Signalisation cellulaire PDF

Signalisation cellulaire I- Introduction 1. Définition d\'un récepteur De nombreux signaux peuvent arriver dans les cellules: - multiplication cellulaire - survie des cellules - différenciation cellulaire Suite à l\'application de nombreux signaux que les cellules doivent discriminer pou...

Signalisation cellulaire I- Introduction 1. Définition d\'un récepteur De nombreux signaux peuvent arriver dans les cellules: - multiplication cellulaire - survie des cellules - différenciation cellulaire Suite à l\'application de nombreux signaux que les cellules doivent discriminer pour pouvoir donner la bonne réponse cellulaire. 2. Mécanismes cellulaires On sait mesurer les messages extracellulaire et les réponses mais on ne savait pas comment se passer la transmission du message par rapport à la cellule. Jusqu\'à ce qu\'on puisse découvrir les récepteur membranaire. Il y a second appel transduction du signal, On parle aussi de 2^nd^ messager, d'interaction protéines/protéines mais aussi de phosphorylation.  3. Définition d\'un récepteur membranaire Site de fixation des médiateurs chimiques hydrosolubles extracellulaires (hormones, facteurs de croissance\...), Protéine transmembranaire dans la membrane plasmique. Récepteur permettant la transmission intracellulaire des signaux externes. **/!\\** Pas de passage du ligand au travers de la membrane plasmique. Transporteur : molécule transmembranaire qui fait passer la molécule de l\'extérieur vers l\'intérieur de la cellule. Ils ne font pas parti des récepteurs membranaires. 4. Signalisation cellulaire : les grands principes Transmission du signal externe par interaction protéine/protéine. Domaines spécifiques : Séquence E/DRY //SH2, PTB // SH3 // PH // Ras =\> changements structuraux et activation des protéines : - Production de « second messager » - soluble : AMPc, IP3, CA²+, ions - membranaire : DAG, PIP3,... DAG= Diacylglycérol - Activation de protéines kinases - Akt,PI3 Kinase, MAP-kinases - Ces protéines engendrent une cascade de phosphorylation Interaction protéine protéine permet de les coller l\'une à l\'autre de changer de conformation pour pouvoir transmettre le message. La production de « second » messager active les protéines kinases et engendre ensuite une cascade phosphorylation. Voie A : Médiateur se fixe sur le récepteur. Séquence DRY contenue dans un récepteur interagie avec la protéine G, et active l\'enzyme effecteur grâce à une interaction. Cette 2 ème interaction permet la formation d\'un 2^nd^ messager qui active les Kinases et engendrent une cascade de phosphorylation. Voie B : Domaines (SH2, SH3, PH) portés par des Protéines médiatrices (Grb2) interagi avec la protéine SOS, ce qui les actives puis elles interagissent avec les protéine RAS et active la Kinases Domaine SH2 : reconnaît les résidus Tyrosines Phosphorylées. Domaine SH2 : reconnaît une séquence consensus riche en proline (Acides aminés aliphatiques-proline-p-AAa-P) La protéine Grb2 possède un domaine SH2 et un domaine SH3 SOS possède une séquence de proline permettant à la protéine Grb2 de se fixer.  5. Autre médiateur à domaine SH2 : P13 kinase Formé de deux domaines : - P85 → médiateur → active P110 - P110 → catalytique, Kinase Pour que l\'enzyme soit fonctionnelle il faut que les deux domaines soit assemblés. La P85 interagi avec le récepteur parce qu\'elle possède le domaine SH2 lui permettant d\'interagir avec les tyrosine phosphorylés. 6. Domaine PH Le domaine PH ou Pleckstrin homology domain se lie à différents phospholipides (PIP2,PIP3,\...) Toutes les protéines qui possèdent le domaine PH peuvent interagir avec les phospholipides. 2 types de récepteurs dans la cascade de signalisation : - Kinase AKT - PI3K II- Les différents récepteurs membranaires 1. Récepteurs canaux Au niveau de la jonction neuromusculaire présence de récepteurs canaux. Lorsque le neurone est stimulé libération de neuromédiateurs et en particuliers d\'acétylcholine qui est libéré dans la fente synaptique. Elle va aller interagir sur des protéines et des récepteurs membranaire qui sont des récepteurs canaux et nicotinique à l\'acétylcholine. Pour transmettre l\'information le canal s\'ouvre. Présence de 5 sous unités qui forme le récepteur : - 2 sous unités alpha qui fixent les molécules d\'acétylcholine, une molécule /sous unité. - Sous unité B, delta et gamma sont des sous unités régulatrices On a une entrée de sodium, une entrée de calcium et une sortie de potassium par ces canaux. Le courant vu par la cellule est un courant entrant positif. La sous unité alpha à un domaine extracellulaire qui correspond au site de liaison pour pouvoir fixer l\'acétylcholine. Une fois que l\'acétylcholine est libéré et se fixe au niveau des récepteurs canaux, on a un courant entrant positive qui entraîne une dépolarisation et donc une libération de carbone pour permettre le contraction. Autres membres des récepteurs canaux : - Les récepteurs canaux cationiques → excitateur : entrée de NA+ ou de CA+ - Récepteurs nicotiniques - Récepteurs du glutamate et de l\'aspartate - Les récepteurs canaux anioniques → inhibiteur : entrée de Cl- - Récepteurs GABAA - Récepteurs de la glycine Pas la même vitesse de transmission entre un canal qui possède une grande vitesse, que les autres récepteurs. 2. Récepteurs couplés aux protéines G Structure formé de 7 hélices alpha-transmembranaires. 2. 1. Structure des RCPGs On parle de superfamille homogène, ils possèdent des caractéristiques structurales et fonctionnelles communes. Chez l\'Homme : - 1000 types de RCPGs (450 endogènes et 550 olfactifs et gustatifs) - 150 sans fonction connue on les dits orphelins - 1% du génome (Fredrickson et al., 2003) - 30% des médicaments produits contre RCPGs Structure établie à partir de celle de la Rhodopsine Une odeur: mixte de plusieurs molécules. On identifie un récepteur en fonction d\'une odeur, mais ces récepteurs sont capables d\'identifier plusieurs odeurs. Une seule chaîne polypeptidique qui traverse 7 fois la membrane, Partie N-terminale à l\'extérieur des cellules et parties C terminale à l\'intérieur des cellules. Présence de 3 boucles extracellulaires E1,E2 et E3. Et de 3 boucles intracellulaires I1, I2 et I3. Des ponts disulfure peuvent se fixer sur E1 et E2 ce qui va être contraignant pour les modifications cellulaire. Présence de site potentiel de glycosylation mais très souvent les sites de sont pas glycosylé parce qu\'il n\'y a pas de sucres. Les N-glycosylation peuvent être présente lors des modifications post-traductionnelles, les O-glycosylations, sont moins présentes. Modifications post-traductionnelles réalisé lors de multiplications trop importantes de certaines protéines. Boucle PseudoI4 : ajout de structure lipidique qui permet d\'accrocher la partie C-terminale à la membrane cellulaire. C\'est ce qui va former une pseudo boucle intracellulaire. Si la boucle 4 ne se forme pas on peut avoir un récepteur beaucoup moins efficace. 2. 2. Classifications des RCPGs Chez l\'Homme 6 classes définies : - A → Rhodopsin ( impliqués dans la vision )→ 689 récepteurs - B → Secretin → 1récepteurs - C → adhesion : 22 récepteurs - F → frizzled → 11 récepteurs - T → Taste 2 → 25 récepteurs - O → Other → 6 Classe A ( Famille 1) → 90% récepteurs couplés aux protéines G, pour faire partis de cette classe les récepteurs doivent posséder : - Séquence dry - D: aspargyl; - R : arginyl; - Y : tyrosyl - Pont disulfure contrainte dans la position des hélices 3 et 4 - Acides aminés présents dans les hélices sont conservés Pour le groupe alpha le ligand est à l\'intérieur de la membrane entre les hélices, c\'est ce que l\'on appel une poche profonde ou poche hydrophobe. Ce groupe comprend : - Rétinal - Odeurs - Catécholamines - adénosine - ATP Pour le groupe Bêta : Ligand à la fois extracellulaire et intracellulaire entre les hélices. Ce groupe comprends : - cytokines - Peptides Pour le Groupe delta : Fixation uniquement sur la partie N terminale, la partie extracellulaire est de très grande taille. - hormones glycoprotéiques - LH, FSH ,TSH Les hormones qui se fixent sur ce site sont de très grande taille. Sous-classe gamma = récepteurs aux peptides (Rf-amide = nociceptine), chémokines (CXCR4) et aux ligands lipidiques (opioïdes) \[59 récepteurs\]. Ces récepteurs interviennent pour faire sortir les cellules des vaisseaux sanguins grâce à des molécules chimiotactiques. Pour le groupe C : Configuration externe du ligand en forme de pince de crabe. Ce groupe comprend : - Glutamate - Gaba - Calcium