BIO121 annales

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Université Joseph Fourier - Grenoble I Année 2007-2008
Epreuve de BIO121 – 1
ère
session – mai 2008
Durée : 2 heures
Les documents, la calculette et le téléphone portable ne sont pas autorisés.
Total des points /100
1
er
sujet : ancre GPI et association aux rafts (64 points)
Les membranes plasmiques des cellules animales sont des assemblages moléculaires complexes
qui contiennent des lipides, des protéines et des glucides. Une catégorie des ces protéines, les
protéines ancrées par un glycophosphatidyl inositol, sont associées au feuillet externe de la
membrane plasmique.
1. Rappelez les différents constituants d’une ancre GPI (5 points)
- d’un phosphatidylinositol, donc de deux acides gras (enchassés dans le feuillet externe de la
membrane), d’une molécule de glycérol, d’un inositol phosphate, (3 points, un pour chaque
constituant)
-
- de plusieurs oses dont le mannose (1 point)
-
- d’’un autre phosphate qui fait le lien avec la protéine via une éthanolamine (1 point)
(attention, j’ai oublié de citer l’éthanolamine en tant que composant dans au moins la moitié des
amphis
Le cœur oligosaccharidique des protéines GPI-ancrées est composé de 3 mannoses et
d’une N-acétylglucosamine.
2. Représentez en formule semi-développée de Haworth et sous forme pyranique,
l’enchaînement d’oses suivants : Man α
αα
α 1 – 2 Man α
αα
α 1- 6 Man α
αα
α 1- 4 GlcNac α
αα
α 1 – (10 points)
Mannose : 2,5 points
Nacetyl glucosamine : 3 points, mettre 1,5 points sur les 3, si glucose
1,5 points par liaison

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3. Annotez sur le schéma ci-dessous les molécules sans nom ? (cercles, rectangles
etc…) (3 points)
0,5 points par molécules
Ac gras
4. Représenter la structure d’une membrane plasmique en insérant votre protéine-GPI
représentée selon le schéma ci-dessus (4 points).
Bicouche lipidique : 1 point
Orientation ; extra/intracellulaire : 1 point
Glycerol
phosphate
inositol
phosphate
Ethanolamine
phosphate

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Insertion correcte de la séquence via ces 2 ac gras : 2 points
5. Quels sont les autres moyens d’association d’une protéine avec les lipides
membranaires ? (3 points)
Les phosphatidyl inositol sont largement utilisés par les cellules eucaryotes en tant que
médiateurs cellulaires. La plupart de ces molécules contiennent un acide gras insaturé sur
le Carbone 2 du glycérol. Au contraire, les phosphatidyl inositol des ancres GPI
contiennent un acide gras saturé en C2 du glycérol, ce qui est inattendu.
6. Donner la signification des termes « acides gras saturés » et « acides gras
insaturés » (2 points)
7. Représentez ci-dessous un phosphatidyl inositol utilisé pour la construction des
ancres GPI. Numérotez les carbones du glycérol. (8 points)
- Ajout d’un acide gras (N-myristoylation ou S-palmitoylation)
- Ajout d’un isoprényl (farnésyl ou géranyl-géranyl)
- Ajout d’un cholestérol (certaines protéines de signalisation)
1 point par moyen
Ac gras saturé : pas de Double liaison (1 point)
Ac gras insaturé : présence de Double liaison (1 point)
R1 et R2 : ils doivent donner la formule
d’un acide gras saturé, ex : le palmitique
(C16 :0) ou l’acide stéarique (C18 :0)
Inositol : 2 Points
Phosphate : 1 point
Glycérol : 2 point
R1 et R2 : 1
Bonnes liaisons : 2 points

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L’addition de l’ancre GPI sur la protéine se fait une fois que la synthèse de la chaîne
d’acides aminés est terminée, au niveau du réticulum endoplasmique de la cellule. Une
petite séquence d’acides aminés située dans la partie C-terminale de la protéine
(séquence appelée «séquence de reconnaissance pour l’addition d’une ancre GPI») est
clivée, ce qui permet de la lier à l’ancre GPI par liaison covalente.En mettant à profit des
mutations conduisant à des défauts d’attachement de l’ancre GPI sur les protéines, les
chercheurs ont reconstitué une partie de la voie de biosynthèse des protéines GPI-
ancrées.
1) au niveau du réticulum endoplasmique, les protéines-GPI contiennent un acide gras
saturé et un acide gras poly-insaturé.
2) au niveau de l’appareil de Golgi, grâce à une enzyme, la phospholipase A, elles sont
d’abord converties en lyso-GPI.
8. Quel est le rôle d’une phospholipase? (2 points)
9. Indiquer en quoi un lyso-phosphatidyl inositol diffèere d’un phosphatidyl inositol(2
points)
3) Puis, la lyso-GPI est modifiée par l’addition d’un acide stéarique. La protéine modifiée
est ensuite transportée vers le feuillet externe de la membrane plasmique où elles se
retrouvent associées aux rafts lipidiques (radeaux lipidiques).Si elle n’est pas modifiée par
l’acide stéarique, la lyso-GPI est rapidement clivée par une lyso-phospholipase D de
surface puis sécrétée dans le milieu extracellulaire.
10. Rappelez quels sont les types de lipides que l’on retrouve en abondance au niveau
des rafts (2 points).
Cholestérol (1 point)
R2 n’existe pas

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Shingolipides (1 point)
Afin de préciser quels sont les facteurs qui contrôlent la distribution des protéines GPI-
ancrées dans les rafts, les chercheurs ont utilisé des systèmes de membranes
reconstituées avec des quantités équimolaires de :
- -sphingomyéline dont l’acide gras est soit le C18 :0 soit le C16 :0
- cholestérol
- dioléyl phosphatidylcholine (DOPC) (acide oléique : C18 : 1(9)).
La membrane dipeptidase (MDP) est utilisée comme une protéine modèle GPI-ancrée
dans ces systèmes de membranes. L’analyse de la distribution de cette enzymes est
possible grâce à une technique particulière de microscopie appelée « Atomic Force
Microscopy ».
12. Quels sont les noms usuels du C16 :0 et du C18 :0 ? A quelle famille de lipides
appartiennent-ils ? (3 points)
13. Représentez les formules semi-développées des trois types de molécules
constitutives des membranes modèles utilisées par les chercheurs (9 points)
3 points par molécule
Sphingomyéline contenant le C16 :0
C16 :0 acide palmitique (1 point)
C18 :0 : acide stéarique (1 point)
Ce sont des acides gras saturés (1 point)
PhosphatidylcholinePhosphatidylcholine
Nervonate
à remplacer
par
leC16 :0