Sécrétion (protéine) Flashcards
Qu’est-ce que le cetuximab? (4+)
- Anticorps thérapeutique (qui porte un sucre alphaGal) contre les récepteur EGF
- Produit et sécrété par des cellules de souris
- Traitement efficace contre divers cancers (colon)
- Généralement bien toléré sauf état de choc allergique (réaction sévère voir décès chez 20% des patients)
-> choc allergique due à la piqure par une tique qui injecte une protéine portant un alphaGal
Quelle machine assure la synthèse des protéine? Où est-elle?
Y’a-t-il des exceptions?
Que deviennent les protéines dans le cytosol après la traduction? (4 destinations)
- Restent dans le cytosol
- Transport dans le noyau (via pores nucléaires -> contrôle)
- Translocation post traductionnelle dans la mitochondrie
- Insertion co-tranductionnelle dans le réticulum endoplasmique
Qu’est-ce que l’enveloppe nucléaire?
Double membrane qui sépare l’intérieur du noyau (contient l’ADN) du cytosol
= 2 BICOUCHE LIPIDIQUE -> protéines ne passent pas à travers
- Qu’est-ce que le pore nucléaire?
- Que permet-il?
(ex)
- Structure protéique complexe située au niveau des repliement de l’enveloppe nucléaire qui sert de FILTRE
- Le passage sélectif de protéines (ou ARNs) depuis le cytosol vers le noyau (ou inverse)
-> protéines nécessaires à la réplication de l’ADN sont transportés dans le noyau au niveau de pores nucléaires de façon contrôlée
Quel est le rôle majeur des mitochondries?
Centrale énergétique de la cellule (organelle dans la cellule très importante dans l’évolution) -> fournit de l’énergie
Pourquoi les mitochondries sont dites semi-autonomes?
Au fil de l’évolution, l’essentiel de leur génome a été transféré à l’intérieur du noyau et elles en ont gardé un petite partie qui leur permet de synthétiser un tout petit peu de protéines.
Où dans les mitochondries a lieu la synthèse de l’ATP?
Dans les crètes mitochondirales (replis)
Compléter le schéma d’une mitochondrie:
- Où sont synthétisées les protéines mitochondriales?
- Pourquoi?
- Quel problème se présente?
- Dans le cytosol
- Les gènes codant pour les protéines mitochondriales ont été transférés dans le noyau au cours de l’évolution
- Les protéines mitochondriales sont obligées de passer à travers la double membrane des mitochondries
Quelle expérience permet d’étudier le transport des protéines à l’intérieur des mitochondries? (3)
-
Synthèse de protéine in vitro (dans un tube à essai: ARNm codant pour prot mitochondriales + ribosome)
(-> protéine relâchée dans le cytosol) - Addition de mitochondries purifiées (dans le tube)
- Observation: insertion post-traductionnelle (protéines transférées dans la mitochondrie)
-> mitochondrie reconnaît/capte les protéines et les transporte à travers 1 ou 2 membranes
Que se passe-t-il dans le cas où les protéines sont sécrétées par la cellule?
Les protéines sont insérées dans le réticulum endoplasmique au moment de la synthèse => insertion co-traductionnelle
Qu’est-ce que le réticulum endoplasmique (RE)?
= “filet” qui s’étend à l’intérieur de toute la cellule dans le cytosol qui fusionne par endroit avec l’enveloppe nucléaire(= sous-domaine du RE)
-> continu avec l’enveloppe nucléaire
-> s’étend dans toutes la cellule
-> entouré d’une membrane qui sépare l’intérieur du cytosol
Quels sont les 2 types de RE?
- Lisse: synthèse des lipides dans la cellule
-
Rugueux: lieu de synthèse de protéines
-> Ribosomes collés à sa surface côté cytosolique (=aspect rugueux)
Qu’observe-ton lors de la réalisation de cette expérience au sur le RE ?
Pas d’insertion post-traductionnelle (≠ mitochondries)
-> Les protéines ne sont pas transférée dans le RE
Que sont les microsomes?
Réticulum endoplasmique purifié (utilisé lors d’expériences)
Quelle expérience permet l’observation de l’insertion co-traductionnelle des protéines dans le RE?
Synthèse de protéines in vitro en présence de microsomes (RE)
On met en même temps dans le tube:
- ARNm
- Ribosomes (et tout ce dont ils ont besoin)
- Réticulum endoplasmique (microsome)
Comment se déroule l’insertion co-traductionnelle des protéines dans le RE?
Traduction se fait dans le cytosol car Ribosome fixé au RE côté cytosolique puis protéine injectée au fur et à mesure dans le RE
- Qu’est-ce que la séquence signale d’une protéine du RE?
- Que devient cette séquence après la traduction?
- De quoi est-elle composée? (4)
- Séquence présente en amont de la séquence qui constitue la prot mature sécrétée (à l’extrémité N-terminal)
= ce que la machinerie cellulaire (ribosome) reconnaît quand un prot est en court de synthèse (permet son insertion dans le RE) -
Perdue une fois que la protéine mature est sécrétée dans le RE
=> Pas présente dans la protéine mature -
-Méthionine
-Quelques a.a. chargés
-8-12 a.a. hydrophobes
-Site de coupure (pour une protéase)
-> mêmes propriétés pour toutes les séquences signal pour toutes les prot insérée dans le RE
De quoi est composé la séquence primaire (codée par les ARNm) de toutes les protéines insérées dans le RE?
- Séquence signal
- Séquence beaucoup plus grande qui constitue la protéine mature sécrétée (insérée dans le RE)
Quelle expérience permet de vérifier le rôle des séquences signal des prot insérées dans le RE?
Quelle conclusion peut-on en tirer?
- Faire synthétiser à la cellule une protéine entière
-> Observation: prot insérée dans le RE - Faire synthétiser à la cellule une protéine sans la séquence signal
-> Observation: prot mature reste dans le cytosol et n’entre pas dans le RE - Synthétiser une variante d’une protéine cytosolique (pas sensée entrer dans le RE) comportant une séquence signal
-> Observation: prot insérée dans le RE
=> Conclusion: La séquence signal est nécessaire et suffisante pour que la prot soit insérée dans le RE
Quel est le mécanisme qui reconnait la séquence signal et assure le transport de la prot à travers la membrane pour entrer dans la lumière du RE? (12 étapes)
=> Se déroule au moment de la synthèse de la protéine (co-traductionnel)
=> Reconnaissance par les prot SRP
- Ribosome se fixe à ARNm (ne sait pas encore quelle protéine il va traduire)
- Ribosome commence la synthèse à l’extrémité N-terminal (=lieu où se trouve la séquence signal)
- Premier bout synthétisé se retrouve dans le cytosol
- Dans le cytosol: Reconnaissance et liaison de la SRP (Protéine de Reconnaissance du Signal) sur la séquence signal
- SRP bloque la synthèse de la protéine par le ribosome
- Liaison de la SRP à son récepteur (= prot transmembranaire du RE) sur la surface du RE (côté cytosolique)
- Ribosome se colle à la membrane de RE
- Recrutement du pore de translocation (fermé)
- Transfert du ribosome sur le pore de translocation qui s’ouvre
- Synthèse de la protéine reprend avec injection dans RE
- Rapidement, coupure de la séquence signal par la signal peptidase
- Fin de synthèse (codon stop)/détachement du ribosome/pore de translocation fermé
Quel est le mécanisme qui reconnait la séquence signal et assure le transport d’une protéine transmembranaire du RE (14 étapes)
- Ribosome se fixe à ARNm
- Synthèse commence à l’extrémité N-terminal
- Premier bout synthétisé se retrouve dans le cytosol
- Dans le cytosol: Reconnaissance et liaison de la SRP sur la séquence signal
- SRP bloque la synthèse de la protéine
- Liaison de la SRP à son récepteur sur la surface du RE (côté cytosolique)
- Ribosome se colle à la membrane de RE
- Recrutement du pore de translocation (fermé)
- Transfert du ribosome sur le pore de translocation qui s’ouvre
- Synthèse reprend
______________________ - Ribosome tombe sur un domaine transmembranaire (= 20aine d’a.a. hydrophobes)
- Pore de translocation reconnait le domaine transmembranaire et bloque la translocation (ribosome continue la synthèse)
- Ribosome termine la synthèse/se détache/pore de translocation coincé
- Pore de translocation s’ouvre latéralement -> protéine diffuse latéralement directement dans la membrane
Même déroulement pour toutes les protéines transmembranaires du RE
Structure d’une protéine transmembranaire simple de TYPE I (un seul domaine transmembranaire):
Comment se nomment les l’expériences qui permettent de suivre une protéine à l’intérieur de la cellule?
Principe en 2 étapes
Expériences de marquage et chasse (permet de connaître les sens de déplacement des prot dans la cellule) -> réalisée dans des cellules spécialisées dont le rôle principal est la sécrétion de prot
Principe:
-
Marquage 5min des protéines
-> localise le premier compartiment dans lequel se trouvent les prot destinées à être sécrétées -
Chasse 10min/30min/longue
-> suivi pour observer tous les compartiments dans lesquels de déplacent les prot pour ensuite sortir de la cellule
Quelle est la technique utilisée dans une expérience de marquage et chasse pour pouvoir observer le déplacement des protéines?
-
Marquage de protéine nouvellement synthétisées grâce à des a.a. radioactifs
-> Leucine tritiée (radioactive) implantée dans son milieu (extracellulaire) qui va rapidement être transportée à l’intérieur de la cellule
-> Toutes les protéines en cours de synthèses incorporent la Leucine radioactive
=> 3MIN -
Chasse
-> Changement de milieu pour un milieu qui contient un excès de leucine non radioactives
-> Protéines synthétisées incorporent de la leucine non radioactive = protéines non marquées
-> Protéines synthétisées pendant les 3 premières minutes de marquage sont les seules radioactives dans la cellule
=> TEMPS VARIABLE
Comment visualiser des protéines radioactives? (5)
- Fixation de la cellule
- Découpage de la cellule en tranches
- Coulage d’un gel de gélatine contenant des cristaux d’AgBr sur la coupe ultrafine
- Cristaux de bromure d’argent impactés par la radioactivité deviennent noirs (petits tortillons)
- Observation au microscope électronique
Quels sont les 3 compartiments par lesquels protéines nouvellement synthétisées et destinées à être sécrétées passent (sécrétion régulée)?
+ temps marquage/chasse
Qu’est-ce que l’appareil de Golgi?
Empilement (rassemblé) de citernes délimitées par une membrane
-> Orienté en fonction du sens de l’entrée des protéines dans l’appareil (chasse):
Cis -> Médian -> Trans
7 étapes du déroulement de la voie de sécrétion régulée des protéines -> transport membranaire (= de la membrane)
Est-ce que ce système peut avoir lieu dans le sens inverse?
-
Bourgeonnement (=déformation de la membrane du RE) qui contient les prot
-> croît, se détache du RE et forme: -
Vésicule (~50nm) (=phase aqueuse entouré d’une membrane)
-> se déplace dans la cellule et: -
Fusion avec le Cis-Golgi
= Transfert d’une partie interne du RE (qui contient les prot) + partie membranaire du RE - Formation de granules de sécrétion (diam>500nm) au niveau de Trans-Golgi
- Maturation des granules (matériel condensé, se colle à la surface cellulaire) + des prot
- Signal (ordre de relâchement des granules de sécrétion dans le milieu extracellulaire)
- Fusion de la membrane des granules avec la membrane plasmique de la cellule (contenu déversé à l’extérieur)
=> Système peut avoir lieu dans le sens inverse!
4 caractéristiques de la sécrétion constitutive:
1-Chez tous les types cellulaires
2-Met en jeu des vésicules de sécrétion (diam 50nm)
3-La sécrétion est constitutive (=ininterrompue)
4-Sécrétion de protéines ne portant pas de signaux de triage
Quelle est la protéine chaperonne responsable du repliement des protéines dans le RE? (2 rôles majeurs)
La protéine Bip (Binding Protein)
-> Évite que la protéine précipite
-> Empêche l’agrégation de la protéine (=irréparable)
Comment se forment les ponts disulfure des protéines de sécrétion?
Uniquement dans le RE!!! = environnement oxydant
-> Cystéine (a.a.) sous forme oxydée
= Pont disulfure formé entre 2 groupement SH (S-S) à l’intérieur d’une prot ou entre 2 prot
= liaison covalente (résistante) rendue possible grâce à la géométrie du repliement stabilise le repliement (adoption de la structure tertiaire)
=> RÉACTION D’OXYDATION (perte d’électrons (2) et de 2H+)
Quel est le rôle des ponts disulfure intra/interprotéiques des protéines de sécrétion?
Stabilisent les protéines exposées aux conditions extracellulaires oxydantes
-> n’aident pas au repliement (mais adoption de la structure tertiaire)
-> rend la protéines beaucoup plus résistantes à la dénaturation (liaison covalente)
Qu’est-ce que la Glycocylation des protéines sécrétés?
Déroulement: (5)
Fixation de sucre sur les protéines sécrétées:
-
Dans le RE: Prot contentent un a.a. asparagine (Asn) qui fixe un gros sucre complexe
(avec N-acétylglucosamine (GlcNAc)) - Glucose (+ 1 des mannoses) retiré avant sa sortie du RE
- Mannoses retirés dans le Cis-Golgi
- Dans le Median-Golgi: addition de nouveau sucres (sur les mannoses restantes)
- Dans le Trans-Golgi: ajout de galactose + acide sialique
= Structure d’un sucre mature sur une protéine prête à être sécrétée
Qu’est-ce qui est responsable de la synthèse des glycoprotéines de sécrétion (ajout/modification des sucres)? (2 types; 1 ajoute les sucres et 1 les retire)
Protéines transmembranaires = Enzymes de Glycosylation = enzyme de l’appareil de Golgi et du RE
-> Glycosydase: ajoutent des sucres
-> Glycosyl-Transférases: retirent des sucre
Fonction des sucres ajoutés lors de la Glycocylation des protéines sécrétées: (2+)
En quoi consiste la maturation protéolytiques des protéines sécrétées?
EX pour l’insuline:
Coupures à certains endroits de la protéine au court de sa maturation
Ex: L’insuiline
-> 1ère maturation protéolytique: retire la séquence signal
-> 2ème maturation protéolytique: protéase coupe un morceau de la prot dans les granules de sécrétion
