H7 Cosson PDF - Biologie Cellulaire - Repliement des protéines

Digression (1) Transport et triage dans la voie de sécrétion 1-Transport et triage dans RE/cis-Golgi a-Rôle des chaperonnes du RE Le repliement des protéines b-Le signal de triage KDEL...

Digression (1) Transport et triage dans la voie de sécrétion 1-Transport et triage dans RE/cis-Golgi a-Rôle des chaperonnes du RE Le repliement des protéines b-Le signal de triage KDEL BiP c-Un signal de transport rétrograde Protéine repliée d-Le récepteur au KDEL (soluble) A A 2-Transport et triage dans l’appareil de Golgi a-Les enzymes golgiennes Protéine aggrégée b-Transport vésiculaire vs maturation des citernes (insoluble) c-Exp1: maturation des citernes d-Exp2: transport vésiculaire Protéine non repliée Repliement Repliement (insoluble) correct incorrect Protéine liée à BiP 1 2 3 Protéines retenues dans le RE Noyau 1-Reticulum endoplasmique 1-Protéines participant aux fonctions du RE BiP (enzymes de la glycosylation) 2-Golgi A A 2-Protéines dont la conformation est incorrecte Contrôle de qualité 3-Protéines multimériques Vésicule de incomplètes sécrétion constitutive Repliement correct Repliement incorrect Protéine sécrétée Protéine liée à BiP Retenue dans le RE Ex: certaines maladies génétiques 4 5 6  Observation : Tyrosinase Tyrosinase Tyrosinase Extrémité C-terminale de 3 protéines du RE normale thermosensible retenue RE B BiP Calreticulin ------GQAKDEL A A BiP ------TAEKDEL Melanosome PDI ------KAVKDEL Froid Chaud Dimère sécrété Monomère lié à BiP Retenu dans le RE Hypothèse : la présence d’une séquence KDEL C-terminale assure une localisation dans le RE Chat siamois Albinisme 7 8 9 RE Exp. 1: Exp. 2: BiP BiP mutée Lysozyme Lysozyme muté 2 1 KDEL Golgi Localisée dans le RE Sécrétée Sécrété KDEL Conclusion 1: le KDEL de BiP est nécessaire pour sa Localisé dans le RE localisation dans le RE Conclusion 2: une séquence KDEL C-terminale est suffisante pour assurer une localisation dans le RE 10 11 12  Modèle 1: les protéines KDEL sont retenues dans le RE Lumière Noyau KDEL Modèle 2: les protéines KDEL peuvent sortir du RE, mais sont continuellement recyclées du Golgi vers le RE RE Transport rétrograde Exp.3: -purification du RE continu et sélectif Membrane -analyse des sucres portés par les (du cis-Golgi) des protéines KDEL protéines KDEL -->les protéines KDEL du RE portent des sucres typiques du Golgi (!!!) Golgi Cytoplasme 13 14 15 L’appareil de Golgi L’appareil de Golgi Noyau RE RE t=0 RE cis cis Fonction du récepteur au KDEL: median median Citernes Citernes 1-Liaison dans le cis-Golgi des protéines KDEL échappées du RE trans trans Golgi 2-Transport rétrograde sélectif des protéines KDEL vers le RE Protéine en cours de sécrétion Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du cis-Golgi Golgi median trans-Golgi cis-Golgi Golgi median trans-Golgi 16 17 18  Modèle 1: transport vésiculaire L’appareil de Golgi L’appareil de Golgi RE RE RE t=10min t=20min t=0 cis cis cis median median median Citernes Citernes trans trans trans Protéine en cours de sécrétion Protéine en cours de sécrétion Protéine en cours de sécrétion Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du cis-Golgi Golgi median trans-Golgi cis-Golgi Golgi median trans-Golgi cis-Golgi Golgi median trans-Golgi 19 20 21 Modèle 1: transport vésiculaire Modèle 1: transport vésiculaire des protéines sécrétées Modèle 2: maturation des citernes RE RE RE t=2min t=5min t=0 min cis cis cis median median median trans trans trans Protéine en cours de sécrétion Protéine en cours de sécrétion Protéine en cours de sécrétion Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du cis-Golgi Golgi median trans-Golgi cis-Golgi Golgi median trans-Golgi cis-Golgi Golgi median trans-Golgi 22 23 24  Modèle 2: maturation des citernes Modèle 2: maturation des citernes Modèle 2: maturation des citernes RE RE RE t=3 min t=5 min t=10 min Nouveau cis cis cis Cisà med median median Medàtrans trans trans trans Protéine en cours de sécrétion Protéine en cours de sécrétion Protéine en cours de sécrétion Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du Enzymes du cis-Golgi Golgi median trans-Golgi cis-Golgi Golgi median trans-Golgi cis-Golgi Golgi median trans-Golgi 25 26 27 Modèle 1: transport vésiculaire des protéines sécrétées Maturation des citernes du Golgi chez la levure Maturation des citernes du Golgi chez la levure -Les citernes sont stables -Les enzymes golgiennes sont retenues dans les citernes -Les protéines sécrétées sont transportées d’une citerne à l’autre par des vésicules Modèle 2: maturation des citernes golgiennes Limitations techniques -chez la levure les citernes du Golgi sont séparées les unes -Résolution optique: les vésicules sont invisibles (petite -Les citernes se forment du coté cis, se changent des autres taille, signal faible, bougent vite) graduellement en citernes médianes puis trans, qui se -une cellule exprimant un marqueur marqueur du cis Golgi Limitations conceptuelles désagrègent fusionné à la GFP et un marqueur trans fusionné à la RFP -Est-ce que le cadre de pensée (modèle, design -Les enzymes golgiennes sont transportées d’une citerne expérimental, interprétation) est correct ? à l’autre (transport rétrograde) = Visualisation directe de la maturation des citernes du Golgi chez la levure 28 29 30  1-Transport vésiculaire 2-Maturation des citernes Immuno-localisation d’une enzyme golgienne (ManII) Immuno-localisation d’une enzyme golgienne (ManII) 1 1 2 Densité de marquage: 2 1-Citernes 1.3 grain d’or/µm 3 3 citernes vésicules 2-Vésicules (3) Limitations techniques 1-Des vésicules issues du RE arrivent sur la face cis 0.15 grain d’or/µm 2-Des vésicules de transport se forment au niveau de chaque citerne -La cellule est morte, on ne voit qu’une image fixe 3-Des vésicules d’exocytose se forment au niveau de la face trans Limitations conceptuelles 2-Les vésicules contiennent 2-Les vésicules contiennent -Est-ce que le cadre de pensée (modèle, design des protéines sécrétées, pas des enzymes golgiennes expérimental, interprétation) est correct ? d’enzymes golgiennes à En faveur du modèle 1 de transport vésiculaire 31 32 33