Fiche 3b FS - La Membrane Plasmique 2 - PDF

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De la cellule aux tissus 3b LA MEMBRANE FS PLASMIQUE 2 Semaine et jour : S3 le 25/09/2023 RB : Belinda KUYUMCU Professeur : Pr. COHEN CM: SELVARATNAM Sayahi et COUTANT Maelis Plan du cours I. LES PROTEINES.................................................................................................................. 2 A. Les proteines intrinseques.......................................................................................................... 2 1. Protéines intrinsèques transmembranaires.......................................................................... 2 2. Protéines intrinsèques cytosoliques et extracellulaires......................................................... 3 B. Les protéines extrinsèques......................................................................................................... 3 II. PROPRIETES DES PROTEINES.......................................................................................... 3 A. Mobilités des protéines membranaires...................................................................................... 3 B. Exemple : la membrane du globule rouge.................................................................................. 4 C. Orientation des protéines............................................................................................................ 4 D. Les sucres.................................................................................................................................... 4 III. TRANSPORT MEMBRANNAIRES....................................................................................... 5 A. Bicouche lipidique et perméabilité............................................................................................. 5 B. Transport des petites molécules................................................................................................. 5 C. Transport des macromolécules et particules............................................................................. 6 IV. CONCLUSION....................................................................................................................... 6 ©Tutorat Paris XII 2023/2024 – La cellule : N°3b – Ce document n’est pas le support officiel Page 1 sur 6  I. LES PROTEINES La membrane plasmique est constituée de : lipides et protéines. Le taux de protéines est variable en fonction du type cellulaire. Les fonctions spécifiques des membranes leurs sont souvent dues. Elles représentent 50% la masse des membranes. Elles sont souvent glycosylées. Elles sont infiniment moins nombreuses que les molécules lipidique (rapport 1/50). 2 types de protéines : INTRINSEQUES et EXTRINSEQUES. A. LES PROTEINES INTRINSEQUES Les plus nombreuses et les plus solidement ancrées dans la membrane. Décrochage sous l’action de détergents : Dodécyl sulfate de sodium (SDS) ou TRITON X-100. Certaines s‘insèrent partiellement dans l’une des deux bicouches lipidiques formant une hélice alpha. La plupart sont transmembranaires. 1. Protéines intrinsèques transmembranaires Elles traversent un une ou plusieurs fois la membrane et saillie sur chacune de ses faces. Les protéines intrinsèques transmembranaires sont : Constituées d’une chaine polypeptidique. Ancrées à la bicouche lipidiques (par leur partie hydrophobe). Conformation : hélice alpha. Possibilité d’adopter une conformation cylindre ß Amphiphiles. Domaine transmembranaire : hydrophobe. Les différentes sections hydrophiles sont toujours orientées de la même façon (extra-membranaire ou cytosolique) et leurs fonctions sont distinctes. Domaine cytosolique et extra-membranaire : hydrophile. Les hélices alpha sont composées d’acides aminés hydrophobes. L’ancrage des protéines dans la bicouche lipidique se fait grâce à l’interaction de leur chaine latérale avec les queues hydrocarbonées des acides gras ➔ liaisons covalentes de fortes énergies. Elles peuvent adopter une conformation en feuillets béta plissés parallèles ou antiparallèles. Pour la partie soufrée des acides aminés : Deux types de liaisons : ponts de disulfures (provoquant des repliements de la chaîne) et liaisons avec oligosaccharides. Cytosol → Groupement S-H sous forme réduite → groupe sulfhydryle. Domaine extra-cellulaire → groupement S-S sous forme oxydée. Formation de groupe sulfuriques. ©Tutorat Paris XII 2023/2024 – La cellule : N°3b – Ce document n’est pas le support officiel Page 2 sur 6  2. Protéines intrinsèques cytosoliques et extracellulaires Protéines intrinsèques cytosoliques : Synthétisé et liée au phényl/acide gras dans le cytosol avant de s’ancrer à la membrane. Entièrement localisée dans le cytosol Liées à la monocouche lipidique interne par liaison covalente avec une chaîne lipidique appelée prényl (exemple : liaison thioester) ou une chaîne d’acide gras (exemple : liaison amide) Protéines intrinsèques extracellulaires : Entièrement exposée sur la face externe. Liées à la monocouche externe. Liée par une liaison covalente avec un phosphatidylinositol de la membrane. B. LES PROTEINES EXTRINSEQUES Fixées sur la face interne ou externe de la membrane plasmique. Liées aux protéines intrinsèques ou phospholipides : o Liaison faible (liaisons ioniques non-covalentes entre les groupements chargées de ces protéines et celles de la membrane). o Facilement dissociées avec solutions saline (NaCl). Constituent 1/3 de l’ensemble des protéines liées à la membrane. II. PROPRIETES DES PROTEINES A. MOBILITES DES PROTEINES MEMBRANAIRES Propriétés de mobilité des protéines transmembranaires : Pas de basculement au travers de la bicouche lipidique. Mouvement de rotation autour d’un axe perpendiculaire au plan de la double couche. Diffusion latérale le long de la membrane (dans le plan de la membrane). Comme le prouve, l’expérience des cellules hybrides utilisant des cellules hybrides produites artificiellement en fusionnant des cellules de souris et des cellules humaines grâce au virus de Sendaï. Plusieurs mécanismes peuvent restreindre la diffusion latérale des protéines membranaires : L’existence de jonction intercellulaires. L’agrégation des protéines membranaires entre elles qui ralentit la diffusion. L’interaction des protéines membranaires avec des protéines du cytosquelettes. L’interaction des protéines membranaires avec des composants de la matrice extracellulaire. ©Tutorat Paris XII 2023/2024 – La cellule : N°3b – Ce document n’est pas le support officiel Page 3 sur 6 NB : Notions issues de la vidéo du Pr. COHEN : De plus, les protéines membranaires peuvent interagir avec d’autres cellules et peuvent former des complexes protéiques (par exemple, les récepteurs des LT) B. EXEMPLE : LA MEMBRANE DU GLOBULE ROUGE Contient 15 protéines majeures dont 3 qui représentent en poids 60% de la quantité totale des protéines membranaires : Spectrine : - La plus abondante. - Hétérodimère constitué de 2 chaînes polypeptidiques antiparallèles enroulées l’une sur l’autre. - 2 molécules s’associent tête à tête = tétramère. - Tétramères se lient entre eux au niveau de complexes comportant 2 protéines : filaments d’actine et bande 4.1 = réseau à la face interne de la membrane. - Réseau lié indirectement à la membrane par : Ankyrine : lie le réseau au domaine cytoplasmique de bande 3. Bande 4.1 : lie spectrine, filament d’actine et glycophorine. - Ce cytosquelette assure la stabilité de la membrane. Glycophorine Bande 3 (transporteur d’anions) La plupart des protéines associées à la membrane sont des protéines extrinsèques situées sur la face cytosolique. C. ORIENTATION DES PROTEINES Des protéines transmembranaires ont une orientation définie (relation structure/fonction). Exemple : o Transporteur Na+/glucose sur la phase apicale. o Protéines transmembranaires permettent des jonctions étanches entre les cellules o Intégrines sur la partie basale et permettent la fixation cellule à la lame basale. D. LES SUCRES Toutes les cellules eucaryotes possèdent des glucides Situés sur la surface externe des membranes. Liaisons covalentes avec des protéines membranaires (glycoprotéines) ou aux lipides (glycolipides). Certains appartiennent aux protéoglycanes (composant de la matrice extra-cellulaire MEC). ©Tutorat Paris XII 2023/2024 – La cellule : N°3b – Ce document n’est pas le support officiel Page 4 sur 6  Appelé glycocalyx = zone périphérique riche en glucide. o Rôle : protection contre les agressions mécaniques et chimiques, adhérence intercellulaire. o Détection par : - Colorations spéciales. - Des lectines (protéines de liaison reconnaissant des résidus glucidiques spécifiques ▪ Concanavaline A ➔ D-glucose et D-mannose ▪ Lectines de germe de blé ➔ N-acétylglucosamine III. TRANSPORT MEMBRANNAIRES A. BICOUCHE LIPIDIQUE ET PERMEABILITE Théoriquement, toutes molécules peuvent diffuser dans le sens de son gradient de concentration Vitesse de diffusion est dépendante de : o La taille. o La solubilité dans la graisse. o Sa charge. Imperméable aux molécules chargées (y compris les ions) Perméable aux molécules hydrophobes. Perméable aux petites molécules non chargées (H2O) Membrane perméable aux grosses molécules polaire non chargée contrairement aux bicouches (qui sont imperméable = flèche jaune). NB : +++ apprenez toutes les molécules, les grands groupes et leur propriété de diffusion sur le schéma B. TRANSPORT DES PETITES MOLECULES Canaux ioniques : Sont des grosses protéines membranaires. Assurent transport des petites molécules chargées (ions) spécifiques en formant des pores aqueux. Capacités de sectionner, filtrer les ions. Protéines porteuses : Lie un soluté spécifique. Change de conformation pour permettre le passage d’un côté à l’autre de la membrane. ©Tutorat Paris XII 2023/2024 – La cellule : N°3b – Ce document n’est pas le support officiel Page 5 sur 6  C. TRANSPORT DES MACROMOLECULES ET PARTICULES Endocytose : Passage de l’extérieur à l’intérieur de la cellule. 2 types : Pinocytose (macromolécules) : toutes les cellules. Phagocytose (grosses particules) : cellules spécialisées. Invagination de la membrane plasmique, pincement, vésicule d’endocytose. Exocytose : Passage de l’intérieur a l’extérieur de la cellule. Vésicule d’exocytose, fusion avec la membrane plasmique, libération dans le milieu extracellulaire. Endocytose et exocytose se complète : disparition de la membrane (endocytose) compensé par apport de membrane (exocytose). IV. CONCLUSION La membrane plasmique assure 5 fonctions majeures : 1. Le maintien de l’intégrité cellulaire. 2. La communication intercellulaire. 3. L’adhérence des cellules entre elles et à la matrice. 4. Les phénomènes de transport au travers de la cellule. 5. La motilité cellulaire (endo et exocytose, adhérence et cytosquelette). Pour toute erreur retrouvée dans la fiche, merci d’envoyer un mail à l’adresse suivante : [email protected] ©Tutorat Paris XII 2023/2024 – La cellule : N°3b – Ce document n’est pas le support officiel Page 6 sur 6