Signalisation cellulaire

Un récepteur est une protéine transmembranaire qui se lie à des messagers chimiques (hormones, facteurs de croissance) et permet la transmission du signal de l'extérieur de la cellule vers l'intérieur. On peut le considérer comme un 'porte' qui reçoit une 'clé' (le messager) pour ouvrir et délivrer un message.

La signalisation cellulaire est le processus par lequel les cellules communiquent entre elles via des messagers chimiques. Le signal passe de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule, déclenchant une cascade de réactions qui aboutissent à une réponse cellulaire.

La transduction du signal est le processus par lequel un message extracellulaire est converti en une réponse intracellulaire. Le signal est relayé de molécule en molécule par des interactions protéine-protéine, impliquant des changements conformationnels et des activations d'enzymes.

Les seconds messagers sont des molécules intracellulaires qui relaient le signal après la liaison du messager externe au récepteur. Par exemple, AMPc, IP3, DAG.

Les protéines kinases sont des enzymes qui ajoutent un groupe phosphate à d'autres protéines. Ceci modifie l'activité de la protéine cible, permettant au signal cellulaire de continuer.

La phosphorylation est le processus d'ajout d'un groupe phosphate à une molécule. C'est un mécanisme clé dans la signalisation cellulaire qui peut activer ou désactiver des protéines.

Les domaines spécifiques sont des régions de protéines impliqués dans l'interaction protéine-protéine. Par exemple, SH2, PTB, SH3 se lient à des résidus phosphorylés, tandis que le domaine PH se lie aux lipides.

Le signal est transmis par une série d'interactions protéine-protéine. Ces interactions provoquent des changements de conformation dans les protéines, qui activent ou inhibent leur activité. Cela conduit à l'activation des protéines kinases et à la formation de seconds messagers, qui finalement aboutissent à la réponse cellulaire.

Les domaines SH2 sont impliqués dans la liaison aux résidus de tyrosine phosphorylés, un processus crucial pour la signalisation cellulaire. Ils reconnaissent des séquences spécifiques contenant des résidus de tyrosine phosphorylés.

Les domaines SH3 se lient aux séquences riches en proline, un autre motif important pour la signalisation protéine-protéine. Ils reconnaissent des régions spécifiques avec des résidus d'acides aminés spécifiques, notamment la proline.

Grb2 est une protéine adaptatrice qui joue un rôle clé dans la signalisation de la croissance cellulaire. Elle possède à la fois des domaines SH2 et SH3, lui permettant d'interagir avec d'autres protéines et de transmettre des signaux.

SOS est une protéine qui active Ras, une protéine essentielle pour la signalisation de la croissance cellulaire. Grb2 interagit avec SOS, ce qui active Ras.

P13 kinase, également connue sous le nom de PI3K, est une enzyme importante dans la signalisation cellulaire. Elle est composée de deux sous-unités : une sous-unité régulatrice (P85) et une sous-unité catalytique (P110).

La protéine P85 de la PI3K possède un domaine SH2, ce qui lui permet de se lier aux résidus de tyrosine phosphorylés. Cette interaction est cruciale pour l'activation de la PI3K.

Le domaine PH (Pleckstrin homology domain) est un domaine protéique qui se lie aux phospholipides, notamment PIP2 et PIP3. Il joue un rôle essentiel dans la signalisation cellulaire en ancrant les protéines aux membranes.

Les récepteurs canaux sont des protéines membranaires qui agissent comme des canaux ioniques. Ils s'ouvrent ou se ferment en réponse à la liaison d'un ligand, comme un neurotransmetteur, à des protéines spécifiques, déclenchent ainsi des changements dans la perméabilité de la membrane.

Les RCPGs de classe A sont les plus nombreux chez l'homme, représentant 90% des récepteurs couplés aux protéines G. Ils sont caractérisés par une séquence "dry" dans leur structure, un pont disulfure entre les hélices 3 et 4, et des acides aminés conservés dans les hélices.

Les RCPGs de classe A peuvent se lier à différents types de ligands, y compris des molécules comme le rétinal (impliqué dans la vision), des odeurs, des catécholamines, l'adénosine et l'ATP.

Les RCPGs de classe B se lient à des ligands qui peuvent être extracellulaires et intracellulaires, comme les cytokines et les peptides.

Les RCPGs de classe C se lient à des ligands qui ont une configuration externe en forme de "pince de crabe", comme le glutamate, le GABA et le calcium.

Les RCPGs de classe C sont impliqués dans la transmission neuronale et la régulation de la libération de neurotransmetteurs.

Les récepteurs canaux cationiques permettent l'entrée d'ions positifs, notamment le sodium (Na+) ou le calcium (Ca+), dans la cellule, ce qui entraîne une excitation. Ils sont impliqués dans la transmission rapide de signaux, comme dans le cas des neurotransmetteurs excitateurs.

Les récepteurs canaux anioniques permettent l'entrée d'ions négatifs, principalement les ions chlorure (Cl-), dans la cellule. Ces récepteurs sont généralement liés à des neurotransmetteurs inhibiteurs, car l'entrée de Cl- tend à hyperpolariser la membrane cellulaire, ce qui réduit l'activité neuronale.

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont une grande famille de protéines transmembranaires qui jouent un rôle important dans la transduction du signal. Ils sont formés de sept hélices alpha transmembranaires et s'associent à des protéines G. Lorsqu'un ligand se lie au RCPG, la protéine G est activée et initie une cascade de signalisation intracellulaire.

Ils présentent une structure commune définie par sept hélices alpha transmembranaires. Ils sont très importants dans les processus cellulaires car ils représentent une large proportion du génome et sont la cible de nombreux médicaments.

Les RCPG sont une superfamille homogène, ils partagent des caractéristiques structurales et fonctionnelles communes. Chez l'homme, il existe un grand nombre de types de RCPG, dont une partie est impliquée dans l'olfaction et le goût. Parmi ces 1000 types de RCPG, certains n'ont pas de fonction connue, dits 'orphelins'.

La boucle PseudoI4 est une structure lipidique qui permet à la partie C-terminale du RCPG de se fixer à la membrane cellulaire, formant ainsi une pseudo boucle intracellulaire.

Les modifications post-traductionnelles, telles que la glycosylation, peuvent modifier l'activation et la stabilité des RCPG. La N-glycosylation est plus courante que la O-glycosylation et les modifications post-traductionnelles sont souvent importantes pour réguler l'activité des RCPG.