Sécrétion (protéine) Flashcards
(53 cards)
1
Q
Qu’est-ce que le cetuximab? (4+)
A
- 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
2
Q
Quelle machine assure la synthèse des protéine? Où est-elle?
Y’a-t-il des exceptions?
A
3
Q
Que deviennent les protéines dans le cytosol après la traduction? (4 destinations)
A
- 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
4
Q
Qu’est-ce que l’enveloppe nucléaire?
A
Double membrane qui sépare l’intérieur du noyau (contient l’ADN) du cytosol
= 2 BICOUCHE LIPIDIQUE -> protéines ne passent pas à travers
5
Q
- Qu’est-ce que le pore nucléaire?
- Que permet-il?
(ex)
A
- 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
6
Q
Quel est le rôle majeur des mitochondries?
A
Centrale énergétique de la cellule (organelle dans la cellule très importante dans l’évolution) -> fournit de l’énergie
7
Q
Pourquoi les mitochondries sont dites semi-autonomes?
A
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.
8
Q
Où dans les mitochondries a lieu la synthèse de l’ATP?
A
Dans les crètes mitochondirales (replis)
9
Q
Compléter le schéma d’une mitochondrie:
A
10
Q
- Où sont synthétisées les protéines mitochondriales?
- Pourquoi?
- Quel problème se présente?
A
- 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
11
Q
Quelle expérience permet d’étudier le transport des protéines à l’intérieur des mitochondries? (3)
A
-
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
12
Q
Que se passe-t-il dans le cas où les protéines sont sécrétées par la cellule?
A
Les protéines sont insérées dans le réticulum endoplasmique au moment de la synthèse => insertion co-traductionnelle
13
Q
Qu’est-ce que le réticulum endoplasmique (RE)?
A
= “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
14
Q
Quels sont les 2 types de RE?
A
- Lisse: synthèse des lipides dans la cellule
-
Rugueux: lieu de synthèse de protéines
-> Ribosomes collés à sa surface côté cytosolique (=aspect rugueux)
15
Q
Qu’observe-ton lors de la réalisation de cette expérience au sur le RE ?
A
Pas d’insertion post-traductionnelle (≠ mitochondries)
-> Les protéines ne sont pas transférée dans le RE
16
Q
Que sont les microsomes?
A
Réticulum endoplasmique purifié (utilisé lors d’expériences)
17
Q
Quelle expérience permet l’observation de l’insertion co-traductionnelle des protéines dans le RE?
A
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)
18
Q
Comment se déroule l’insertion co-traductionnelle des protéines dans le RE?
A
Traduction se fait dans le cytosol car Ribosome fixé au RE côté cytosolique puis protéine injectée au fur et à mesure dans le RE
19
Q
- 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)
A
- 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
20
Q
De quoi est composé la séquence primaire (codée par les ARNm) de toutes les protéines insérées dans le RE?
A
- Séquence signal
- Séquence beaucoup plus grande qui constitue la protéine mature sécrétée (insérée dans le RE)
21
Q
Quelle expérience permet de vérifier le rôle des séquences signal des prot insérées dans le RE?
Quelle conclusion peut-on en tirer?
A
- 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
22
Q
Quel est le rôle de la séquence signal des protéines insérées dans le RE?
A
Permet l’insertion co-traductionnelle des prot dans le RE
= nécessaire et suffisante (besoin que de cette séquence) à l’insertion
23
Q
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)
A
=> 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
24
Q
Quel est le mécanisme qui reconnait la séquence signal et assure le transport d’une protéine transmembranaire du RE (14 étapes)
A
- 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
25
Structure d'une protéine transmembranaire simple de TYPE I (un seul domaine transmembranaire):
26
Quelle est l'enzyme qui **coupe** la **séquence signal** de la protéine dans le réticulum endoplasmique?
Signal peptidase
27
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_:
1. **Marquage 5min** des protéines
*-> localise le premier compartiment dans lequel se trouvent les prot destinées à être sécrétées*
2. **Chasse 10min/30min/longue**
*-> suivi pour observer tous les compartiments dans lesquels de déplacent les prot pour ensuite sortir de la cellule*
28
Que sont les protéines **sécrétées**?
Elles sont envoyées à l'extérieur de la cellule
29
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**
30
Comment visualiser des protéines _radioactives_? (5)
1. Fixation de la cellule
2. Découpage de la cellule en **tranches**
3. Coulage d'un **gel de gélatine** contenant des **cristaux d'AgBr** sur la _coupe ultrafine_
4. Cristaux de bromure d'argent **impactés par la radioactivité deviennent noirs** (*petits tortillons*)
5. Observation au **microscope électronique**
31
Quels sont les 3 compartiments par lesquels protéines nouvellement synthétisées et destinées à être **sécrétées** passent (sécrétion régulée)?
+ temps marquage/chasse
32
Quel est le point de départ de la voie de sécrétion des protéines?
Le réticulum endoplasmique
33
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**
34
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?
1. **Bourgeonnement** (=déformation de la membrane du RE) qui contient les prot
*-> croît, se détache du RE et forme:*
2. **_Vésicule_ (~50nm)** (=phase aqueuse entouré d'une membrane)
*-> se déplace dans la cellule et:*
3. **Fusion** avec le **Cis-Golgi**
= Transfert d'une partie interne du RE (qui contient les prot) + partie membranaire du RE
4. **Formation de granules de sécrétion (diam>500nm)** au niveau de **Trans-Golgi**
5. **Maturation** des _granules_ (matériel condensé, se colle à la surface cellulaire) + des _prot_
6. **Signal** (ordre de relâchement des granules de sécrétion dans le milieu extracellulaire)
7. **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!**
35
Structure d'un granule de sécrétion:
- Au moins 10x plus grand que les vésicules (volume: x1000)
-> diam>500nm
- Granule entouré d'**une seule membrane** (bicouche lipidique)
36
Quel est le rôle des **vésicules** dans le processus de sécrétion de protéines? (2 types de sécrétion)
**Les vésicules assurent le transport entre compartiments membranaires**
- **RE-> Golgi**: pour la sécrétion _régulée_
- **Golgi-> surface cellulaire**: pour la sécrétion _constitutive_ (vésicule de sécrétion constitutive)
37
Est-ce que TOUTES les protéines **empruntent la voie de sécrétion**?
Oui
38
Quelle partie de la voie de sécrétion varie dans le cas de la sécrétion constitutive (par rapport à la sécrétion régulée)?
Petites **_vésicules de sécrétion constitutive (diam 50nm)_** transportent les protéines **depuis le Trans-Golgi** jusqu’à la **surface de la cellule**
=> Se forment et fusionnent _en permanence_ avec la surface de la cellule
39
4 caractéristiques de la _sécrétion régulée_:
1-Seulement chez **certains types cellulaires**
2-Met en jeu des **granules de sécrétion** (diam>500nm)
3-La **fusion** des granules avec la surface est **régulée**
4-Les **protéines** incorporées dans les _granules_ portent des **signaux spécifiques de triage**
40
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**
41
Quelle caractéristique possèdent toutes les protéines présentes dans les membranes du RE, de l'appareil de Golgi, dans les Granules et dans la membrane plasmique?
Elles sont toutes **insérées dans le RE** au moment de leur synthèse
*-> nécessité de _phospholipides_ fournis par le RE lisse*
42
Dans quel but la voie de sécrétion des protéines est-elle si complexe? (2)
- _Contrôle_ de la **qualité** des protéines à sécréter
- _Contrôle_ des **évènements post-traductionnels** (modification des protéines avant leur sécrétion)
43
Quelles sont les modifications post-traductionnelles subies par les protéines de sécrétion? (4)
- **Repliement** (protéines chaperonnes)
- Formation de **ponts disulfure**
- **Glycosylation**
- **Maturation protéolytique**
44
Est-ce que le repliement des protéines est le même dans le cytosol et dans le RE?
Quelles sont les particularités?
Globalement OUI
Particularité du repliement dans le RE:
- Formation de **ponts dissulfure**
45
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)
46
Différence entre les environnements cytosolique, extracellulaire et RE?
- _Cytosol_= environnement **réducteur**
- _Extracellulaire_: environnement **oxydant** (présence d’oxygène)
- _RE_= environnement **oxydant**
47
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+)**
48
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)*
49
Qu'est-ce que la **Glycocylation** des protéines sécrétés?
Déroulement: (5)
Fixation de sucre sur les protéines sécrétées:
1. **_Dans le RE_**: Prot contentent un **a.a. asparagine (Asn)** qui fixe un gros sucre complexe
(avec **N-acétylglucosamine (GlcNAc)**)
2. Glucose (+ 1 des mannoses) _retiré avant sa sortie_ du RE
3. Mannoses _retirés_ dans le **_Cis-Golgi_**
4. **_Dans le Median-Golgi_**: addition de nouveau sucres (sur les mannoses restantes)
5. **_Dans le Trans-Golgi_**: ajout de **galactose + acide sialique**
= Structure d'un sucre _mature_ sur une **protéine prête à être sécrétée**
50
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
51
Fonction des sucres ajoutés lors de la Glycocylation des protéines sécrétées: (2+)
52
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_*
53
Quelles sont les protéines recombinantes thérapeutiques? (4)
Quelle est leur lien avec la **voie de sécrétion**?
_Fabrication_ et _modification_ d'une protéine thérapeutique doit passer par la voie de sécrétion:
-> **Insuline** (production en bactérie, sans voie de sécrétion)
-> **Hormone de croissance** (a ponts disulfure mais pas de sucre donc production en bactérie)
-> **EPO (érythropoiétine)** (ont des surces, production en cellule mamifère)
-> **Anticorps thérapeutique (...umab)** (sucres et ponts disulfure, production en cellule mamifère)
