Trafic des proteines: maturation

Transcription

BC4223 Mécanismes moléculaires
Mise
à
jour:
Trafic cellulaire des protéines
4 Maturation et transport des protéines
15
Pour aller directement à la page: Trafic des proteines
OK
<
.
4.1 Maturation initiale dans le RER
.
structure secondaire et tertiaire correcte
.
liens disulfures corrects
-
Elimination des protéines mal repliées
.
O-glycosylation
.
N-glycosylation
Exportation vers le golgi
.
.
-4.2 Maturation finale et triage dans le Golgi
.
.
.
structure du Golgi
Maturation de l'OSRM
Maturation de l'OSC
Triage des protéines
role de l'OSC
.
--.
>
file:///Fichiers/site%20internet/dg/bc4223/trf/trf4mat.html (1 of 25)27 02 2007 13h10h52
<
.
Certaines modifications doivent être subies par les protéines durant ou après la translocation pour atteindre leur
comformation finale et fonctionnelle
.
.
●
-
●
●
●
.
●
●
.
●
●
.
●
●
.
●
élimination de la séquence-signal (vue dans la section précédente)
diverses glycosylation (O-glycosylation, N-glycosylation)
addition d'une ancre (protéines ancrées extracellulaires ou intra-luminales)
formation de liens disulfure
repliment final: acquisition d'une structure tertiaire correcte
assemblage des sous-unités (stucture quaternaire) s'il y a lieu
protéolyse (pro-protéine -> protéine mature)
élimination des protéines mal repliées ou défectueuses
acylation
sulfatation
rotation de la proline sur son axe (peptidyl-prolyl isomérase)
-.
Certaines sont plus ou moins spontanées, certaines sont catalysées par des enzymes résidentes.
.
.
Ces modifications s'opèrent au fur et à mesure que les protéines sont transloquées ou transportées jusqu'à leur destination
finale dans les divers compartiments (RER, golgi, vésicules de transport...).
.
---
Ces modifications peuvent se faire de façon progressive et par étape durant le déplacement.
.
------->
MATURATION INITIALE DANS LE RER
4.1<
Acquisition d'une structure secondaire et tertiaire correcte
.
.
.
Certaines enzymes résidentes du RER aident les protéines transloquées ou insérées à acquérir une structure correcte et
fonctionelle: chaperonines
●
.
●
●
●
.
●
BiP
GRP44
GroEL
calnexine
calréticuline
.
.
--
Plusieurs voies et enzymes ± spécifiques à certaines protéines
●
●
.
choix des enzymes impliquées est mal compris
dépend de variables comme la position du N-glucosyl parmi les 30 premiers ac. aminés => calnexine et
calréticuline mais pas BiP
.
.
Acquisition de la structure correcte est cotraductionnelle, au fur et mesure que la protéine pénètre dans le RER: prévenir
la formation de protéines non fonctionnelles "irrécupérables.
.
--.
Un des problèmes est la présence de de segments hydrophobes temporairement en contact avec le milieu aqueux =>
dénaturation ou aggrégation non spécifique
----
Proteine BiP (binding protein) résidente du RER: se lie avec les ac. aminés hydrophobes et bloque la dénaturation en
attendant que ce segment se lie à un autre segment hydrophobe de la même protéine ou d'une autre protéine
Détachement nécessite ATP -> détachement BiP la protéine se replie correctement ou s'associe correctement avec une
autre protéine
>
<
.
.
.
.
.
.
.
-.
.
.
.
--.
--->
<
Formation de liens disulfures corrects
.
.
liens cys-cys
.
formation des liens disulfures favorisée par milieu oxydant (ex. MEC, lumière de la plupart des organites) mais
défavorisée par milieu réducteur (ex. cytoplasme)
.
.
présence dans cytoplasme de glutathion (non dimérisé): maintien du milieu réducteur et élimination/empèchement des
liens disulfures
le passage des protéines dans le RER favorise la formation de liens disulfures au fur et à mesure de leur entrée => liens se
font entre les cys adjacentes (1e cys avec 2e, 3e avec 4e, 5e avec 6e, etc.)
.
.
-.
.
.
.
--.
--->
<
pour certaines protéines, c'est l'ordre correct, ex. Ig, récepteurs de certains facteurs de croissance, etc.)
.
pour certaines protéines cet ordre est incorrect et doit être rectifié (ex. pro-insuline)
.
enzyme résidente du RER: proteine-disulfure isomérase (PDI) possède une cys libre capable de former des liens des liens
disulfure avec des protéines ayant des liens disulfures incorrects
.
PDI doit reconnaitre les protéines ayant des liens incorrects (thermodynamiquement instables)
.
.
.
.
-.
.
.
.
--.
---aussi ERp57 (indépendamment ou en collaboration avec PDI)
>
<
Elimination des protéines mal repliées
.
.
.
Protéines mal repliées (non fonctionnelles ou pouvant interférer avec le fonctionnement normal) doivent être éliminées
.
.
Inversement, certaines protéines légèrement anormales mais quand même fonctionelles sont retenues dans le RER
●
●
fibrose kystique (CFTR)
emphysème (α1-aminoprotéinase)
.
.
-Précipitation et aggrégation => accumulation en cristaux dans le RER
.
.
Reconnaissance par BiP qui reste attaché aux protéines mal repliées et bloque leur transport vers le golgi
.
.
Hydrolyse par des protéases résidentes du RER
--.
--->
<
O-glycosylation
.
.
se fait sur l'alcool d'une Ser, Thr, Tyr
.
addition sur l'acide aminé receveur d'un glucide (ou dérivé) après l'autre par des enzymes résidentes spécifiques du RER
(glycosyltransférases) (sauf NANA dans le golgi trans)
variable: divers glucides ou dérivés, plutot court
.
.
.
.
-.
.
(NANA = acide N-acétylneuraminique = ac. sialique)
.
les glucides (ou dérivés) sont transportés dans la lumière du RE par un mécanisme qui donne des sucres activés (sous
forme de dérivés CDP, UDP, ADP, GDP) XDP-sucre
.
--pyrophosphorylase
.
sucre-P + XTP
XDP-sucre + PPi
-
transférase
-
receveur + XDP-sucre
receveur-sucre + XDP
----
transférase et pyrophosphorylase: enzymes résidentes du RE xxxxxxx
>
N-glycosylation primaire
3.42
.
se fait sur l'amine d'une asn si elle est dans la séquence suivante
COO- (-------------) Asn - X - Ser/Thr - (-------) NH3+
.
.
( X = tout ac. aminé sauf pro)
.
.
.
.
-.
.
.
.
--.
----
OSP sur dolichol
>
dolichol
<
OSP: oligosaccharide précurseur
.
.
addition d'un bloc d'oligosaccharide précurseur (OSP) par transférase associée au translocon
.
invariable: séquence précurseure bien définie de 14 résidus
-
synthèse de l'OSP directement sur une ancre de dolichol
.
les premiers glucides sont polymérisés dans le cytoplasme
.
la molécule est inversée (flip-flop) pour que les sucres se retrouvent dans la lumière du RER
.
.
--
les autres glucides sont ajoutés un à un par addition dans le cytoplasme sur un dolichol libre qui bascule dans le RER,
transfert le glucide sur le complexe dolichol-OS en voie de synthèse, bascule de nouveau pour aller chercher un autre
glucide, etc.: 4 man puis 3 glc
.
.
.
.
--.
--->
<
.
la synthèse de l'OSP se fait évidemment par addition successive des glucides
.
le transfert sur l'asn se fait en bloc par oligosaccharide transférase
.
.
.
.
.
-.
.
.
.
--.
--->
<
.
.
.
.
.
.
.
-.
.
.
.
--.
--->
<
.
.
OSP sera maturé de deux façons différentes
●
●
OS riche en mannose (phosphorylé) - OSRM
OS complexe OSC
.
dépendant de la destination finale de la protéine glycosylée (lysosome ou sécrétion)
.
maturation de l'OSP en OSC et la phosphorylation de l'OSRM se fera surtout dans le golgi
.
.
.
--
seule l'élimination des 3 glucoses terminaux et d'un mannose se fait dans le RER: un à un par des enzymes spécifiques
résidentes du RER
.
.
.
.
--.
--->
<
Exportation vers le golgi
.
.
Les protéines transférées vers le golgi dans des vésicules
.
.
sauf protéines incorrectement maturées reconnues par
●
●
.
●
BiP
précipitées ou agglomérées
protéines résidentes du RER
.
.
protéines résidentes du RER portent l'étiquette KDEL sont reconnues par un récepteur de la membrane du RER: le
récepteur KDEL qui les retient à l'intérieur du RER
-.
.
.
.
--.
.
.
.
---.
.
>
MATURATION FINALE ET TRIAGE DES PROTÉINES
4.2<
Structure du Golgi
.
.
.
.
.
.
.
-.
.
.
.
--.
structure polarisée
-
citernes: sacs aplatis, empilés les uns sur les autres
-
dictyosome = 1 empilement comlet avec 3 citernes
-
(en anglais: dictyosome = golgi des plantes
---- appareil de Golgi = ensemble des dictysomes
-
environ 6 citernes/dictyosome (4-30)
-
3 types de citernes: cis, médianes et trans
-
trans-Golgi network (TGN): dernière citerne d'où partent les vésicules destinées vers les autres compartiments/
membranes: centre de triage
---->
<
zones de transitions
.
entre RER face cis et citerne cis (reticulum cis golgi, CGR, CGN)
.
entrre citernes trans et la suite du circuit: zone de triage?
.
associé aux vésicules de sécrétion/prélysosomales (réticulum trans Golgi, TGR, TGN):
-
●
●
continuité de la lumière des citernes trans et TGN: probable
identité entre citernes trans et TGN: possible
.
ressemblances des membranes:
.
●
citernes cis: mb mince ± = RER
.
citernes trans: mb épaisse ± = membrane plasmique
.
Les protéines transportées passeront par chacun des 3 types de citerne mais pas toutes les 4-30 citernes
-système de vésicules originant et aboutissant aux diverses citernes
.
.
.
.
--.
------->
<
.
.
modifications subies par les protéines:
O-glycosylation
) O-glycosylation involves the covalent attachment of N-acetylgalactosamine (GalNAc) with the side
chain hydroxyl group on serine or threonine. This core GalNAc residue can be followed by various
sugars such as galactose, sialic acid, GlcNAc and fucose
.
maturation des N-glycosyles mis en place dans le RER
dépendant de la destination des protéines les modifications seront différentes
.
protéines lysosomales : -> oligosaccharide riche en mannose (OSRM)
.
protéines membranaires ou sécrétées: -> oligosaccharide complexe (OSC)
.
.
sulfatation
-phosphorylation
.
lipoacylation
.
chaque citerne fait des modifications spécifiques pcq enzymes spécifiques
.
remarque: identification des citernes est opérationnelle par le contenu enzymatique
.
--.
--->
Maturation de l'OSRM
<
.
.
.
.
.
.
.
-.
.
grand nombre de variétés selon le nombre de man
.
●
.
--.
●
plus comunes 5 ou 8 man
peut aller de 5 à 60 (certaines levures)
point commun:
●
●
●
exclusivement du mannnose (sauf les 2 N-acétylglucosamine (GlcNAc) initiales
phosphorylation (sulfatation) au niveau d'au moins un des 2 mannoses terminaux, plus souvent les deux
destination lysosomiale
enzymes impliqués
citernes cis:
●
----
●
mannosidase: élimination de man (variété à 5 man)
phosporylases (2 phosphotransférases différentes)
-----
>
Maturation de l'OSC
<
.
.
.
.
.
.
.
-.
.
.
Contient plusieurs types de glucides ou dérivés: man, GlcNAc, NANA (ac. sialique ou acide N-acétyl-neuraminique),
fucose.
.
destination: protéines sécrétées ou membranaires (plasmiques)
---
enzymes impliqués
.
citernes cis: mannosidase: élimination de 2 man
-
citernes med:
-
●
●
mannosidases: élimination de 1 man
transférases: addition GlcNAc et Fuc
----
citernes trans: transférases: additon de gal et NANA
-
remarque: il existe des OS mixtes qui ont des caractériques propes aux 2 autres classes: généralement des protéines
membranaires
-
---->
<
.
Triage des protéines
.
.
Le triage des protéines se fait par une caractéristique structurale qui fait en sorte que la protéine sera empaquetée au
niveau du TGR dans une vésicule allant vers la destination correcte (étiquette) au moment correct (sécrétion induite vs
constitutive: deux types de vésicules distinctes)
.
Etiquette: dans la structure de la protéine directement ou indirectement
.
.
vers les lysosomes: le P sur un mannose, mais la phosphotransférase qui ajoute ce P reconnait la protéine lysosomale par
une caractéristique de la séquence de la protéine la séqunece KFERQ
.
-.
pour la sécrétion: l'OSC n'est pas reconnu en tant que tel pour confimer la destination, ce qui est reconnu c'est la une
caractéristique de la séquence des ac. aminés
.
.
.
--.
---file:///Fichiers/site%20internet/dg/bc4223/trf/trf4mat.html (22 of 25)27 02 2007 13h10h52
>
<
.
.
.
.
.
role de l'OSC????:
assurer une conformation correcte de la protéine
=> si non N-glycosylation (ou O-glycosylation) (mutants, blocage du transfert de l'OSP du dolichol -> Asn, etc) résulte
en protéine ayant une conformation incorrecte qui ne sera pas transportée
stabiliser la protéine et la rendre résistante aux protéases
=> si non N-glycosylation: protéines disparaissent rapidement du MEC
●
.
.
-.
.
.
.
--.
●
remarquer la grosseur relative des OSC et leur ifluence sur le repliment de cette proteine (ECorL)
---cas des cellules polarisées:
il doit y avoir des mécanismes permettant que les vésicules et leur contenu soit acheminés correctement
-
<
Modifications covalentes: hydrolyses
.
.
.
Les protéines doivent souvent subir des modications covalentes avant d'atteindre leur destination.
-
Ces processus se passsent souvent dans leur compartiment de destination (lysosome) ou de stockage (vésicule ou granule
de sécrétion) ou encore durant leur transport (ex. pro-insuline -> insuline dans des vésicules de transport à base de
clathrine)
.
.
.
Les enzymes lysosomiales sont souvent produites sous forme de précurseurs inactifs quui seront activés seulement dans
le lysosome (protéger la cellule)
.
●
●
--
élimination du P pour empêcher son retour vers le golgi via lors du retour du récepteur à mannose-6-P
élimination de séquences inhibitrices: pro-enzyme -> enzyme
.
.
.
les enzymes sécrétées subissent aussi souvent des maturation
albunine, insuline, etc.
.
--.
--------

Trafic des proteines: maturation

Transcription

Documents pareils

Membranes biologiques - cours mosaique fluide

Nutricia Flavour Sachets

FiguActiv Protein drink (sucré)

télécharger la Fiche ADHESION - Réussir Ensemble Rillieux-la-Pape

La "gare de triage"

CP Protéines - Stratégie digitale Sodebo

OFFRE EMPLOI TECHNICIEN(NE) BIOCHIMISTE RENNES

FLASH INFOS - Amplitudes Business Travel

Besoins nutritionnels de la personne âgée

Informations pratiques Renseignements / Réservations Venir à Brie