Cours 3 - Structure du noyau et synthèse des protéines - PDF

10/15/24 Structure du noyau Les ribosomes assurent la synthèse des protéines Synthèse d...

10/15/24 Structure du noyau Les ribosomes assurent la synthèse des protéines Synthèse des protéines et triage dans le cytosol 1-Synthèse des protéines a-La fonction des ribosomes b-Transport nucléaire ARN c-Translocation dans la mitochondrie Enveloppe nucléaire Protéines d-Insertion co-traductionnelle dans le reticulum endoplasmique (RE) Ribosome ARNs C 2-Mécanisme d’insertion des protéines dans le RE a-Séquence signal N N b-Mécanisme de translocation Pore nucléaire c-Synthèse de protéines transmembranaires (Une exception: quelques rares protéines sont Cytosol synthétisées dans les mitochondries) 1 2 3 1-Synthèse de protéine in vitro (ARN+ribosomes) Reticulum endoplasmique 2-Addition de mitochondries purifiées Cytosol 3-Insertion post-traductionnelle Noyau Membrane externe (ADN génomique) ARN ATP Espace intermembranaire Enveloppe Membrane interne Ribosome nucléaire Crêtes mitochondriales C C N N N Matrice Pore nucléaire 500nm 4 5 6 1  10/15/24 1-Synthèse de protéine in vitro (ARN+ribosomes) 2-Addition de microsomes (RE) Synthèse de protéine in vitro en présence de microsomes 3-Pas d’insertion post-traductionnelle Insertion co-traductionnelle Pas de transfert: protéines cytosoliques ARN Microsome Protéines RE (RE) Translocation à Ribosome fabriquées dans Mitochondries travers une le cytosol Peroxysomes membrane (ou deux) C Chloroplastes N N Transport dans le noyau à travers les pores nucléaires 7 8 9 Séquence d’une protéine insérée dans le RE 1-Liaison de la SRP (Protéine de Reconnaissance du Séquence signal Insertion Signal) sur la séquence signal Protéine mature sécrétée Séquence signal dans le RE N C N C + ARN - (cytosol) Ribosome - (cytosol) Met-X-X-X-H-H-H-H-H-H-H-H-X--- SS ++ + SRP 8-12 AA hydrophobes Site de coupure 10 11 12 2  10/15/24 2-Liaison de la SRP sur son récepteur 3-Recrutement du pore de translocation/translocation 4-Fin de la synthèse/détachement du ribosome SRP Pore de translocation Récepteur à la SRP (ouvert) Pore de translocation (fermé) RE N Pore de translocation (fermé) Coupure de la SS par la signal peptidase 13 14 15 Synthèse d’une protéine transmembranaire (type I) 3-Recrutement du pore de translocation/translocation C Domaine cytoplasmique Pore de translocation Domaine transmembranaire (ouvert) Pore de translocation (ouvert) Domaine luminal N N ou extracellulaire N 16 17 18 3  10/15/24 La sécrétion des protéines 1-Marquage 5min 1-Marquage 5min 2-Chasse 10min 1-Les compartiments de la voie de sécrétion a-Expériences de marquage et chasse b-La voie de sécrétion c-Sécrétion régulée/sécrétion constitutive 2-Modifications post-traductionnelles a-Repliement et protéines chaperonnes b-Formation de ponts disulfure c-Glycosylation d-Maturation protéolytique 3-Protéines recombinantes thérapeutiques 19 20 21 1-Marquage 5min 1-Marquage 5min 2-Chasse 30min 2-Chasse longue Marquage des protéines nouvellement synthétisées 3 min Leucine tritiée MARQUAGE (radioactive) Leucine non tritiée CHASSE (temps variable) 22 23 24 4  10/15/24 Visualisation des protéines radioactives L’appareil de Golgi RE Arrivée L’appareil de Golgi b- RE dans le Golgi Gélatine cis 140nm Cristal de AgBr 100nm Coupe de cellule cis medial median Citernes Citernes Révélation et fixation trans trans Protéine en cours de sécrétion Camillo Golgi 25 26 27 Des vésicules assurent le transport entre L’appareil de Golgi L’appareil de Golgi compartiments membranaires RE Arrivée RE Arrivée dans le Golgi dans le Golgi cis +10 min cis +20 min 1-Bourgeonnement 2-Vésicule (ø50nm) median median 3-Fusion Citernes Citernes trans trans Protéine en cours de sécrétion Protéine en cours de sécrétion Reticulum endoplasmique Appareil de Golgi 28 29 30 5  10/15/24 Noyau Noyau Marquage 1-Reticulum 1-Reticulum 1-Reticulum 3 min endoplasmique endoplasmique endoplasmique 2-Golgi 2-Golgi M+Chasse 2-Appareil de Golgi 10 min 3-Granule de 3-Granule de sécrétion immature sécrétion immature M+Chasse 4-Granule de 4-Granule de 3-Granule de 40 min sécrétion mature sécrétion mature sécrétion 5-Fusion avec la 5-Fusion avec la surface et surface et sécrétion sécrétion 31 32 33 Sécrétion régulée Repliement d’une protéine dans le RE Noyau 1-Reticulum 1-Seulement chez certains types cellulaires endoplasmique BiP: Binding Protein 2-Met en jeu des granules de sécrétion (diam>500nm) 3-La fusion des granules avec la surface est régulée N 2-Golgi 4-Les protéines incorporées dans les granules portent des signaux spécifiques de triage BiP Sécrétion constitutive N Vésicule de sécrétion constitutive 1-Chez tous les types cellulaires C C 2-Met en jeu des vésicules de sécrétion (diam 50nm) 3-La sécrétion est constitutive (=ininterrompue) 4-Sécrétion de protéines ne portant pas de signaux de triage 34 35 36 6  10/15/24 Formation d’un pont disulfure entre deux résidus cystéine Les ponts disulfure intraprotéiques ou Supprimés interprotéiques stabilisent les protéines exposées Glucose dans le RE Forme aux conditions extracellulaires oxidantes Forme oxydée réduite (milieu Supprimés (cytosol) extracellulaire) dans le Golgi (cis, med) CH2 oxydation Mannose CH2 +2H+ +2e- S Présents dans les SH sucres matures Une S Pont S N-acetylglucosamine cystéine S S oxydation disulfure (GlcNAc) SH est une S Asn CH2 perte CH2 d’électrons Protéine 37 38 39 Enzymes de la glycosylation Fonction des sucres Acide sialique Trans Golgi -Rôle structural Galactose Lumière RE/Golgi -Reconnaissance spécifique: Medial Golgi -par des récepteurs intracellulaires (pour assurer le triage de certaines protéines) Mannose Reticulum -par des récepteurs de la surface cellulaire endoplasmique (pour assurer les interactions entre cellules). N-acetylglucosamine (GlcNAc) Asn La synthèse des glycoprotéines résulte de l’action Protéine coordonnée de multiples enzymes (glycosyl- transférases et glycosidases) 40 41 42 7  10/15/24 1982: première insuline humaine recombinante 1985: hormone de croissance recombinante commerciale Sécrétion de l’insuline commerciale Produite en bactérie Produite en bactérie 54 S S S S S S S S S 90 25 S 26 S S S 110 S 217 S S S S S S SS S S ProIns Mature Golgi (sécrétée) 43 44 45 1989: érythropoiétine recombinante commerciale (EPO) Produite en cellule de mammifère Anticorps thérapeutiques Produits en cellule de mammifère 20 20 SS SS SS SS SS S S S S S S S S S S S S S 27 250 S SS S S 193 S S S S S S 500 46 47 8