Signalisation Cellulaire - Cours PDF

Signalisation Objectif du cours : Comprendre les principaux défis de la signalisation cellulaire et des différents types de signalisation extracellulaire. Explorer les voies de signalisation qui régulent l'expression génique. Comprendre les mécanismes de signalisation impliquant les récepteurs à act...

Signalisation Objectif du cours : Comprendre les principaux défis de la signalisation cellulaire et des différents types de signalisation extracellulaire. Explorer les voies de signalisation qui régulent l'expression génique. Comprendre les mécanismes de signalisation impliquant les récepteurs à activité tyrosine kinase. Comprendre la voie de signalisation JAK-STAT et son implication dans l’hématopoïèse et les syndromes myéloprolifératifs. Comprendre les mécanismes de signalisation des récepteurs membranaires qui libèrent des facteurs de transcription. Comprendre les similitudes entre la voie de signalisation Notch et les mécanismes pathologiques impliqués dans la maladie d'Alzheimer. Comprendre l'impact de la compartimentation intracellulaire sur la fonction des voies de signalisation. I. Introduction Concepts généraux La vie d’une cellule saine dépend de sa capacité à répondre de manière appropriée à divers stimuli de son environnement. ♦ La communication cellulaire implique la production par une cellule émettrice d’une molécule de signalisation extracellulaire qui va influencer le comportement d’une cellule cible qui y est sensible. ♦ Au niveau de la cellule cible, le ligand se lie à son récepteur qui prend une forme active en opérant un changement conformationnel. ♦ Le récepteur activé initie la transduction du signal en recrutant/activant d’autres protéines, en induisant la production de seconds messagers. ♦ Ce processus aboutit à l’activation de protéines effectrices (enzymes, facteurs de transcription, protéines du cytosquelette) à l’origine de la réponse cellulaire. ♦ L’arrêt ou la diminution de la réponse cellulaire est souvent provoqué par une boucle de rétroaction négative des molécules de signalisation intracellulaire et par l’élimination du signal extracellulaire Si les signaux extracellulaires sont hydrophobes : Les molécules traversent la membrane plasmique et sont reçus dans le cytosol par des récepteurs, cela fait des facteurs de transcription qui va engendrer un mécanisme de développement et de modification des gènes en clivant. C’est plus rapide Si les signaux cellulaires sont hydrophiles, ils ne vont pas traverser la membrane et vont se fixer à des récepteurs à la surface, ce qui va lancer une cascade de signalisation pour développer ou modifier les gènes en clivant. Identité cellulaire 1. Signalisation endocrine : les cellules endocrines vont libérer des hormones dans le sang et ses molécules vont circuler dans tout le corps. Ce sont toujours des molécules solubles qui ont une durée de vie limitée. Exemples : insuline, Epo (érythropoïétine) 2. Signalisation paracrine : on a des molécules qui sont sécrétées par une certaine cellule. Elles ne peuvent pas aller très loin de leur source car elles sont liés par des cholestérol à la membrane de leur cellule source (vu que la membrane est hydrophobe) Exemple : Wnt, TGF-β 3. 3. Signalisation autocrine : secrète une molécule qui agit sur elle-même Exemple : EGF (Epidermal Growth Factor) 4. Signalisation par des protéines attachées à la membrane plasmique : besoin d’un contact physique entre les deux cellules. La signalisation passe d’une protéine membranaire à une autre. Exemple : voie Notch En fonction du contexte une même molécule peut agir en suivant différents types de signalisation extracellulaire. II. Types de signalisation extracellulaire Signalisation endocrine La signalisation endocrine permet aux cellules de communiquer entre elles sur plusieurs mètres de distance. La distribution des molécules de signalisation se fait par la circulation sanguine. Le terme hormone est employé pour désigner toute molécule de signalisation qui agit par voie endocrine. La signalisation paracrine opérée par les cellules nerveuses et leurs neurotransmetteurs permet également une communication intercellulaire sur des longues distances. Ces hormones hydrophobes ne peuvent pas être stockées dans des vésicules car elles sont lipophiles. Donc si nous voulons régler la concentration c’est seulement la synthèse qui compte, on ne peut pas les stocker pour les libérer à haut niveau.  III. Molécules de signalisation Molécules lipophiles Hormones lipophiles es Hormones stéroïdes (dérivées du cholestérol) Hormones Thyroïdiennes (dérivée de la tyrosine iodée) Dérivées de la vitamine A (acide rétinoïques) Gazs Dérivés d’acides gras Molécules hyrdophiles Hormones peptidiques/protéiques o Molécules sécrétées par des glandes endocrines régulant divers processus physiologiques et métaboliques o Exemples : insuline, IGF (Insulin-Like Growth Factor), EPO Amines vasoactives o Molécules agissant sur le tonus vasculaire o Exemple : adrénaline Cytokines o Molécules produites par le système immunitaire et régulant les réponses immunitaires et inflammatoires o Exemple : IL-1 (Interleukine-1) Facteurs de croissance o Molécules stimulant la prolifération, différentiation et survie cellulaire o Exemple : EGF Protéines morphogènes o Molécules intervenant dans le développement embryonnaire en régulant la formation et différentiation des tissus et organes. Le couplage de certaines protéines morphogènes avec des substances hydrophobes réduit leur distance et diffusion et permet l’établissement de gradients de concentration essentiels dans les processus de développement. o Exemples : Hedgehog, Wnt, Delta/Jagged, TGF-β (Transforming Growth Factor-β) Neurotransmetteurs o Molécules véhiculant les signaux électriques entre cellules nerveuses, molécule hydrophile qui est bien stockée dans vésicules (une synapse est pleine de vésicule) o Exemple : sérotonine Molécules hyrdophiles IV. Récepteurs Recepteurs membranaires Bleu: vaste famille de récepteurs liant une grande variété de ligands. Couplage avec des protéines G hétérotrimériques. -->Activation/inactivation de canaux ioniques et d’enzymes productrices de seconds messagers (adénylate cyclase, PLC). --> régulent de nombreux processus physiologiques Rouge: Récepteurs associés à des voies de signalisation qui contrôlent l’expression génique.  Récepteur de type cytosine kinase : qui possède domaine extracellulaire qui le lie au ligand, un domaine transmembranaire et un domaine intracellulaire qui possède une activité enzymatique de type tyrosine kinase. Ces récepteurs sont dimérisés par le ligand, ça va ramener des domaine tyrosine kinases à proximité ce qui va les activer réciproquement, cross-phosphoryler, et elles vont migrer vers le noyau et va s’attacher au facteur de transition. C’est une signalisation avec phosphorylation, c’est d’abord la tyrosine(qui a un groupement OH) qui est phosphorylée. Les récepteurs cytokines fonctionnent de la même manière sauf que la partie tyrosine kinase n’appartient pas au récepteur, il n’a donc pas une activité enzymatique, mais la tyrosine kinase du cytosol va s’y attacher d’une manière non-covalente. (protéine JAK) Les récepteurs TGF beta la même chose, on a dans la partie cytosolique un domaine kinase intrinsèque (sérine thréonine kinase) Phosphorylation sérine thréonine qui vont aller dans le noyau et changer l’expression des gènes. Les récepteurs Hedgehog ne vont pas loin, quand elles signalent elles vont cliver/modifier le clivage des protéines. On transforme un récepteur en facteurs de transcription dans le noyau Récepteurs cytosoliques (voir 6) V. Transduction du signal Domaine d’interaction La transduction du signal fait référence aux processus par lesquels une cellule convertit un signal extracellulaire en une réponse cellulaire appropriée. Le récepteur, lorsqu’il reconnaît son signal, déclenche une cascade d’activations ou de désactivations de molécules essentiellement protéiques, ce qui guide leurs interactions mutuelles. Les protéines interagissent entre elles par des domaines d’interaction. L’activation ou désactivation de ces protéines fait référence à des processus réversibles dont les principaux sont la phosphorylation/déphosphorylation par les kinases/phosphatases et la fixation du GTP/GDP par les protéines à activité GTPase. Une cascade de signalisation peut être amplifiée ou inhibée. Cette régulation permet d’adapter la réponse cellulaire au signal initial. A chaque fois qu’on a une phosphorylation catalysée par une kinase on a une déphosphorylation catalysée par une phosphatase. Des petites protéines qui sont normalement inactives vont recruteur du GTP en échange du GDP et le temps qu’elles ont du GTP elles peuvent activer des protéines effectrices. Modifications post-traductionnelles (=MPT)  Les modifications post-traductionnelles font référence aux modulations des fonctions protéiques par l’établissement de liaisons covalentes entre des composés chimiques et des acides aminés spécifiques. Cela veut dire qu’on modifie son état de phosphorylation, ubiquitylation ou acétylation. Les MPT contribuent à un élargissement significatif de la diversité des protéines codées par le génome. Les MPT induisent des changements réversibles des propriétés électrostatiques et/ou structurelles des protéines. De cette manière, elles affectent les affinités et interactions entre protéines Une certaine séquence d’AA peut être reconnue par un domaine SH2, reconnait tyrosine phosphorylée, thréonine phosphorylée et la serine phosphorylée. L’ubiquitylation : ubiquitine est une prot 76 AA et elle peut être ajoutée sur une lysine (seule car elle au) Les ligase vont ajouter l’ubiquitine (a aussi des lysine) sur la lysine, forme un lien peptique avec dernier AA avec le groupement amino de la lysine. Peut créer polyubiquitine = on rajoute sur des lysines de l’ubiquitine là aussi des ubiquitines et aussi de suite. Si on fait ça sur lysine 48, polyubiquitine 48, elle est marquée par le protéasome pour être dégradée. La voie ubiquitine-protéasome joue un rôle crucial dans les voies de signalisation NF-𝜅B, Hedgehog, et Wnt. SI lysine 63 est modifiée par plusieurs ubiquitine = polyubiquitine 63, marquage pour interaction avec des protéines qui reconnaissent ce genre de modifications, c’est un signal pour des protéines de signalisation dans l’inflammation. Domaine d’interaction dans la structure des protéines Il existe une grande variété de domaines d’interaction. Ceux-ci sont hautement conservés dans leur séquence et structure au travers de l’évolution. Ils sont responsables d’interactions spécifiques entre protéines et jouent un rôle crucial dans la formation de complexes de signalisation. Chaque domaine d’interaction a une affinité pour un type de courte séquence d’acides aminés, par exemple le domaineSH2 interagit avec des peptides qui contiennent une Tyr Phosphorylée. Les domaines ont 80-100 acides aminés. Il existe des domaines qui se trouvent dans beaucoup de protéines et qui sont autonomes dans leur folding. Phosphorylation La phosphorylation/déphosphorylation cyclique d’une protéine est un mécanisme cellulaire très commun dans la régulation de son activité. La phosphorylation s’effectue par les protéines kinases tandis que la déphosphorylation s’effectue par les protéines phosphatases. Il existe deux types de kinases agissant sur des acides aminés spécifiques de protéines cibles spécifiques : o celles ajoutant un groupe phosphate sur les résidus tyrosine (protéines tyrosine kinases), o celles ajoutant un groupe phosphate sur les résidus sérine et/ou thréonine (protéines sérine/thréonine kinases). SH2 Les domaines Src-homology 2 (SH2) sont des modules d’une centaine d’acides aminés se liant à des motifs peptidiques spécifiques contenant des résidus tyrosine phosphorylés (pY). SH3 Reconnait des polypropines (riche en proline) s’il il n’est pas caché par autre chose à cause de sa conformation. Ubiquitylation et protéasome Protéines et activité GTPase Protéine G est petite et se retrouve dans la cellule si état avec GDP. En présence avec une autre protéine GEF, la protéine G va changer de conformation et va élargir le lieu de fixation de GEF. GEF va être lâché. Vu que plus grande concentration de GTP que de GDP et vu que le GTP est plus grand car il a phosphate de plus, c’est lui qui va s’accrocher. Ce phosphate en plus va stabiliser la protéine G (conformation plus stable). Dans état GTP, la molécule est active, va reconnaitre les molécules comme les kinases RAF, reconnaitre leurs protéines effectrices et les activer. Si état GDP, est inactif. En présence de protéine GAP, la protéine G va activer et donc cliver le phosphore du GTP, cela va faire du GDP (déphosphorylation) C’est en séparant les protéines GAP et GEF dans des compartiments différents que nous pouvons réguler. Lors de mutation, la protéine G ne pourra pas être déphosphorylée, va toujours activer des cascades de signalisation (cancer) VI. Voie de signalisation associées aux récepteurs cytosoliques  Pour rappel, la production et la libération des hormones stéroïdes sont des processus constitutifs, il n’y a pas de stockage. La régulation de la production des hormones stéroïdes doit donc opérer en amont de la glande et impliquer un signal régulable, généralement de nature protéique. Au niveau de la cellule cible, la dimérisation du récepteur cytosolique provoquée par l’hormone stéroïde entraîne la translocation du complexe au niveau du noyau. Il y a alors transcription de gènes cibles dans le cadre d’une réponse cellulaire très lente Le cholestérol joue un rôle crucial en fournissant le squelette nécessaire à la synthèse d’une grande variété d’hormones stéroïdes qui ont des effets très diversifiés. La diversification structurelle des hormones stéroïdes dépend de réactions spécialisées d’oxydo- réduction qui se produisent dans des cellules spécifique (cortex des glandes surrénales, corps jaune des ovaires, cellules de Leydig des testicules). Ces réactions ont lieu dans le réticulum endoplasmique lisse, qui est fortement développé, ainsi que dans les mitochondries. VII. Voies de signalisation associées aux récepteurs membranaires Voies associées aux récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) RTK est une protéine membranaire de type I. La plupart des récepteurs EGF (facteur de croissance pour l’périderme) , NGF (facteur de croissance nerveux), FGF et Eph vont synthétiser comme des monomères une protéine. Cette protéine a dans la partie extracellulaire des domaines qui reconnaissent les ligands, un domaine transmembranaire et a aussi un domaine tyrosine kinase. Récepteurs à l’insuline sont déjà dimérisés on a deux domaines extracellulaires et deux domaines intracellulaire qui sont liés par des ponts disulfures. Point de vue biochimique : on a un hétérotétramère (4 chaines différentes). Point de vue génétique : Le gène code pour un monomère sauf que clivage qui va séparer domaine extracellulaire du domaine transmembranaire. A l’extracellulaire on expose un dimère déjà formé, car le mécanisme d’activation de ces récepteurs c’est la dimérisation, le ligand va dimériser les deux domaines kinases sont proches et vont s’activer et c’est comme ça qu’on va initier la signalisation. Dans le cas du récepteur à l’insuline, on a besoin de l’insuline pour aller s’attacher au domaine extracellulaire. L’insuline change la conformation du dimère et où les deux parties kinases s’activent. Les RTK peuvent être considérés comme des enzymes allostériques ( = modifie la conformation), avec les ligands agissant en tant qu’activateurs allostériques et les domaines intracellulaires des RTK agissant en tant qu’enzymes. Le domaine cytosolique des RTK contient un site catalytique de protéine tyrosine kinase intrinsèque. En l’absence de ligand, les RTK existent en général sous forme de monomère avec une activité kinase faible. 1. L’interaction avec un ligand cause un changement de conformation qui favorise la formation d’un récepteur dimérique fonctionnel, rassemblant ainsi deux kinases faiblement actives qui se phosphorylent alors réciproquement sur un résidu tyrosine au niveau de la lèvre d’activation. 2. La phosphorylation, en écartant la lèvre du site catalytique, permet la liaison de l’ATP ou du substrat protéique. La kinase activée phosphoryle alors d’autres résidus tyrosine du domaine cytosolique. 3. Les phosphoprotéines ainsi formées fonctionnent comme point d’ancrage pour diverses protéines impliquées dans la transduction du signal. Protéine à activité GTPase La protéine Ras de la voie Ras/MAPK (cfr plus loin) est une GTPase qui s’active suite à la liaison de nombreux RTK et récepteurs de cytokines à leur ligand. Ras est une protéine ancrée au feuillet cytoplasmique de la membrane par une double queue lipidique (farnésyle/palmitoyle). Activée lorsqu’elle lie le GTP, elle est capable de recruter et activer Raf, la première MAP kinase de la voie.  Le domaine SH2 de la protéine adaptatrice cytosolique GRB2 se lie à une pY spécifique sur un récepteur activé et lié au ligand, tandis que les domaines SH3 se lient à la protéine cytosolique Sos qui est un GEF. Cela rapproche de la surface cytosolique de la membrane plasmique et de son substrat, la protéine Ras + GDP inactif. Sos favorise la formation de Ras + GTP actif. àle ligand va activer le récepteur et vu qu’il a une activité tyrosine kinase il va se transphosphorylé va attirer la protéine adaptatrice GRAB2 , c’est une protéine adaptatrice qui possède domaine SH2 qui reconnait la tyrosine phosphorylée mais qui a aussi un domaine SH3. Celui-ci va est de base cachée mais quand la protéine GRAB2 est reconnu par le récepteur les domaines SH3 vont être exposés. Il va donc pouvoir reconnaitre de polyproline dans une protéine Sos. Sos n’est pas attachée à la membrane (comme GRAB2), mais le moment où GRAB2 est attaché au récepteur, la protéine GRAB2 va montrer ses domaines SH3 qui vont attirer Sos. Sos va donc être liée par les polyproline au domaine SH3 va changer de conformation et va reconnaitre les protéines RAS GDP (qui sont encrées à la membrane car queues hydrophobes) la protéine Sos va activer Ras car elle va jouer un rôle de GEF stimule le largage de GDP, et le GTP va pouvoir rentrer. Et mainmettant la nouvelle protéines Ras GTP va se détacher de Sos et va être capable d’activer ses protéines effectrices. Famille de EGfr et voie Ras/MAPK Rôle essentiel dans la régulation de la croissance, de la différenciation et de la survie cellulaire. Ils sont bcp étudiés à cause de leur implication dans de nombreuses pathologies (cancer). Peuvent aussi être impliqués dans des formations trimériques et tétramériques. EGFR2 : n’a pas de ligand, il n’écoute pas mais il a une activité tyrosine kinase à l’intérieur. Donc pour se lier à la membrane, il s’attache aux autres récepteurs, il fonctionne comme accélérateur, il augmente la fonction des autres récepteurs. Si on a besoin de force supplémentaire on le recrute. Oncologie EGFR3 : n’est pas capable de transférer le phosphate, joue le rôle d’un frein, si on a besoin de diminuer le signal on le recrute. EGF constitue un domaine structurel qu’on retrouve dans plusieurs protéines. Ce domaine est constitué de 55 AA dont 6 cystéines formant 3 ponts disulfures. La protéine précurseur du facteur de croissance EGF est une protéine transmembranaire qui libère l’EGF soluble par clivage protéolytique. Est synthétisée comme une protéine transmembranaire et est clivée pour faire une protéine mature. Les EGFR activent la voie Ras/MAPK Au niveau de la face cytosolique de la membrane plasmique, la protéine Ras fixant le GTP active une série de protéines kinases appelées mitogen-activated protein kinases (MAPK) Parmi celles-ci on compte dans l’ordre Raf, MEK et ERK possédant chacune plusieurs isoformes. La protéines ras- GTP induit un changement de confirmation en libérant la kinase Raf de son inhibition par la protéine 14-3-3 àInteragit avec Raf qui a 2 sous-unités (1 catalytique et 1 régulatrice) dans un état basal, en absence d’activation de Raf elle est inactive car la partie régulatrice interagit avec protéines adaptative en rouge et donc les 2 sous-unités sont déjà phosphorylée. C’est une phosphorylation inactive, qui permet liaison de la protéine adaptatrice rouge 14-3-3, maintient le complexe inactif. Ras est en conformation GDP, va reconnaitre la sous unité pour changer la conformation, la sous unité catalytique va s’activer. Le temps que Raf est en GTP, on a une protéine Raf active, celle-ci va se détacher de la protéines Ras, elle av s’inactiver. Raf va phosphoryler l’enzyme MAP kinase en vert (=kinase activée par agents mitogènes). MAPK va être activée à la fin de la cascade, la MAPK est activé par une MPAK-kinase, qui elle est activée par la protéine Raf. Tout ça dépend de l’activation de Ras. Si Raf ne revient pas en GDP alors ce n'est plus contrôlé et cela ne s’arrête pas. Une fois activée, ERK transmet le signal en aval en phosphorylant diverses protéines au niveau cytoplasmique et nucléoplasmique, y compris des facteurs de transcription et d’autres kinases. Une des finalités de la voie Ras/MAPK est de réguler l’activité de facteurs de transcription contrôlant l’expression de gènes de réponse précoce (early response genes). Le facteur de transcription c-Fos est codé par un gène de réponse précoce. C-Fos induit l’expression de gènes nécessaires à la progression du cycle cellulaire. L’expression du gène de c-Fos est régulée par un enhancer contenant un élément régulateur appelé SRE (serum response element). Cet élément fixe les facteurs TCF (ternary complex factor) et SRF (serum response factor) formant un complexe trimétiques et activés respectivement de manière directe et indirecte par ER àLa MAPK une fois activée va phosphoryler des kinases dans le cytosol mais aussi rentrer dans le noyau où elle va phosphoryler de ERK qui vont permettre l’activation d’un promoteur (SRE). Le système va s’inactiver à un moment à cause des phosphatases dans le noyau et parce que la protéine Raf est redevenue GDP. Si elle reste active tout le temps alors on va toujours activer protéine Raf, on va forcer la mitose et on devra dupliquer l’ADN et la copie d’ARN au même moment, cela va créer des mutations. Les gènes de réponse précoce sont des gènes qui codent pour une variété de protéines impliquées dans différentes fonctions cellulaires. Leur expression dépend de stimuli environnementaux, elle directe, rapide et transitoire. Certains cancers du sein présentent une surexpression de EGFR2. Cela fait une prolifération des cellules devenant hypersensibles aux niveaux ambiants d’EGF et hormones apparentées. Certaines mutations acquises affectant la voie Ras/MAPK sont impliquées dans la formation des cancers. Elles entrainent une activation constitutive de la voie et par conséquent une prolifération cellulaire anormale. Des mutations germinales affectant la voie Ras/MAPK donnent lieu à des troubles développementaux regroupés sous le terme de RASopathies. Récepteur à l’insuline et voie PI3K/Akt Ici, les domaines kinases sont trop loin pour induire la signalisation, il faut donc que l’insuline arrive, elle va avoir comme effet de les rapprocher. Le récepteur à l’insuline : o Les domaines de liaison et tyrosine-kinase sont portés par deux protéines séparées, réunies par des ponts disulfures. o Ces couples sont eux-mêmes pré-dimérises et ce, en l’absence d’insuline. L’insuline : o Hormone constituée de 2 chaines peptidiques liées entre elles par des ponts disulfures o Sécrétée par des cellules bêta des îlots de Langerhans au niveau du pancréas o Joue un rôle clé dans le métabolisme du glucose. A aussi des effets mitogènes. La voie PI3K/Akt constitue la principale voie activée par l’insuline. L’activation du récepteur à l’insuline permet le recrutement de IRS- 1 (Insulin Receptor Substrate-1) porteur de plusieurs résidus tyrosine phosphorylables (amplification du signal). IRS-1 recrute et active PI3K (phosphatidylinositol 3-kinase) qui transforme PIP2 (phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate) en PIP3 (phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate) à la face cytosolique de la membrane plasmique. PIP3 fixe Akt connu également sous le nom de PKB (protéine kinase B). Phosphorylée par d’autres kinases, Akt déclenche une réponse cellulaire en agissant sur différents effecteurs. o Augmentation de la concentration intracellulaire de calcium, modification du cytosquelette d’actine cortical, fusion avec la membrane plasmique de vésicules riches en GLUT4, augmentation du glucose intracellulaire o Augmentation de l’activité de la glycogène synthase àL’insuline s’attache, le récepteur s’active et les kinases vont s’activer, on va avoir des tyrosines phosphorylée dans la partie intracellulaire du récepteur. Il est capable de faire les mêmes choses que le récepteur GEF (activer RAS)mais peut aussi activer une autre voie= la voie PI3kinase= phopshatidylinositol3kinase. Le récepteur va attirer une protéine de signalisation = IRS1, le substrat 1 du récepteur à l’insuline. Cette protéines-là vont être recrutées par le récepteur activé et va être phosphorylé elle -même par la kinase active du récepteur. La protéines IRS1 vient elle-même phosphorylée sur plusieurs Cytokines. Sauf que ces tyrosine ont la même séquence, tyrosine séparée par deux XX ensuite méthionine, répétition de cette séquence. Ces tyrosines phosphorylées qui se trouvent dans ce contexte de séquences vont activer la sous unité régulatrice de l’enzyme PI3kinase. Cela veut dire que sur chaque tyrosine phosphorylée de la protéine on va recruter plusieurs molécule de PI3K. Donc la PI3kinase va phosphoryler PIP2 (= phospholipide dérivé du glycérol, 2 P qui sont estérifié et le 3 par une phosphate qui est lié par l’inositol, Biphosphate). L’enzyme PI3K va catalyser la réaction de la phosphorylation de phosphate qui est en position 3, et maintenant on va avoir du PIP3. On va avoir bcp de PIP3 car cela va fait en masse par le PIP3K , et donc on va massivement activer enzyme AKT. Cette enzyme va activer des protéines kinases B qui dans le foie vont induire la synthèse du glycogène (diminuer la concentration en glucose= effet de l’insuline sont hypoglycémiants) et dans les cellules musculaires et adipeuses l’activation de l’AKT va induire la translocation vers la surface d’un transport = GLUT4 (il est normalement bloqué dans des vésicules à l’intérieur de la cellule). Cela veut dire que à l’état basal, les cellules musculaires et adipeuses n’ont pas de glucose, c’est l’insuline qui via sa signalisation amène le transporteur GLUT4 à la surface. Va permettre l’entrée du glucose dans la cellule.  L’insuline est une hormone hypoglycémiante, l’insuline détermine l’entrée du glucose dans les cellules adipeuses et musculaires. La glycémie normale est entre 0,8 et 1,2 g/L. GLUT 4 est en vert : Dans son état basal, le transport est dans la cellule. Après rentrée d’insuline la plupart de ce stock de transporteurs est à la membrane basale. La glycémie est un paramètre très finement régulé. On parle d’homéostasie du glucose. Dans ce contexte, la balance insuline / glucagon joue un rôle fondamental. Les taux plasmatiques de glucose et d’insuline évoluent de manière conjointe. En quelques secondes, l’élévation du glucose plasmatique conduit à la sécrétion d’insuline par les cellules bêta. L’insuline favorise alors l’entrée du glucose essentiellement au niveau des cellules des muscles et du tissu adipeux en augmentant le nombre de transporteurs GLUT4 présents à la membrane. En quelques minutes, on obtient dès lors une normalisation de la glycémie. A l’inverse, il est crucial que le taux d’insuline baisse de manière rapide lorsque la glycémie baisse. L’élimination de l’insuline se fait principalement par le foie et les reins. L’insuline fixée à son récepteur est internalisée par endocytose au niveau des hépatocytes et des cellules du tubule contourné proximal avant d’être dégradée. àDiabète de type I : où on a pas d’insuline donc tout ça ne fonctionne pas (enfant). Les lymphocytes confondent les cellules infectées par un virus et les cellules bêta-pancréatique. Détruit le pancréas et donc aussi les cellules qui créer l’insuline. La réaction auto-immune arrive. Diabète de type 2 : insuline est bien présente et active les récepteurs mais il y a un défaut dans la cascade de signalisation et donc le GLUT4 ne peut pas faire rentrer dans les cellules. Induit une glycémie élevée (hyperglycémie) et va modifier les protéines. Nous n’avons pas sa cause et n’avons pas de médicaments efficace face à lui. Si on dépasse un seuil de 120 mg/L on va induire les cellules à sécréter de l’insuline. Voies associées aux récepteurs de cytokines En se basant sur l’homologie de leur séquence en acides aminés, on distingue les récepteurs de cytokines de classe (type I) et les récepteurs de cytokines de classe (type II). Les récepteurs de classe I sont nombreux et reconnaissent un large éventail de molécules (cytokines hématopoïétiques, interleukines, facteurs de croissance, hormones,…) alors que les récepteurs de classe II sont plus restreints et reconnaissent notamment les interférons et les cytokines de la famille de l’interleukine 10.  La classe I comporte des récepteurs homodimériques ainsi que des récepteurs hétéromériques (dimères, trimères). Ces derniers sont formés de sous-unités qui assurent la spécificité de liaison au ligand et de sous-unités partagées entre les différents récepteurs (β common, gp130, γ common) jouant un rôle important dans la transmission du signal. àRécepteurs de cytokines de type I et II = la superfamille des récepteurs à cytokines La famille de type I à certaines séquences homologues dans leur partie extracellulaire et la famille de type II à d’autres séquences homologues dans leur partie extracellulaire. Tout cela s’attache à la partie intracellulaire Le domaine CRH (cytokine receptor homology), lui-même constitué de 2 domaines fibronectine de type III, constitue au niveau extracellulaire le motif structurel de base des récepteurs de cytokines. La liaison du récepteur avec son ligand a lieu principalement à la jonction entre deux domaines fibronectine, dont des boucles variables et flexibles déterminent la spécificité de cette liaison. àVa assembler 2 secteurs homodimériques et va les activer. C’est un type de fold spécial qu’on peut reconnaitre. Voies JAK/STAT àLes protéines JAK sont beaucoup plus grande que le récepteur lui-même. JAK s’attache au récepteur avant l’activation et fonctionne comme une seule chose. Alors quand l’érythropoïétine arrive à la surface, elle va contacter le récepteur (1 seule molécule) et ça va activer les protéines JAK et leur domaine kinase (bleu) va devenir capable de s’activer réciproquement et peut activer la phosphorylation du récepteur (C’est seulement une des 4 JAK) Le récepteur rétro-productif est déjà coupé en tant que protéines JAK, pendant la production du récepteur, JAK s’attache à la partie cytosolique, même si JAK va à la surface la partie cytosolique reste dans le cytosol. Le récepteur est à la surface soit comme un monomère soit comme un dimère inactif. Quand JAK arrive à la surface il va dimériser le récepteur dans une autre conformation (va faire rotation) et ça va déterminer la phosphorylation de la protéine JAK2 réciproquement (comme le domaine tyrosine-kinase des récepteurs tyrosine kinase) Le domaine catalytique de JAK devient trop proche de la boucle d’activation et ça va attirer la deuxième JAK qui va phosphoryler la première, cascade d’activation. Les deux vont être activées et vont phosphorylées le récepteur. Ces cytokines vont commencer à attirer les protéines adaptatrice pour la cellule. Et dans le cas de la super famille des récepteurs cytokines il y a des protéines STAT (=signal transduceur activator of transduction) facteur de signalisation mais aussi peut devenir un facteur de transcription. STAT va être recrutée par le récepteur, car STAT a domaine SH2 qui reconnaissent les récepteurs phosphorylés). Sans phosphorylation il n’y a pas de STAT. Avec le STAT qui est proche de K, donc la protéine K va très vite phosphoryler STAT. STAT phosphorylée a une haute affinité pour une autre protéine STAT non-phosphorylée. Une deuxième protéine STAT va arriver va être reconnue par la première protéine STAT, la deuxième protéine STAT va s’attacher et va être elle-même phosphorylée. On a un dimère de STAT phosphorylés qui va se réarranger et va être libéré et va aller dans le noyau, où il va être reconnu par des promoteurs qui possèdent des séquences qui vont le reconnaitre. Attention sur se schéma ça nous donne l’impression que les protéines STAT sont antiparallèles alors que c’est faux, ils sont parallèles. Chaque protéine JAK possède 2 domaines kinases : 1 domaine tyrosine-kinase dans la partie et 1 autre domaine pseudo kinase (possède presque toutes les séquences sauf les résidus clés pour la catalyse donc ne peut pas catalyser) On ne peut pas enlever le domaine pseudo kinase car il joue quand même un rôle important.  Voie JAK/STAT et hématopoïèse La liaison de l’érythropoïétine (Epo) au récepteur à l’Epo (EpoR) est cruciale pour la production de globules rouges circulants. Aucun autre récepteur de cytokine ne peut remplacer EpoR. En effet, les souris homozygotes pour la délétion des gènes de Epo ou EpoR meurent au stade embryonnaire en raison d’une anémie sévère. Cependant, ces mêmes souris sont capables de produire des progéniteurs érythroïdes (BFU-E, CFU-E). Ceci indique que la signalisation de l’Epo n’est pas nécessaire pour la détermination de la lignée érythroïde, mais est requise pour la prolifération/survie des proérythroblastes et leur différenciation en globules rouges matures. àEpo est une hormone et est faite par les cellules du rein. Dans des embryons normaux on a bcp de globules rouges 12 mais si on bloque les récepteurs d’Epo on arrive au jour 12 sans Globules rouges définitif dans le foie, l’embryon ne peut plus se développer et va mourir RE-Voies JAK/STAT Les protéines STAT (signal transducers and activators of transcription) constituent une famille de facteurs de transcription qui, une fois activés par les JAK, forment des homo- ou hétérodimères et migrent du cytosol vers le noyau pour réguler l’expression de gènes cibles. 7 membres (avec des isoformes pour certains) ont été identifiés : STAT1, STAT2, STAT3, STAT4, STAT5a, STAT5b, STAT6. Ces derniers s’associent à différents complexes récepteurs de cytokines/JAK pour transmettre le signal en intracellulaire. Les protéines STAT sont constituées de 6 domaines ayant des fonctions spécifiques. o N-domain : translocation nucléaire, liaison au récepteur et à d’autres protéine o Coiled-coil domain : translocation cytoplasmique, liaison au récepteur et à d’autres protéines o DNA binding domain : liaison à l’ADN o Linker domain : fait la connexion entre deux domaines o SH2 domain (hautement conservé) : crucial pour le recrutement de STAT au niveau du récepteur activé, l’interaction avec JAK activée et l’homo- ou hétérodimérisation de STAT o Transactivation domain (peu conservé): permet la régulation de différents sets de gènes en fonction du type de STAT considéré àQuand les STAT sont phosphorylés c’est sur le résidu tyrosine qui est sur le domaine C. Si JAK est inactif cela veut dire que soit c’est un monomère ou soit un dimère non-phosphorylé. Si JAK actif il aura sa tyrosine sur son domaine C phosphorylé, cela lie les récepteurs phosphorylés, la tyrosine va phosphoryler STAT qui a une affinité avec le domaine SH2 d’une autre STAT. Cela va détacher le première STAT du récepteur car il a une moins grande affinité que le deuxième, fait dimère parallèle. STAT se lie à deux types de séquences consensus palindromiques connues sous les noms d’éléments GAS (gamma-activated site) et d’éléments ISRE (interferon-stimulated response element). Ces séquences sont localisées dans les régions promotrices des gènes induits par les cytokines.  Pour exemple: séquence consensus cible palindromique GAS: TTC-NNN(N)-GAA = définition de séquence palindrome, cela va donner la même séquence Les STAT phosphorylés sur Tyr (activés) formes de dimères parallèles àrégion avec feuillet beta qui interagit avec l’ADN, l’élément palindromique = qui se lit de gauche à droite sur le brin principal et de droite à gauche sur l’autre. Vu qu’il y a des phosphatases dans le noyau, les STAT vont revenir dans le cytosol. C’est un phénomène transitoire. La voie JAK/STAT offre l’un des chemins les plus directs vers les noyaux ! La liaison du ligand rapproche les deux protéines JAK qui se phosphorylent mutuellement et augmentent ainsi l’activité de leurs domaines tyrosine kinase. Les protéines JAK phosphorylent ensuite des résidus tyrosine des domaines intracellulaires des récepteurs, créant ainsi des sites d’ancrage pour les protéines STAT. La phosphorylation des STAT par les JAK provoque la dissociation- des STAT du récepteur. Les STAT forment alors des homo- ou hétérodimères en se liant mutuellement à leur résidu tyrosine phosphorylé. Le dimère entre dans le noyau et, en association avec d’autres protéines, régule l’expression de gènes cibles. àInstantanée : on aura vite un changement de chromatine sur le noyau. Allume aussi voie RAS et aussi voie RAS et aussi PI3 mais JAK-STAT est la voie principale. Voies de signalisation activées par TpoR : Voie JAK/STAT Voie Ras/MAPK Voie PI3K/Akt Fonctions multiples de TpoR : àSurvie cellulaire àProlifération cellulaire àDifférenciation des mégacaryocytes àAdhésion intercellulaire àRenouvellement des cellules souches hématopoïétiques àActivation plaquettaire Les récepteurs de cytokines (EpoR, TpoR) activent aussi les voies de ras-MAP-kinase et PI-3’- kinase-AKT, via des tyrosines phosphorylés par les JAK, qui sont ensuite reconnus par des protéines adaptatrices (shc, grb2 etc) qui connectent les récepteurs à cytokines avec les voies de ras et PI-3’-kinase Les effets de cytokines sont le résultat de l’activation des voies JAK/STAT, JAK-ras-MAP- kinase et JAK-PI-3’-kinase. Ici deux mécanismes inhibiteurs de la voie JAK/STAT : o Les phosphotyrosine phosphatases sont des enzymes qui déphosphorylent spécifiquement des résidus tyrosine de protéines cibles. Un exemple remarquable de leur rôle est illustré par SHP1 (SH2-containing protein tyrosine phosphatase 1) qui régule négativement la signalisation de divers récepteurs de cytokines en induisant une déphosphorylation des JAK. o STAT induit la transcription de gènes codant pour des protéines SOCS (suppressor of cytokine signaling proteins). Ces protéines se lient aux récepteurs de cytokines et aux JAK, elles bloquent de cette manière la liaison d’autres protéines de signalisation (ex : STAT). Par ailleurs, les SOCS induisent la polyubiquitylation des récepteurs et des JAK qui sont alors orientés vers la voie du protéasome. Des mutations activatrices peuvent rendre la voie JAK/STAT insensible à ces mécanismes inhibiteurs. L’activation de la voie n’est alors plus dépendante de la stimulation par les cytokines, ce qui conduit à la formation de cancers (cfr plus loin) àRecrute d’autres récepteur de phosphatases dans le noyau (comme SHP1), cette phosphatase inactive (domaine SH2 masqué) mais s’il détecte tyrosine phosphorylée. Va être recruté au récepteur et ensuite le Domaine phosphatase va déphosphorer JAK qui vont devenir inactive. Si knock out de SHP1 sur souris , il y a une inactivation massive de plusieurs récepteurs de la voie JAK/STAT, pathologie donc utile pour la désactivation. Gènes SOCS bloquent la signalisation des cytokines, ils sont toujours éteins dans une cellule SAUF si il y a activation du récepteur cytokines. Il est activé par STAT, l’ARN messager va etre relevé, mais pas immédiat. Ensuite, on va traduire l’ARNm en protéines. SOCS qui a une affinité pour la tyrosine phosphorylée des récepteurs (supérieure) va recruter E3 lignes qui va ubiquitiner le récepteur et JAK (marqueur de dégradation par le protéasome). Nous n’avons pas de SOCS à l’état basal, toutes signalisation est bloquée et cela aurait bloqué le récepteur. àTOUTE SIGNALISATION DOIT ÊTRE TRANSITOIRE : si on a un signal permanent cela donne lieu au cancer, on doit séparer la réplication de l’ADN et la distribution des gènes. On ne veut pas que le même fragmente d’ADN soit soumis à l’action des enzymes qui vont synthétiser l’ADN, les ADN polymérases, et d’autres part on va copier une partie de cet ADN qui est entrain d’être copié aussi en ARNmessager. Sinon on va faire des erreurs qui vont être gardées.  Re-Voie JAK/STAT et hématopoïèse On ne peut pas refaire des cellules souches à partir d’autres cellules. Pendant la vie, les cellules souches se renouvellent et se différencient. Il y a des divisons asymétriques En fonction des besoin, le niveau de cytokines vient réguler le nombres de cellules sanguines Les monocytes deviennent des macrophages et les granulocytes vont tuer des bactéries Aplasie= pas assez de cellules sanguines La liaison de la thrombopoïétine (Tpo) au récepteur à la Tpo (TpoR) est essentielle dans le maintien du nombre de mégacaryocytes matures en contrôlant à la fois la prolifération et la maturation des cellules progénitrices. Par ailleurs, cette liaison joue également un rôle important dans le renouvellement des cellules souches hématopoïétiques et la production de cellules progénitrices engagées dans des lignées non mégacaryocytaires. Les souris TpoR -/- présentent une thrombopénie sévère sans réelle anémie ou leucopénie. On note également une diminution globale du nombre de cellules souches hématopoïétiques et de cellules progénitrices. Lors de la mégacaryopoïèse s’opère un processus d’endomitose au cours duquel la cellule augmente son contenu en ADN (sa ploïdie) sans diviser son cytoplasme. Progressivement les volumes nucléaire et cytoplasmique augmentent, on observe la formation de granules qui seront contenus dans les pro-plaquettes puis plaquettes matures larguées dans la circulation sanguine par le mégacaryocyte. àTpo est produite à niveau constant par le foie et est utile à la différenciation pour les projections des mégacaryocytes. àLa cellule fait ça car tous les noyaux d’une mégacaryocyte après endomitose sont transcrit (bcp d’ARNm. Cela va produire bcp de protéines qui sont nécessaires pour la coagulation, celles-ci vont être stockées dans des vésicules dans le cytosol. Une fois que le cytosol est chargé, les mégacaryocytes vont faire leur prolongations = pro-plaquettes. Ils vont se délacer vers les vaisseaux sanguins. En maintenant, les pro-plaquettes peuvent créer des plaquettes constituées du cytosol du mégacaryocyte. Le corps cellulaire est sorti de la moelle, où les pro- plaquettes y sont faites. Les plaquettes sont en fait des vésicules qui n’ont pas de noyaux mais qui ont pleins d’acteurs de coagulation qui sont des protéines. Médicaments protéines : § Les analogues de l’Epo peuvent être prescrits à des patients présentant une anémie consécutive à une insuffisance rénale chronique ou à une chimiothérapie. (controversé) àSi problème au reins, set à refaire un niveau de Globules rouges, aussi après de la chimio car elle va détruire les progéniteurs sanguins, le niveau revient vite. Si il y a trop de GR, les plaquettes doivent se coller aux parois, ce qui induit des caillaux et une thrombose. Sert à régler l’anémie des cancer mais maintenant on transfuse. § Les agonistes du récepteur de la Tpo (TpoR) sont utilisés dans la thrombopénie immune résultant aux autres traitements et dans la thrombopénie associée à l’hépatite C chronqiue. àaussi maladie auto-immune pour garder le niveau de plaquettes § Les analogues du G-CSF sont utilisés pour traiter la neutropénie associée à une chimiothérapie ou à une affection congénitale. Il sont également utilisés pour la mobilisation des cellules souches hématopoïétiques en vue d’une collecte pour la transplantation de moelle osseuse. àsi niveau trop bas de neutrophiles, pas assez de production. Si G-CSF va faire sortir de la moelle et les mettre dans le corps. Aussi après chimiothérapie sinon taux de neutrophiles trop bas (pas de transplantation de neutrophiles possible) § Les analogues des interférons sont utilisés pour traitre certains cancers (interféron alpha), infections virales telles que l’HBV et l’HCV (interféron alpha) ainsi que certains cas de sclérose en plaque (interféron beta) àHépatite B et C ou maladie auto-immune. § Les syndromes myéloprolifératifs sont des hémopathies malignes chroniques caractérisées par une hyperproduction de cellules myéloïdes matures par la moëlle osseuse. De façon acquise au cours de la vie, une anomalie génétique survient au niveau de la cellule souche hématopoïétique. On observe alors une prolifération clonale des progéniteurs myéloïdes en lien avec une activation anormale de la signalisation intracellulaire. Cette prolifération est indépendante des facteurs de croissance hématopoïétique. o Les syndromes myéloprolifératifs sont liés à dans 70% des cas avec la mutation V617F de la protéine JAK2, qui induit une hyperactivation de la voie JAK/STAT. à70% sont des mutations activatrice de JAK2, une cellule va avoir mutation maline à la position V617 de phénylalanine. Le domaine pseudo kinase va maintenir le domaine kinase actif. § La mutation V617F touche le domaine pseudo kinase de JAK2eet conduit à l’activation constitutive de son domaine kinase. § JAK2 muté interagit avec EpoR, TpoR et GCSFR. Il induit une activation sont constitutive des voies de signalisation qui y sont associées. àJAK2 mutée va s’attacher dans la portion intracellulaire du récepteur, signaux pas régulé vont être lus par le noyau. Cellule souche va faire un clone qui va donner naissance. Les proportions ne vont plus être correcte : augmentation du nombre de plaquettes ou GR. C’est une mutation acquise durant la vie. Donne naissance à un cancer, clones qui vont donner un niveau anormal de cellules. § Les syndromes myéloprolifératifs BCR-ABL négatifs regroupent principalement 3 maladies, classées selon l’atteinte préférentielle d’une lignée : o La polycythemia vera (PV) ou maladie de Vaquez est liée à une atteinte préférentielle de la lignée rouge aboutissant à une augmentation de production des globules et donc de la concentration d’hémoglobine et du taux d’hématocrite. On parle de polyglobulie. o La thrombocytémie essentielle (TE) est liée à une atteinte préférentielle de la lignée mégacaryocytaire, aboutissant à une augmentation de production des plaquettes. On parle de thrombocytose. o La myélofibrose primitive (MFP) se caractérise par une production excessive de collagène par les fibroblastes médullaire, en relation avec une prolifération anormale des cellules de la lignée myéloïde. Cette condition entraîne une hématopoïèse extramédullaire, principalement observée dans la rate, et se traduit cliniquement par une anémie et une splénomégalie. § La mutation JAK2 V617F est présente dans > 95% des PV et > 50% des TE et des MFP. § A court terme, le risque principal de ces syndromes sont les thromboses. A long terme, il y a un risque de transformation en myélofibrose secondaire (PV et TA) voire en leucémie myéloïdes aiguë (prolifération clonale de cellules blastiques, non différenciées). àViscosité du sang, si on fait rien en 18 ans infarctus fatal. Il faut faire des saignées. Ces maladies chroniques qui gardent la différenciation vient d’une mutation JAK2. Cela aurait aussi pu venir d’une infection mais cela vient de cette mutation. On les a trouvée dans la PV, TE et MFP avec des gens qui avaient aussi des thromboses. Maladie qui de base on traitait en chirurgie. SI on comprend bien les voies on peut comprendre l’origine de nouvelles maladies. Résumé : Un seul signal extracellulaire peut provoquer de multiples réponses dans une même cellule. Certaines molécules de signal extracellulaire stimulent par exemple une cellule à la fois à croître et à se diviser. Cette coordination dépend généralement de mécanismes permettant de distribuer un signal à plusieurs effecteurs en créant des ramifications dans la voie de signalisation. Les RTK activent fortement les voies Ras/MAPK et PI3K/Akt. Certains peuvent également activer la voie de la phospholipase C. Par contre, les RTK sont de très faibles activateurs de la voie JAK/STAT. Les récepteurs de cytokines activent fortement la voie JAK/STAT. Ils activent dans une moindre mesure les voies Ras/MAPK, PI3K/Akt et de la phospholipase C. àcertaines récepteurs tyrosines kinases et kinases peuvent attirer via leur domaine SH2 la phospholipase C, elle va se lier au récepteur et va s’activer. Ensuite va cliver le phospholipide PIP2 en deux molécules : une petite qui est inositol tris-phosphate et une deuxième, plus grande qui est diacylglycérol qui garde la structure du glycérol. Il est dans la membrane. Les 2 premiers OH sont estérifiés avec les acides gras pour que ceux-ci restent dans la membrane. Et le 3 OH est estérifié par le phosphate qui est lié avec l’inositol, phosphorylé sur position 4-5. Quand on va cliver autour du phosphate, on va dégager le diacétylglycérol, qui va rester dans la membrane et activer une protéines kinase C. Et le IP3 va aller dans le cytosol et va se lier avec un canal de la membrane endoplasmique. Ce canal va s’ouvrir et le canal va sortir de la lumière du RE et aller dans le cytosol. Très rapide. La voie STAT est la voie principale des récepteurs cytokines et que les 3 autres sont à présent dans des ??? récepteurs et que la voie de la Ras/MAPK et sont beaucoup plus fortes dans les récepteurs de type tyrosine kinase. La signalisation descend un peu en piano. Les notes vont donner une musique en fonction de l fréquence d’activation, de la vitesse d’activation et de comment le noyau va lire. C’est comme ça que les voies sont les mêmes dans toutes les cellules mais que cela donne une réponse différentes en fonctions des protéines qui sont modifiées par des voies de signalisation. A NE PAS CONFONDRE : La phospholipase C clive PIP2 en IP3 et DAG. PI3K phosphoryle PIP2 en PIP3 qui active PKB (Akt) en collaboration avec d’autres facteurs. IP3 est une petite molécule dérivée de PIP2 sous l’action de la phospholipase C qui mobilise le calcium du réticulum endoplasmique. PIP3 est une grande molécule, un phospholipide qui ne mobilise pas le calcium- à ne pas confondre avec IP3. Voie TGF- β/Smad La superfamille du TGF-β (transforming growth factor β) est constituée d’un grand nombre de protéines dimériques sécrétées et apparentées sur le plan structurel. Elle comprend les TGF-β, les BMP (bone morphogenic proteins) et l’activine. Ces protéines agissent le plus fréquemment en tant que médiateurs locaux pour réguler une vaste gamme de fonctions biologiques. Durant les développements elles régulent la formation de motifs et influencent différents comportements cellulaires comme la prolifération, la spécification et la différenciation cellulaire, la production de matrice extracellulaire et la mort cellulaire. A l’âge adulte, elles interviennent notamment dans la réparation tissulaire et la régulation immunitaire àTGF-Beta est une cytokine qui, en se liant à ses récepteurs spécifiques, active les protéines Smad pour réguler l’expression des gènes cibles dans le noyau de la cellule. Rôle antiprolifératif sur les cellules épithéliales et peuvent aussi faire proliférer les cellules mésenchymateuses. C’est une protéine qui va agir sur récepteur de domaine serine thréonine kinase sur les OH des sérines thréonine. Une fois active, elle va phosphoryler les facteurs Smad (analogue STAT) et va aller dans noyau pour modifier les gènes. Fait des protéines dimériques. Médiateur locaux sont pas envoyés dans tout le corps mais sont sécrétées localement en complexe (sont pas seule), sont dans la matrice extracellulaire en mode inactif il y a des mécanismes supplémentaires pour les libérer le TGF-beta qui va agir localement. C’est important pour le développement de l’embryon. Première voie locale qu’on voit dans son cours.  Le TGF-β est initialement synthétisé sous forme de précurseur comprenant une longue partie N-terminale appelée LAP (latency-associated peptide) et une plus petite partie C-terminale constituant le TGF-β mature. La forme monomérique du TGF-β mature contient 3 liaisons disulfures intracaténaires. Une cystéine supplémentaire au centre de chaque monomère relie les monomères en dimères fonctionnels. Bien que le LAP soit clivé dans la voie sécrétoire, ce dernier reste associé de manière non covalente au TGF-β qui est sécrété sous forme de dimère. De cette manière, le TGF-β n’est pas reconnu par son récepteur. Des glycoprotéines LTBP (latent transforming growth factor β binding proteins) forment des ponts disulfures avec le LAP et fixent ainsi le complexe à la matrice extracellulaire. àPrécurseur en bleu et le mature en vert. On va cliver la séquence cliver la séquence signal. C’est une protéine de fusion entre une protéine lap et TGF-Beta. Pendant la voie sécrétoire et va les cliver, mais elles vont rester ensemble même si pas lié par liaison covalentes. Ce sont quand même 2 protéines différentes. Lap va interagir avec TGF-beta mature. TGF-beta mature est un dimère qui contient à 3 liaisons de pont disulfures (rouges) et une autre cystéine au centre de chaque monomère qui va former un pont disulfure (jaune) qui va maintenir les deux monomère dans le dimère mature. On va sécréter un dimère de Lap qui induit un dimère de TFG-Beta. On a sécrété un complexe inactif car TGF-Beta est masqué et peut pas agir sur son récepteur. Il y a des protéines LTPB qui vont interagir avec le LAP et va faire des ponts disulfure avec Lap. Et comme ça le complexe est dirigé et maintenu dans la matrice extra-cellulaire. Mécanisme qui vont libérer TGF-Beta de matrices (protéase ou interaction avec autres protéines qui vont mettre de la tension et libérer TGF-Beta) Il existe 3 types de récepteurs au TGF-β. Le récepteur de type 3 (RIII) est un protéoglycane qui permet de concentrer les molécules de TGF-β près de la surface cellulaire. Les récepteurs de type I (RI) et II (RII) sont des protéines transmembranaires dimériques dont les domaines cytosoliques présentent une activité sérine/thréonine kinase. L’activité sérine/thréonine kinase de RII est constitutive, le récepteur est actif même lorsqu’il n’est pas lié au TGF-β. La liaison du TGF-β à RII permet l’interaction avec RI. Dans ce complexe, RII phosphoryle RI au niveau de son domaine GS, région riche en résidus sérine et glycine et située en N- terminal de son domaine kinase. RI phosphoryle ensuite des protéines Smad qui constituent la voie canonique du TGF-β àSi libre, va être reconnu par récepteurs à la membrane des cellules cibles.  àCertaines cellules vont avoir récepteur R3, est là pour attirer TGF-Beta mais peut pas induire la signalisation. R2 à une moins grande affinité mais peut aussi reconnaitre TGF-Beta. Si on a fort besoin de TGF-Beta alors on va avoir bcp de R3 car il a une grande affinité pour eux. R2 a dans sa partie intracellulaire un domaine serrine thréonine kinase qui est actif tout le temps tourne au ralenti mais tous le temps. Quand TGF- Beta arrive dans la portion extracellulaire, il change la conformation de R2 et maintenant le R2 va reconnaitre le R1. ET maintenant la partie intra- cellulaire du R1 est aussi une serrine thréonine kinase, normalement inactive. Quand R2 recrute R1, cela va changer la conformation intracellulaire de R1 et R1 va devenir phosphorylé et actif. Il va pouvoir s’autophosphoryler et phosphoryler des protéines Smad. Smad est normalement dans une configuration fermée où leur signal de localisation nucléaire est masqué. Smad est de base dans le cytosol inactive et maintenant elles sont recrutées au récepteur phosphorylé et sont phosphorylé elles- mêmes, s’ouvrent et ne peuvent plus masquer leur signal de localisation nucléaire. Smad va donc être reconnu par Smad4 ,qui n’est phosphorylé, et ce complexe va aller dans le noyau. Là-bas il va s’accrocher au région constant d’allèle qui reconnaissance les Smad phosphorylé. Libérer le TGF-Beta est une étape supplémentaire et va agir localement. TGF-Beta va bloquer la prolifération des cellules épithéliales et stimuler cellules les cellules mésenchymateuses. TGF-Beta a effet immunosuppressif et va stimuler la fibrose (cicatrisation des tissus par fibres), ce sera une cicatrisation exagérée. Voie NF-KB Voie qui implique la dégradation des protéines pour la signalisation Les voies de signalisation discutées jusqu’à présent sont réversibles et donc désactivées relativement rapidement si le signal extracellulaire est supprimé. En commençant par le voie NF-𝜅B, nous allons explorer 3 voies de signalisation irréversibles ou seulement lentement réversibles, dans lesquelles un composant critique est ubiquité pour être adressé au protéasome. Ces 3 voies de signalisation ont également en commun d’impliquer le désassemblage d’un complexe multiprotéique dans le cytosol pour libérer un facteur de transcription qui migre ensuite vers le noyau. àfacteur de transcription qui a été découvert car important pire la transcription des anticorps.  La voie NF-𝜅B régule les réponses immunitaire et inflammatoire des cellules concernées. De nombreux agents peuvent l’activer : une infection virale, les radiations ionisantes, la liaison de cytokines inflammatoires comme le TNF-⍺ ou l’IL-1, à leur récepteur respectif ou l’activation de l’un ou l’autre des divers récepteurs de type Toll par des composants de bactéries ou champignons. Dans des cellules au repos, le facteur de transcription dimérique NF- 𝜅B, composé des sous-unités p50 et p65, est lié à l’inhibiteur I-𝜅B⍺ et séquestré dans le cytosol. IKK (I-𝜅B kinase) est un hétérotrimère composé de deux sous-unités kinases (IKK⍺ et IKKβ) et d’une sous-unité régulatrice appelée NEMO. IKKβ phosphoryle I-𝜅B⍺, qui devient ainsi la cible d’une ubiquitine ligase E3. I-𝜅B⍺ attachée à l’ubiquitine polymérisée par des liaisons aux lysines 48, est dégradé dans le protéasome. L’élimination de I- 𝜅B⍺ démasque les signaux de localisation nucléaire (NLS) dans les deux sous-unités de NF-𝜅B, permettant ainsi leur translocation dans le noyau. Dans le noyau NF-𝜅B active la transcription de nombreux gènes cibles, notamment le gène codant pour I-𝜅B⍺, qui agit pour mettre fin à la signalisation. àFacteur de transcription NF- 𝜅B dans le noyau, important pour la production d’anticorps. Il a 2 sous unité P50 et P65 (poids moléculaire) elles sont en complexe avec inhibiteur IKK⍺. Cet inhibiteur va bloquer le signal de localisation nucléaire et donc se facteur ne peut donc pas aller dans le noyau car trop grand. Quand le complexe est bloqué par I-𝜅B⍺ il est dans le cytosol , on aura des infections par bactéries, alors les signaux qui sont transmis vers IKK⍺. Il va donc être phosphorylé par kinase qui s’appelle KKK (sous-unité beta qui va phosphorylé le sous inhibiteur de IKK⍺ ) Si il est phosphorylé sur serrine thréonine va recruter une E3 ligase, enzyme qui va polyubiquitiner une protéine. La ligase ne s’attache pas, si il n’y a pas de phosphorylation. I-𝜅B⍺ va être polyubiquitiner et va être dégradé par le protéasome. Il va libérer le facteur de transcription IKKB qui va aller dans le noyau, car le signal de localisation nucléaire n'est plus masqué. Et dans le noyau le facteur va induire des centaines de gènes : enzymes, protéines d’adhésion qui va induire l’inflammation. Va aussi induire la synthèse d’ I-𝜅B⍺ qui va être traduit et va refaire le complexe. C’est l’ubiquitination qui va libérer le facteur car ik va permettre l’exposition des signaux de signalisation nucléaire de NF- 𝜅B. Il y plusieurs routes pour activer la phosphorylation. Via des inhibiteur de kinases, qu’on peut activer par des protéines virus , activation de certains récepteurs avec cytokines même si ou radiations. Ou aussi des récepteurs de type de TOM, dans leur partie extracellulaire, on une structure qui peut reconnaitre liposacharides, ARN, ADN, lipoprotéine ou des lipides. C’est dans le plantes que nous avons ça, ils reconnaissent des structures très différentes. Une bactérie va être reconnu par récepteur TON,, TOM va interagir avec des protéines (NEMO qui va libérer kinase qui va aussi faire la même chose) Plusieurs voies qui vont aboutir à l’activation des kinases. La liaison de l’interleukine-1β à son récepteur déclenche son oligomérisation et le recrutement de plusieurs protéines au niveau de son domaine cytosolique. La protéine TRAF6 possède une activité ubiquitine ligase permettant la synthèse de longues chaînes d’ubiquitines polymérisées par des liaisons aux lysines 63. Ces longues chaînes servent d’échafaudage auquel se lient la kinase TAK1 et la sous-unité NEMO de IKK. TAK1 se phosphoryle lui-même ainsi que IKKβ, activant son activité kinasique lui permettant de phosphoryler I-𝜅B⍺. àintereleukine-1beta qui va calibrer son récepteur, TRAF6 va être ubiquitiné sur sa lysine 63 (recrutement). La kinase va être libérer et induire la voie. Voie Hedgehog Voie qui implique la dégradation des protéines pour la signalisation La protéine sécrétée Hedgehog (Hh) est essentielle pour le développement de motifs (« pattern ») de structures cuticulaires appelée denticules dans l’épiderme des embryons de Drosophila. En effet, à la fin du développement embryonnaire, l’épiderme ventral est orné d’un motif de denticules répété de manière segmentaire (« denticle bands »). Des mutations nulles dans le gène Hh conduisent à un phénotype où les denticules forment une pelouse (« denticle lawn ») sans polarité claire. L’apparence trapue et velue des larves a inspiré le nom de « Hedgehog » (hérisson en français). La voie Hh intervient dans la formation de nombreux tissus et organes. Elle joue un rôle crucial dans la régulation du développement embryonnaire, la croissance tissulaire et la différenciation cellulaire. Notamment dans tissus nerveux Chez l’homme on reconnait 3 protéines Hh différentes : Sonic Hedgehog (Shh), Desert Hedgehog (Dhh) et Indian Hedgehog (Ihh). Les protéines Hh sont formées à partir d’une protéine précurseur dotée d’une activité auto-protéolytique qui lui permet de se couper en deux tout en restant dans le réticulum endoplasmique. Ce clivage produit un fragment N-terminal (en bleu) qui sera utilisé comme molécule signal et un fragment C- terminal (en vert) qui sera dégradé. Le clivage du précurseur s’accompagne de l’ajout covalent d’une molécule de cholestérol en C-terminal de la molécule signal. Une deuxième modification, l’ajout d’un groupe palmitoyle en N- terminal, rend la protéine encore plus hydrophobe. àN terminale est Hh mature et C terminal est le chaperon intramoléculaire. Activité auto-protéolytique= protéines est elle-même un interséquence protéase qui va se cliver. Une fois clivé, va faire un lien covalent entre les extrémités aminoterminale et C terminale. Elles restent ensemble car après cette liaisons Hh va interagir avec cholestérol. On a donc une protéine qui est flanquée des deux côtés par des substances hydrophobes. Cholestérol dans la partie C-terminale et acide palmitique dans la partie aminoterminale. Cette protéine est sécrétée mais ne peut pas aller loin car trop hydrophobe. On va avoir des gradients : bcp à côté et un peu plus loin. La protéine transmembranaire Smo (smoothened) fait partie de la famille des récepteurs couplés aux protéines G. Elle joue un rôle crucial dans la transmission du signal Hh. La protéine transmembranaire Ptc (patched) fait office de récepteur à Hh. Le facteur de transcription Ci (cubitus interruptus) chez la mouche correspond aux facteurs de transcription Gli (glioma associated proteins) chez l’homme.  En l’absence de Hh, Ptc régule négativement Smo (présente en grande partie dans la membrane de vésicules internes). En l’absence de Hh, Ci se trouve dans un complexe moléculaire lié aux microtubules. Ci est d’abord phosphorylé par diverses kinases, puis subit une protéolyse via la voie ubiquitine-protéasome, formant ainsi le fragment Ci75. Ce dernier agit ensuite comme un répresseur de la transcription des gènes cibles de Hh. àHh s’attache à Ptc. En l’absence de signal, elle va bloquer la translocation des vésicules avec Smo, qui est bloqué dans vésicules. C’est ce qu’il y a à l’état basal. Chez l’homme, Gli(=Ci pas chez l’homme) , facteur de transcription, va être phosphorylé par kinase et clivé. Le produit du clivage est Ci75, va aller dans le noyau et jouer le rôle de protéine répressive. Il va réprimer les veines. Si arrive à la surface Hh va lier le ptc et Smo va aller librement à la surface. Smo va interagir avec les complexes de protéines qui normalement dégradent le facteur de transcription. Le facteur va être libre, ne va pas et reclivé, va aller sur le noyau, va aller au même endroit que la protéine entière sauf que lui peut stimuler la transcription. Lorsque Hh se lie à Ptc, on observe l’endocytose de Ptc depuis la surfacecellulaire et sa dégradation, levant ainsi l’inhibition de Smo. Smo se déplace,vers la membrane plasmique et interagit avec le complexe moléculaire comprenant Ci. Une phosphorylation extensive de ces structures permet de libérer Ci dans sa forme complète. Ci pénètre alors dans le noyau, déplace Ci75 et recrute CBP (CREB-binding activator protein) pour induire l’expression de gènes cibles. § La perturbation de la signalisation Hh est à l’origine de divers troubles du développement affectant plusieurs systèmes d’organes, notamment le système nerveux central et le squelette. o Des anomalies de la voie associée à Shh sont à l’origine d’anomalies de fermeture du tube neural (spina bifida). o On constate que Shh est nécessaire dans le développement du cerveau antérieur pour réprimer l’expression du facteur de transcription Pax6 et ainsi entraîner la séparation en deux du primordium rétinien. Des mutations affectant la voie de Shh peuvent entraîner une holoprosencéphalie avec cyclopie. § Le syndrome de Pallister-Hall (PHS) implique diverses anomalies de développement dont une polydactylie. Il est lié à une mutation du gène de Gli3. àCyclope : cyclopamine qui bloque le Hh qui sert au développement du cerveau antérieur. Bloque PAX6 qui est censé diviser la rétine en 2. § L’activation anormale de la signalisation Hh est impliquée dans un large spectre de tumeurs, comprenant notamment le médulloblastome, le carcinome basocellulaire, le cancer du pancréas et le cancer du poumon. Cancer de la peau qui vient d’une hyperactivation de la voie. § Pour contrer cette activation, diverses classes d’inhibiteurs ont été développées, visant à cibler différentes composantes de la voie de signalisation. § On retrouve dans les inhibiteurs de Smo des molécules principalement dérivées de la cyclopamine. Le vismodegib et le sonidegib ont démontré leur efficacité dans le traitement du carcinome basocellulaire. Voie Wnt Voie qui implique la dégradation des protéines pour la signalisation Les protéines Wnt sont des molécules de signalisation sécrétées qui agissent en tant que médiateurs locaux et morphogènes pour contrôler de nombreux aspects du développement. Ces protéines ont été découvertes indépendamment chez la mouche et chez lasouris. Chez la mouche Wingless Drosophila, une mutation hypomorphe dans le gène Wg (wingless) codant pour une protéine Wnt donne lieu à des anomalies de développement (aile manquante, duplication d’une partie du thorax dorsal). Chez la souris, l’hyperactivation par une intégration virale du gène Int1 codant aussi pour une protéine Wnt favorise le développement de tumeurs mammaires. àWnt mutant a qu’une aile et défaut au niveau du thorax Il existe 19 protéines Wnt chez l’homme, chacun ayant des fonctions distinctes, mais souvent se chevauchant.  Ces protéines présentent une séquence signal pour la sécrétion et ont comme caractéristique le positionnement presque invariant de 22 résidus cystéines intervenant dans la création de pont disulfures qui maintiennent la structure secondaire. Enfin, elles ont cette particularité d’être liées de manière covalente à un acide gras au niveau de leur extrémité N-terminale. àAgissent localement car ont des groupements hydrophobes. Protéine sécrétée ont 22 cystéines et ont acide-gras sur l’extrémité aminoterminale. La voie canonique Wnt/β-caténine Sans la voie Wnt, le facteur de transcription TCF (T cell factor) se lie aux promoteurs ou enhancers de gènes cibles. Cependant, son association avec des répresseurs transcriptionnels tels que Gro (Groucho) inhibe l’activation de ces gènes. La β-caténine forme un complexe avec l’axine, APC (adenomatous polyposis coli) et les kinases CK1 (casein kinase 1) et GSK3 (glycogen synthase kinase 3). Ces dernières phosphorylent séquentiellement la β- caténine sur plusieurs résidus sérine et thréonine permettant à l’ubiquitine ligase E3 TrCP de s’y lier également , de l’ubiquityler de l’orienter vers le protéasome. La liaison de Wnt à son récepteur Fizzled (Fz) et au co-récepteur LRP (lipoprotein receptor- related protein) déclenche la phosphorylation de LRP par GSK3 et CK1, permettant la liaison de la protéine Dishevelled. La liaison de l’axine à LRP phosphorylée et à la protéine Dishevelled perturbe le complexe Axine/APC/CK1/GSK3/β-caténine, ce qui conduit à l’accumulation de la β-caténine dans la cellule. Après sa translocation dans le noyau, la β-caténine se lie à TCF et déplace le répresseur Gro. Elle permet le recrutement de protéines co-activatrices telles que Pygo et LGS pour activer l’expression génique. àCette voie de signalisation est entrée sur facteur de transcription beta-caténine. Ce facteur de transcription est censé être produit puis dégradé, donc est censé pas le voir. La beta caténine est en complexe avec plusieurs protéines, et une de ses protéines va phosphoryler la beta-caténine. Elle va donc attire la E3 ligase, la beta caténine va donc etre poly-ubiquitinée. Si beta-caténine est toujours en complexe (dont la GSK3). On a des récepteurs à la surface et qui sont reconnus par des protéines, reconnait Fz et LRP et ces deux protéines vont attirer kinases. Ces kinases qui vont phosphoryler la protéine LRP. Et cette protéine va recruter la protéine Dishevelled au complexe de récepteur. Quand l’axine est recrutée au récepteur pour lier Dishevelled, elle ne sera plus là pour garder le complexe intact. Le GSK3 n’est pas capable d’interagir directement avec la beta-caténine. La beta-caténine ne sera pas phosphorylée, va donc aller dans le noyau et va être responsable de la transcription de gènes qui est responsable du renouvèlement des cellules souches tissulaires. Sans beta-caténine, ces gènes sont bloqués par répresseurs. On a découvert protéine APC part un gène qui est chez les patients qui ont PAF. § La polypose adénomateuse familiale (PAF) est un syndrome de prédisposition génétique aux cancers. Il s’agit d’une condition héréditaire transmise de manière autosomique dominante. Les individus touchés par le PAF présentent une inactivation héréditaire d’un des allèles du gène APC, reconnu comme un gène suppresseur de tumeur. Par le biais de mutations acquises au cours de la vie, ces patients vont également désactiver le deuxième allèle de ce gène. Cette perte d’hétérozygotie aboutit à l’activation constitutive de la voie Wnt/β-caténine qui explique l’apparition de polypes à risque de transformation néoplasique. § En effet, la PAF se caractérise par le développement de nombreux polypes adénomateux au niveau du côlon et du rectum survenant le plus souvent l’adolescence. Dans sa forme classique, on observe inéluctablement la survenue d’un cancer colo-rectal (transformation néoplasique des polypes) vers l’âge de 40 ans en l’absence de geste prophylactique. On propose à ces patients une colectomie / coloproctectomie préventive àbeta-caténine est toujours active ca pas d’APC § Analyse macroscopique d’une pièce opératoire après colectomie chez un patient atteinte de PAF : o Présence de nombreux petits polypes sessiles (sans doute encore bénins) o Présence d’un volumineux polype pédonculé (probablement malin), infarcissement de la masse par torsion du pédicule àSinon cellules tumorales vont aller dans la circulation et vont faire des métastases surement dans le foie. On aura en plus du cancer de l’intestin des métastases hépatiques. On ne pourra pas enlever ses dernières. Les voies Wnt non canoniques Deux principales sous-catégories de voies Wnt non canoniques émergent sur base des médiateurs utilisés : les voies Wnt/Ca2+ et Wnt/JNK. Celles-ci conduisent à une gamme variée de réponses cellulaires. Dans les voies Wnt/Ca2+, Wnt provoque des fluctuations du niveau intracellulaire de calcium. La transduction du signal passe par une protéine G et d’autres molécules de signalisation intracellulaire.  Les voies WT/JNK font intervenir la protéine ROr2 (receptor trosine kinase like orphan receptor 2). Elles aboutissent à l’activation de la kinase JNK (c-Jun-n terminal kinase) àla protéine G va activer la phospholipase C qui va générer IP3 qui lui-même va aller dans le RE et libérer le calcium. Enzymes qui sont donc dépendantes de calcium vint être activées ( comme la calcidénine qui va déphosphoryler me facteur de transcription pour activer qqc qui va exprimer des gènes). D’autres voies vont activer MPA kinases qui vont aller phosphoryler des facteurs de transcription, cela va activer la phosphorylation cellulaire. La protéine Ror2 qui est une pseudo kinase, structure de tyrosine kinase, mais un domaine kinase n’est pas actif. Certaines protéines de signalisation utilisent des voies canoniques mais en plus de la voie beta caténine, il y a aussi des voies non classiques (qui ne se passent pas dans toutes les cellules) Voie Notch àMutation génique qui donne aspect de notch (trous). Spéciale car le ligand n’est pas soluble, les ligands sont eux-mêmes des protéines transmembranaires. Pour activer cette voie, il est obligatoire que deux cellules soient en contact. Le ligand doit interagir avec le récepteur de la cellule réceptrice de manière antiparallèle. On va cliver la partie intracellulaire du notch qui va devenir un facteur de transcription qui va aller dans le noyau et réguler la transcription des gènes. C’est le récepteur qui doit lui-même faire le travail. On ne peut pas faire un knock out de notch. La voie notch est important pour la survie et prolifération des cellules souches immunitaires, on ne peut donc pas abolir cette voie chez l’adulte. La signalisation par la voie Notch est largement utilisée dans le développement animal. Elle joue un rôle général dans le contrôle des choix du destin cellulaire et dans la régulation de la formation de motifs lors du développement de la plupart des tissus. Elle est importante également dans la biologie des cellules souches qui permettent le renouvellement continu des tissus au cours de la vie (ex: muqueuse intestinale). En l’absence de Delta (ligand) au niveau de la cellule de signalisation, la partie extracellulaire de Notch (récepteur) au niveau de la cellule réceptrice est repliée de telle sorte qu’elle ne peut être clivée par la protéase ADAM 10 qui est une ⍺-sécrétase. La liaison de Delta à Notch étire  sa partie extracellulaire de manière que ADAM 10 puisse la cliver. Ce dernier reste lié à Delta et est endocytée par la cellule de signalisation pour être dégradée. La partie restante de Notch interagit ensuite avec un complexe protéique appelé γ- sécrétase. Ce complexe est constitué de 4 sous-unités : préséniline 1 (protéase), nicastrine, Aph-1 et Pen-2. La préséniline 1 catalyse un clivage intramembranaire libérant le segment cytosolique de Notch qui migre vers le noyau pour interagir avec des facteurs de transcription. àSans ligand la protéine est la surface quand le ligand réagit de manière antiparallèle, le récepteur notch va changer de conformation et va attirer des protéines transmembranaires, ne touche que notch si le récepteur est attaché à son ligand delta. Cela va nous laisser des protéines tronquées qui aura l’entièreté du domaine transmembranaire et intracellulaire et seulement un peu du domaine extracellulaire. Va agir avec complexe de 4 protéines : le complexe gamma sécrétase composé de la préséniline A (protéase), nicastrine, Apl-1 et Pen-2. La préséniline A catalyse un clivage intermembranaire libérant le segment cytosolique de notch (partie intracellulaire) qui va ensuite aller dans le noyau pour interagir avec des facteurs de transcription. La maladie d’Alzheimer est une pathologie neurodégénérative chronique et progressive qui touche essentiellement la personne âgée. Elle se caractérise par une dégradation graduelle des fonctions cognitives en lien avec une mort neuronale et la perte de synapses qui s’en suit dans diverses régions du cerveau. 2 principales anomalies caractérisent ce trouble et donne des lésions histologiques caractéristiques : 1) Les plaques amyloïdes ou plaques séniles correspondant à des agrégats extracellulaires anormaux de peptides Aβ42 (et dans une moindre mesure de peptides Aβ4o) issus de la protéine membranaire APP. 2) Les enchevêtrements neurofibrillaires ou dégénérescences neurofibrillaires se forment à partir de la protéine tau hyperphosphorylée normalement impliquée dans la stabilisation es microtubules à les plaques amyloïdes sont des plaques dans le cerveau, elles sont extracellulaires. Les enchevêtrements neurofibrillaires sont des agrégats de protéines neurofibrilles qui sont phosphorylée et qui s’agrègent car il y a trop de protéines TAU qui est utilisé dans les neurones en temps normal. Ces deux choses sont les 2 choses qui causent la maladie d’Alzheimer, s’il y a qu’une des deux, ce n’est pas ça mais une autre maladie. APP (amyloid precursor protein) est une protéine transmembranaire exprimée à la surface des neurones. Elle peut suivre une voie non-amyloïdogène (vers la gauche) et une voie amyloïdogène (vers la droite).  Dans sa voie non amyloïdogène, comme Notch, APP est clivé séquentiellement par une ⍺-sécrétase (clivage extracellulaire) puis par une γ-sécrétase (clivage intramembranaire). Il en résulte un peptide de 25-27 acides aminés qui ne cause pas de dommage. Dans sa voie amyloïdogène, APP est clivé séquentiellement par une β-sécrétase puis par une γ-sécrétase générant un peptide de 42 ou 40 acides aminés. Ce peptide forme des oligomères à l’origine des plaques amyloïdes retrouvées dans la maladie d’Alzheimer. Comme dans la voie Notch, le peptide correspondant au domaine cytosolique d’APP, appelé AICD (APP intracellular domain), va réguler la transcription de gènes en interagissant avec d’autres facteurs de transcription. àAPP ressemble en structure à notch (c’est la même famille de récepteurs) APP est codée par un gène sur le chromosome 21 (les gens avec la maladie de down ont donc plus de copie, donc plus de chance d’avoir Alzheimer). Les gens qui ont la maladie de down ont plus d’APP. On ne sait pas ce qu’est la fonction de base de APP, ni ce qui l’active. Si on surexprime APP alors on a la maladie d’Alzheimer. Cette protéine sans être activée va être clivée par 2 types de protéines soit par alpha-sécrétase (cliver la fin de la portion intermembranaire et la partie intracellulaire va aller dans le noyau et ce qui reste n’est pas pathogène) Si clivé par la beta sécrétase, la gamma-sécrétase va faire peptides qui est encore avec la portion intramembranaire (14AA) qui est toxiques et peut tuer le neurone quand il est déversé à l’extérieure de la cellule et va polymériser une plaque de 42 AA. Cela va faire la base des plaques amyloïdes. Chez les gens qui n’ont pas Alzheimer, l’APP est soluble, car il y a un mécanisme qui ne sert qu’à le solubiliser et vont l’empêcher de faire des plaques. Quand on a cette maladie ce mécanisme ne fonctionne plus. On ne connait pas les détails de ce mécanisme précis qui maintient ces peptides hydrophobes solubles. Chez les patients on ne détecte pas des peptides dans le liquide céphalo-rachidien car il est bloqué. àPréséniline est une protéine agit avec 3 autres protéines pour faire le complexe gamma, c’est le même complexe que la voie notch