine et autocrine
Ligands :
* facteurs de croissance, cytokines/chimiokines,
peptides
* molécules sécrétées (ligands) agissant
localement
* diffusion contrôlée*
Récepteurs :
* haute affinité de liaison avec leur ligand*
* liaison rapide avec leur ligand*
ex. EGF, PDGF, bradykinine, IL-1, TNF, lipides
que veut dire autorise et paracrine
autocrine: signal affecte meme cellule
paracrine: signal affecte cellule voisine
dans mode de transmission autocine et paracrine, la diffusion du ligand est contrôlée par? 4 choses)
- Haute affinité du ligand
- la destruction par des enzymes extracellulaires
- la recapture « reuptake » par la cellule émettrice
- l’immobilisation par la matrice extracellulaire
Mode de transmission synaptique
Ligands (neurotransmetteurs) :
* acides aminés
glycine, glutamate
* dérivés des acides aminés
tyrosine –> dopamine, noradrénaline, adrénaline
tryptophane –> sérotonine
histidine –> histamine
glutamate –> GABA (l’acide gamma-aminobutyrique)
* Relâchés au niveau des terminaisons nerveuses par les neurones du SNC et SNP
Récepteurs :
* RCPG
* Canaux
* Récepteur de faible affinité et de dissociation rapide
ex. acétylcholine au niveau de la synapse est de lʼordre de 5 x 10-4 M
Mode de communication très spécifique et rapide, grâce aux contactes synaptiques (IMPPPP)
Mode de transmission juxtacrine
Ligand - Récepteur :
* facteur de croissance, des cytokines,
oligosaccharides, des lipides
* les ligands sont présents sur les cellules adjacentes
ou dans la matrice extracellulaire (MEC)
* les ligands ne sont PAS LIBÉRÉS
* signalisation est CONTACT-DÉPENDANT
Type de signalisation :
* un ligand à la surface d’une cellule interagit avec un
récepteur sur une cellule adjacente
ex. signalisation de Notch
* le ligand se trouve dans la MEC (fibronectine)
ex. signalisation des intégrines
* le signal est transmis directement de cellule à
cellule via des jonctions communicantes
ex. jonctions gap (ion et petites molécules)
Mode de transmission membranaire
1.Récepteurs couplés aux protéines G (RCPG/GPCR)
2.Récepteurs associés à activité tyrosine kinase intrinsèque (RTK)
Pk La liaison du ligand à son récepteur est hautement spécifique et transitoire
- Récepteurs membranaires : protéines membranaires
intégrales - Les ligands sont hydrophiles (ne travers pas la
membrane plasmique)
v Molécules (neurotransmetteurs)
v Protéines (facteurs de croissance) - La liaison du ligand à son récepteur se fait par le biais
de liens non covalents (spécifique, MAIS TRANSITOIRE) - Le site de liaison “binding pocket” sur le récepteur
accommode le ligand (enzyme – substrat) - Un récepteur lié à son ligand est dit « occupé »
Explique la saturation récepteurs par rapport à leur ligand
- La fixation d’un ligand sur son récepteur est
saturable, puisque limitée par le # de récepteurs
sur lesquels il peut se fixer - Lorsque la concentration du ligand [L]
augmente, la saturation est atteinte lorsque la
plupart des récepteurs sont occupés
Explique Kd
- La force interaction entre un ligand et un
récepteur est définie par l’affinité (Kd)
v la constante de dissociation
v la [L] nécessaire pour occuper 50 % des
récepteurs
v Interaction « ligand-récepteur » de haute
affinité = faible Kd
v Interaction « ligand-récepteur » de faible
affinité = haut Kd
Explique le but de faire de la Régulation négative de signalisation avec récepteurs
But: Désensibilisation des récepteurs : mécanismes d’adaptation de la cellule qui diminuent la
réponse du ligand lorsque les récepteurs sont occupés pendant de longues périodes
Explique comment on fait Régulation négative de signalisation avec récepteurs
A) Diminution de la densité des récepteurs par :
* endocytose des récepteurs
* dégradation des récepteurs
v réponse rapide < secondes – minutes
v n’implique pas la synthèse de nouvelles
protéines
B) Désactivation de la signalisation des
récepteurs par modifications post-
traductionnelles :
ex. phosphorylation où déphosphorylation
* diminuent l’affinité du récepteur pour le ligand
* bloquent la liaison d’effecteurs au récepteur
* inhibent l’activité des effecteurs
v réponse rapide < secondes – minutes
v n’implique pas la synthèse de nouvelles
protéines
C) Modification de l’expression des composantes de la
cascade de signalisation du récepteur :
* Diminution de l’expression du ligand
* Diminution de l’expression du récepteur
- Diminution de l’expression d’effecteurs
- Augmentation de l’expression de protéines inhibitrices
v réponse lente < minutes – heures
v implique la synthèse de nouvelles protéines
C’est quoi ligands pour récepteurs protéines G
Ligands:
* Lumière (rhodopsine)
* Odeurs
* Phéromones
* Calcium
* ATP
* Amines biogéniques (épinéphrine,
adrénaline, sérotonine, dopamine)
* Peptides (thrombine)
* Hormones (Luteinizing hormone - LH,
thyroid-stimulating hormone - TSH)
Décris 3 classes RCPG (famille)
A – les domaines TM et les boucles extracellulaires
(lumière, acétylcholine)
B – le domaine N-terminal et les boucles extracellulaires
(polypeptides, hormones)
C – le domaine N-terminal, qui lui même agit comme un ligand
(Ca2+, Glutamate, acide γ-aminobutyrique/GABA)
Explique structure RCPG
Domaine N-terminal extracellulaire
* longueur variable & glycosylé
7 domaines transmembranaires (TM)
* ~20-25 a.a. hydrophobes hélices a
conserver
3 boucles extracellulaires (eL1-3)
3 boucles intracellulaires (i1-3)
* CL3 est de longueur variable
Queue C-terminale
* longueur variable
* site de palmitoylation
site d’ancrage à la membrane
Ligand
* site de liaison extracellulaire
Protéine-G
* site de liaison intracellulaire★ ★
Explique les 2 sous unités principal port G
Sous-unités a
* Site de liaison au récepteur actif
* Site de liaison au GDP/GTP
* Activité GTPase intrinsèque
* Site d’ancrage à la membrane
* 22 types
Sous-unités ßΥ
* Liaison constitutive
* Site d’ancrage à la membrane
* 5 ß et 12 g
Couplage récepteur - protéine G - effecteur
1) Avant
À l’état de base ou non activé :
R en conformation inactif
2)
Liaison du ligand au R :
Changement de conformation du R = Actif
3)
Induit le couplage à la protéine G
= Association de la protéine G et le R
*Le R interagit avec la sous-unité a de la
protéine G
Protéine G inactive: la sous-unité a est
liée au GDP
4)Diminue l’affinité du GDP à l’unité a de la protéine G
GDP remplacé par GTP = Protéine G active
Dissociation des sous-unités a et beta/gamma (bg)
5)Changement de conformation de la protéine G
Dissociation du complexe L-R = R inactif
La sous-unité a-GTP se lie à l’effecteur = changement
de conformation et activation de l’effecteur
6)Hydrolyse du GTP en GDP (GTPase)
Dissociation de la sous-unité Ga de l’effecteur
Réassociation des sous-unités a et bg
= Protéine G inactive (liée à GDP)
Explique on-off prot G
en conformation inactive :
* les 3 sous-unités sont assemblées
* la sous-unité α est lié au GDP
la sous-unité α-GTP est l’effecteur
principal, mais le complexe βγ peut
aussi participer à la signalisation
Explique type protéines G alpha
Ga-s: activatrice (AMPc, PKA)
Ga-i/o: inhibitrice
Ga-q: reliée à phospholipase (PLCbeta, IP3, DAG, PKC)
Explique, Gαs, Adénylcyclase, cAMP et PKA
Ligand lie au récepteur
Dissociation Ga-s de by pour aller se lier à effecteur (Adénylcyclase)
Adénylcyclase transforme ATP en AMPc
AMPc est un sous-produit pour rendre PKA en PKA* vers cibles
Précision PKA en PKA*
PKA= tétramère avec 2 sousunité catalytique et 2 autres pour recevoir AMPc (avec pyrophosphate)
AMpc s’introduit et les 2 parties catalytique du PKA initial vont vers cible
Cible PKA*
Transcription ADN par crisp qui se feront hydrolysé!
Explique ce processus: Gαq, Phospholipase C, IP3, Ca2+ et DAG
I. Gαq active la PLCß
II. hydrolyse du phosphatidyl inositol bis-
phosphate (PIP2) en inositol trisphosphate (IP3)+ diacylglycérol (DAG)
III. IP3 lie et ouvre des canaux Ca2+-IP3-sensibles
du réticulum endoplasmique (RE)
IV. la libération du Ca2+ à partir des réserves du RE
↑↑↑la [Ca2+] dans le cytosol (inracellulaire)
III. le DAG et le Ca2+ active la PKC
C’est quoi un PKC
PKC sont des Ser/Thr kinases cytosoliques
* Pseudosubstrat en N-terminal
* 2 domaines régulateurs (C1 – DAG & C2 – Ca2+)
* Domaine catalytique C-terminal
Quand calcium: ouverture pseudosubstrat et libère kinase!
Explique signalisation Calcium 2+ via calmoduline
CALcium-MODULated proteIN :
* protéine monomérique (~ 148 a.a.)
* 2 domaines globulaires (N- & C-terminal)
* Région centrale flexible
* 4 sites de liaison au Ca2+ «hands » (négativement chargé)
* Activation des protéines cibles (positivement chargées) par changement de conformation
Explique retour à normal du calcium 2+
Diminution de la [Ca2+] intracellulaire par :
* des pompes ATPase (énergie-dépendante) à la
membrane plasmique et le réticulum endoplasmique
* des échangeurs de Ca2+ à la membrane plasmique et la
mitochondrie
* Protéines cytosolique liant le Ca2+ (calmoduline)
À quoi servent protéines Gby
Les complexes Gβγ libres agissent aussi comme molécules
signalétiques qui activent directement des canaux
ioniques ou d’autres messagers secondaires.
Explique régulation RCPG (revenir au repos)
Les protéines RGS : (Regulator of G-protein Signaling)
* Identifiées comme des modulateurs négatifs de la
signalisation des RCPG
* Comportent un domaine RGS (RGS-box)
* Agit comme GAP : GTPase Activating Protein
* Accélère l’activité intrinsèque GTPase de la
sous-unité Ga
* Liaison et inactivation de la protéine G/GTP
(GTP-bound)
- Inhibe la signalisation médiée par la protéine Ga
Spécificité d’interaction entre les sous-unité Ga et les
protéines RGS
*Gs, Gi
, Go, Gq, G12, Gz
Explique désensibilisation RCPG
Implique un découplage physique du R et de la protéine G
Phosphorylation de résidus Ser/Thr dans la queue C-terminale du R
i) Phosphorylation indépendante de l’état d’activation des R par les PKA/PKC
ii) Phosphorylation des R actifs par les GRK (G protein-coupled Receptor Kinases)
GRK : mène au recrutement des protéines arrestines
Explique précisemenent fonction GRK dans désensibilisation RCPG
GRK :
* Indispensables à l’endocytose des RCPG par le biais des vésicules de clathrine
* Arrestines se lient à des protéines de la machinerie de l’endocytose
Adaptor Protéine complex (AP-2) et clathrine
1 Resensibilisation : Transport dans les endosomes de recyclage
* Le pH acide des endosomes cause la dissociation du ligand
* Déphosphorylé par des phosphatases
2 Dégradation : Ubiquitination & transport dans les lysosomes (protéases)
Que permet L’internalisation des RCPG
est essentielle pour
l’activation des voies MAPK en aval des RCPG
Combien RTK dans famille et nomme en 2
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EGFR, HGFR
Nomme fonctions biologiques RTK sont en lien
Proliferation
Motility
Invasion
Angiogenesis
Differentiation
Morphogenesis
Survival
Secretion
ECM-Cell interaction
Cell-Cell interaction
Explique structure RTk
- Extracellulaire
- large et glycosylé
- domaine de liaison avec le ligand - Transmembranaire
- composé de ~25 AA hydrophobiques - Intracellulaire
- domaine juxtamembranaire
- domaine tyrosine kinase (~230 AA)
§ site de liaison de l’ATP
§ site de liaison pour le substrat (tyr)
- résidus tyrosine pouvant être phosphorylés
* le domaine TK
Ø active la TK
* extérieur du domaine TK
Ø sites de liaison des protéines effectrices
Explique rôle ligand et les types de domaines de dimerisation dans RTK
Le rôle du ligand est d’induire la dimérisation des RTK
Le domaine de dimérisation se retrouve soit au niveau du :
- Ligand (VEGFR)— ANTIPARALLÈLE
- Molécule intermédiaire (FGFR1)——PAS DIMÈRE MAIS AVEC HEPARINE
- Récepteur (EGFR)—-QUAND LIGAND SE LIE, OUVRE RÉCEPTEUR
EXPLIQUE Mécanisme d’activation des RTK
INACTIVE RTK
1. Transphosphorylation (de Tyr dans domaine kinase)+ Dimerisation
PRE-ACTIVE RTK
2. Transphosphorylation (de Tyr dans domaine kinase)
ACTIVE RTK
Sachant que Les pTyr hors du domaine TK sont des sites de liaison pour
des protéines contenant des domaines SH2 ou PTB, quelles sont les protéines qui vont se lier
Enzymes: Src, lipide kinase (PI3K), phosphatase (SHP, SHIP), PLC-g, GAP
(GTPase activating protein), etc.
Protéine adaptatrices: Grb2, Shc, Nck, Crk, VAV, IRS, FRS2, Gab1, etc.
Protéines sans activité enzymatique, mais contenant plusieurs motifs ou
domaines d’interaction
protéine-protéine : SH2/pTyr, PTB/pTyr, SH3/proline
protéine-lipide : PH/phopsholipide
Explique comment Les domaines SH2 et PTB lient de façon spécifique des peptides phosphorylés sur tyrosine
- La pTyr interagit avec un résidu d’Arg dans le domaine SH2
- Les AA en aval ou en amont de la pY (SH2: C-terminal ou
PTB N-terminal) des peptides font contacte sur un site
distincts du domaine SH2 ou PTB
L’environnement de la pTyr du RTK (peptides) et la
structure du domaine SH2 ou PTB déterminent la
spécificité d’interaction
DÉPENDS SÉQUENCE A-A
Quel arrangement ont les modules d’interaction protéines-prot et lipide-lipide
En Lego
Donnes des exemples de module protéines-prot et lipide-lipide
SH3: « Src-homology domain 3 » : Lient des motifs riche en proline de façon constitutive
PH: « Pleckstrin homology domain » : Lient des phospholipides
Ø membrane plasmique et autres compartiments
Vrai ou faux il y a diff RTk?
Vrai, car
Recrutement d’une variété de protéines de signalisation
Assemblage de complexes multiprotéiques distincts
Transmission de signaux intracellulaires uniques
Réponses biologiques spécifiques
Que permet la Ras et ses acolytes dans la cascade MAPK
Ras GTPase monomérique
Øactive : lie le GTP
Øinactive : lie le GDP
- Sos (Guanine nucleotide Exchange Factor – GEF)
Ødissociation du GDP
Øactive Ras
ØGTP:GDP ratio is 10:1 in cells - GAP : augment l’activité GTPase de Ras
Øhydrolyse le GTP en GDP
Øinactivation de Ras
Donne étapes voies mitogéniques MAPK
- Activation et phosphorylation du RTK
- Recrutement de GRB2 (via son domaine SH2) aux
RTK
Ø Grb2-SOS1 (SH3/Pro) à la membrane - Activation de Ras (ancré à la membrane)
Ø Dissociation du GDP et liaison du GTP - Liaison de Ras et Raf (Ser/Thr kinase) à la
membrane
Ø Raf adopte une conformation active - Phosphorylation de MEK1/2 (Thr/Tyr kinase)
- Phosphorylation de ERK1/2 (Ser/Thr kinase)
Ø Translocation de ERK1/2 dans le noyau - Erk1/2 induit la phosphorylation de facteurs de
transcription
Ø ↑ la transcription des cibles de c-fos, AP1, Jun
Explique régulation négative RTK
Après stimulation, les RTK sont internalisés dans les endosomes :
Ø recyclés à membrane ou dégradés dans le lysosome
Ø Ubiquitination des RTK marque leur dégradation dans le lysosome
* Modification post-traductionnelle par des enzyme Ub-ligase qui a ajoute une ou
plusieurs Ub (protéine 76 aa) sur des protéine cibles
Grâce à Receptor Internalization
