Biologie cellulaire 10 mars 2005 GARCIA David

Biologie cellulaire
Communication intercellulaire
Compléments du 2e cours
10 mars 2005
GARCIA David
GOUBIN Louis
RESEAU INTRACELLULAIRE DE MOLECULES DE SIGNALISATION
(1er poly p.4)
Un second messager est un petit médiateur intracellulaire dont le rôle est l’amplification d’un
signal.
Une protéine de signalisation relaie le signal à la protéine suivante de la chaîne.
TYPES DE PROTEINES :
Le récepteur reconnaît le signal : il en existe plusieurs types qui s’activent de diverses façons.
L’information est ensuite souvent orientée vers les protéines de relais (kinases pour la plupart)
par le domaine intra-cytoplasmique du récepteur.
Les adaptateurs protéiques (dont on a longtemps ignoré l’importance) permettent aux différentes
molécules de signalisation de s’accrocher les unes aux autres. S’il y a altération de ces
adaptateurs la chaîne est interrompue sans transduction du signal.
Les protéines d’échafaudage précisent les différentes voies de signalisation. Elles rendent
spécifiques des signaux donnés souvent par les mêmes molécules (il y a plus de messages que de
facteurs de signalisation existant). Elles permettent en outre aux molécules impliquées de
travailler ensemble. Elles ont un rôle d’adaptateur et d’ancrage, en évitant la diffusion des
informations dans la cellule. Elles n’ont pas de fonction catalytique.
Il y a rarement une seule voie de signalisation : on assiste souvent à des phénomènes de
bifurcation. L’intégration est le processus inverse.
Le transducteur change le support de l’information : il décide de l’implication d’un second
messager.
Les protéines d’ancrage permettent aussi une orientation du signal dans la molécule.
COMPLEXES DE SIGNALISATION INTRACELLULAIRES
(1er poly p.5)
Certaines protéines d’échafaudage (d’assemblage) regroupent des protéines avant même que le
récepteur soit activé. Il y a construction de complexes avant que la cellule soit informée, pour que
les protéines agissent ensemble, et éviter l’activation de voies non souhaitées.
Autre cas : les récepteurs activés s’autophosphorylent au niveau de certaines sites sur lesquels les
protéines vont pouvoir s’accrocher.
DOMAINES DE LIAISON
Exemples de domaine de liaison : SH2 / Phosphotyrosine.
A molécule adaptatrice n’a pas de domaine catalytique, seulement des domaines de liaison : elle
permet des réactions en faisant rencontrer des protéines.
MECANISMES D’INACTIVATION
Si la cellule a été activée, il faut interrompre l’information : c’est aussi important que le
déclenchement du signal (exemple d’un signal de prolifération qui ne serait pas interrompu :
risque de cancer).
Plusieurs cas :
1- le couple récepteur/signal est endocyté : cela arrête l’information pendant un certain temps. Il
finit par retourner sur la membrane plasmique et peut capter de nouveau un signal si celui-ci n’a
pas été détruit.
2- le récepteur est détruit : la cellule est alors vraiment mise au repos jusqu’à la nouvelle synthèse
de récepteur.
3- le signal provoque lui-même une inactivation (par phosphorylation souvent) du récepteur, en
même temps qu’il déclenche la signalisation intracellulaire.
4- les molécules de signalisation sont inactivées, de même que le récepteur dans le cas précédent.
5- exemple de synthèse de molécules d’inhibition : ordre d’activation de tyrosine kinases et
parallèlement de phosphatases.
COMMUNICATION PAR RADICAUX LIBRES GAZEUX
(2e poly p.1)
Il s’agit d’une communication sans récepteur.
Exemples :
- Le macrophage activé libère du NO qui va entrer dans les bactéries et les germes de
l’environnement qui vont être détruits.
- L’acétylcholine libérée par la terminaison nerveuse des parois des vaisseaux sanguins provoque
l’activation de la NO synthase. Du NO est donc synthétisé, libéré dans l’environnement, et dans
la cellule musculaire (du vaisseau) active la guanylate cyclase qui transforme le GTP en GMPc.
L’augmentation de ce second messager provoque le relâchement de la fibre musculaire lisse, et
une vasodilatation.
COMMUNICATION PAR MOLECULES-SIGNAL HYDROPHOBES
Elles sont protégées de la dégradation, et donc interviennent dans les réponses cellulaires longues
(hormones thyroïdiennes : plusieurs jours; hormones stéroïdes : plusieurs heures).
SUPERFAMILLE DE RECEPTEURS INTRACELLULAIRES
Des molécules hydrophobes se fixent sur ces récepteurs après traversée de la membrane, ce qui
entraîne son activation et la fixation du complexe récepteur / ligand sur l’ADN, qui contrôle
directement la transcription spécifique de gènes.
Certains récepteurs sont cytoplasmiques (comme le récepteur au cortisol); le complexe se déplace
alors jusqu’au noyau.
D’autres sont déjà sur l’ADN.
Dans les deux cas bien sûr il n’est jamais activé sans le ligand.
ACTIVATION DES RECEPTEURS INTRACELLULAIRES
Remarque : des protéines co-activatrices jouent un rôle dans l’activation du récepteur.
REPONSE CELLULAIRE EN DEUX ETAPES
(2e poly p.2)
On voit apparaître lors de la réponse primaire de nouvelles protéines qui vont elles-même activer
d’autres gènes (réponse secondaire) qui peuvent soit agir directement (par exemple sur la
division cellulaire), soit encore agir sur d’autres gènes…
Grâce à seulement un récepteur et un ligand on assiste à un changement important du mode
d’expression des gènes.
S’il y a un récepteur spécifique, il faut en même temps toutes les protéines activatrices pour la
liaison à l’ADN.
RECEPTEURS COUPLES AUX PROTEINES G - RCPG STRUCTURE D’UN RCPG
La structure est commune malgré leur diversité clinique et fonctionnelle.
La région extracellulaire est de taille variable, selon le ligand.
LES PROTEINES G TRIMERIQUES
La fixation du GTP entraîne l’activation et la dissociation de la sous-unité , qui reste accrochée
à la membrane plasmique (face interne), pour rencontrer les molécules effectrices.
MODE DE FONCTIONNEMENT
(2e poly p.3)
Le changement de conformation intracellulaire du RCPG expose le site de liaison à la protéine G.
Ensuite la protéine G acquiert la conformation nécessaire pour l’échange GDP / GTP.
CIBLES DES PROTEINES G
(attention le schéma ne montre pas un récepteur à 7 passages transmembranaires).
La protéine G peut activer l’adénylate cyclase qui produit de l’AMPc
la phospholipase c-qui fait apparaître 2 médiateurs : Ca++
DAG
Elle peut aussi ouvrir un canal ionique.