Exemple association d
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UE Communication Cellulaire Les récepteurs catalytiques Cours LBM L2 S3 10 octobre 2013 (3h) Les récepteurs liés à une activité enzymatique! ! ! 1-Récepteurs-Enzyme : Définition! ! 2-Structure et activité enzymatique des récepteurs catalytiques! 3-Récepteurs tyrosine kinase (réponse facteur de croissance / Insuline)! - Activations des TKR - Effets des phosphorylations des résidus tyrosine 4-Récepteurs à activité sérine / thréonine kinase (réponse à TGF-β ) 5-Récepteur associé à une protéine kinase - Exemple association d’une protéine ser/thr kinase (réponse TNF-β) - Exemple association d’une protéine tyr kinase (réponse à αinterféron) 6-Conclusions : - Schéma général d’un réseau de signalisation intracellulaire - Récapitulatifs! ! Deux grands types de signaux Les molécules liposolubles, -insolubles dans l’eau, sont solubilisées au cours de leur transport dans le sang, par fixation à des transporteurs protéiques spécifiques. -Leur propriété leur permet de traverser facilement la membrane plasmique. A l’intérieur de la cellule ,la molécule peut se fixer à des récepteurs protéiques spécifiques. -Elles possèdent une 1/2 vie longue (heure/jours). Elles produisent une réponse lente et durable. Ceci à l’exception des prostaglandines qui se lient à des récepteurs de surface et qui donnent une réponses rapides et transitoires. Les molécules hydrosolubles, -Leur caractère hydrophile fait qu’elles ne traversent pas directement la membrane plasmique de la cellule cible. -Fixation à un récepteur spécifique sur la surface cellulaire. -Elles possèdent des 1/2 vie courtes (minutes voir secondes) avec par ex. des neuromédiateurs (10-3 secondes). Les réponses sont rapides et transitoires. (durées courtes). -Récepteurs de surface cellulaire: mécanismes de couplage membranaire. ! !-production d’un second messager (protéine G)! ! ! !(petite molécules ou ions) ! !-couplage à un canal ! !-couplage à une activité enzymatique! Les récepteurs liés à une activité enzymatique! ! ! 1-Récepteurs-Enzyme : Définition! ! 2-structure et activité enzymatique des récepteurs catalytiques! 3-Récepteurs tyrosine kinase (réponse facteur de croissance / Insuline)! - activations des TKR - Effets des phosphorylations des résidus tyrosine 4-Récepteurs à activité sérine / thréonine kinase (réponse à TGF-β ) 5-Récepteur associé à une protéine kinase - exemple association d’une protéine ser/thr kinase (réponse TNF-β) - exemple association d’une protéine tyr kinase (réponse à αinterféron) 6-Conclusions : -Schéma général d’un réseau de signalisation intracellulaire -récapitulatifs! ! Récepteurs-enzymes Définition: les récepteurs enzymes sont des récepteurs qui lorsqu’ils sont activés par la fixation d’un ligand, développent une activité enzymatique Exemples de ligands: -facteur de croissance (PDFG: Platelet-Derived Growth Factor, facteur de croissance dérivé des plaquettes), -EGF (Epidermal Growth Factor, facteur de croissance épidermique) -Insuline Exemples d’enzymes: kinases, phosphatases, guanylate cyclase, sphingomyélinases Polaires (non chargés) « Hydrophiles » aromatique modification post-traductionnelle: un exemple phosphorylation déphosphorylation Les récepteurs liés à une activité enzymatique! ! ! 1-Récepteurs-Enzyme : Définition! ! 2-structure et activité enzymatique des récepteurs catalytiques! 3-Récepteurs tyrosine kinase (réponse facteur de croissance / Insuline)! - activations des TKR - Effets des phosphorylations des résidus tyrosine 4-Récepteurs à activité sérine / thréonine kinase (réponse à TGF-β ) 5-Récepteur associé à une protéine kinase - exemple association d’une protéine ser/thr kinase (réponse TNF-β) - exemple association d’une protéine tyr kinase (réponse à αinterféron) 6-Conclusions : -Schéma général d’un réseau de signalisation intracellulaire -récapitulatifs! ! structure et activité enzymatique des récepteurs catalytiques -chaque monomère d’un récepteur-enzyme possède un seul segment intra membranaire sous la forme d’une hélice α (alors que les récepteurs couplés aux protéines G possèdent 7 hélices transmembranaires) -les R-E possèdent une extrémité extracellulaire réceptrice du ligand et une extrémité intracellulaire qui possède l’activité catalytique. deux possibilités -le récepteur agit comme une enzyme (par ex:le récepteur est lui même une protéine kinase) -le récepteur est couplé à une enzyme (à une protéine kinase) -en fonction de l’activité enzymatique: -récepteurs à activité tyrosine kinase -récepteurs sérine / thréonine kinase -récepteurs guanylate cyclase etc… chaque monomère d’un récepteur-enzyme possède un seul segment intra membranaire sous la forme d’une hélice α Les récepteurs liés à une activité enzymatique! ! ! 1-Récepteurs-Enzyme : Définition! ! 2-structure et activité enzymatique des récepteurs catalytiques! 3-Récepteurs tyrosine kinase (réponse facteur de croissance / Insuline)! - activations des TKR - Effets des phosphorylations des résidus tyrosine 4-Récepteurs à activité sérine / thréonine kinase (réponse à TGF-β ) 5-Récepteur associé à une protéine kinase - exemple association d’une protéine ser/thr kinase (réponse TNF-β) - exemple association d’une protéine tyr kinase (réponse à αinterféron) 6-Conclusions : -Schéma général d’un réseau de signalisation intracellulaire -récapitulatifs! ! Récepteurs à activité tyrosine kinase (ou TKR) TKR : -famille la plus importante des récepteurs liés aux enzymes. -interviennent principalement dans le contrôle de la croissance et de la différenciation des cellules. -plus de 50 récepteurs à activité tyrosine kinase sont identifiés -parmi les TKR, à retenir: -récepteurs -à insuline -à EGF (Epidermal Growth Factor) -à FGF (Fibroblast Growth Factor) -PDGF (Platelet-Derived Growth Factor) beaucoup d’autres facteurs de croissance Définition: facteurs de croissance, molécules qui favorisent ou qui inhibent la multiplication des cellules UN PRIX NOBEL ... La découverte des facteurs de croissance cellulaire a été récompensée, en 1986, par l’attribution du Prix Nobel de Médecine à Rita Levi-Montalcini, neurologue et biochimiste italienne, née en 1909 et Stanley Cohen, biochimiste américain, né en 1922. LA DÉCOUVERTE R. Levi-Montalcini a constaté, en transplantant des tumeurs de souris à des embryons de poussins, que la croissance du système nerveux, en particulier celle des nerfs sensoriels et sympathiques, était accélérée. Elle a ainsi pu montrer que la tumeur libérait une substance stimulant la croissance de certains types de nerfs. Ce facteur de croissance des nerfs a été, de ce fait, dénommé NGF (Nerve Growth Factor). En 1956, S. Cohen, a extrait et purifié ce facteur de croissance, à partir de tumeurs de souris. activation des TKR -Quand non activé, généralement des monomères Milieu extracellulaire Milieu intracellulaire -La fixation du ligand déclenche des interactions et une cascade de réaction. amont [X] aval A B C E upstream downstream Dimérisation du récepteur et autophosphorylation des tyrosines -exemple EGF La fixation du ligand sur le domaine extra cellulaire déclenche la dimérisation du récepteur… et l’autophosphorylation des sites tyrosines situées dans la partie cytoplasmique (dans ce cas autophosphorylation croisée). Dimérisation du récepteur et autophosphorylation des tyrosines -exemple insuline La fixation du ligand sur le domaine extra Cellulaire déclenche l’autophosphorylation.. Autophosphorylation Effets des phosphorylations des résidus tyrosine -Première étape de la transmission du signal: crée des sites de liaison spécifiques pour des protéines complémentaires qui transmettent des signaux intracellulaires en aval des récepteurs activés. Les sites les mieux connus sont appelés les domaines SH2 (Src-Homology domain 2, domaine homologue à Src Sarcoma Rous virus: protéine oncogène du virus de sarcome De Rous.) Les domaines SH2 comprennent Environ une centaine d’aa et se lient à des séquences peptidiques courtes contenant des phosphotyrosines Ces domaines se retrouvent sur des protéines comme Grb2 qui est un adaptateur protéique Effets des phosphorylations des résidus tyrosine PI(3)K P P IRS P P Grb2 Sos Ras Ras GDP GTP Exemple de L’insuline PI(4), PI(4,5) Raf MAPKKK Cascade de phosphorylation 5' MAPKK MEK MAPKK P PI(3,4), PI(3,4,5) MAPK ERK MAPK P rsk p90 3' AAAAA Activation voie MAP kinase P FT gène MKP-1 Synthèse protéique Transcription Différentes voies de transduction par l’intermédiaire des RYK / Activation des voies MAP kinases / Autre voie (PI3K) - deux types de réponses: -génomique / régulation expression génique - cascade de kinases Ras: oncogène viral Rat sarcome Mutation dans 30-40 % Des cancers humains Sos: Son of sevenless Grb2 :Growth factor receptor-bound protein 2 Protéine adaptatrice IRS: insulin receptor substrate MAP kinases: Mitogen Activated Protein Kinases Les récepteurs liés à une activité enzymatique! ! ! 1-Récepteurs-Enzyme : Définition! ! 2-structure et activité enzymatique des récepteurs catalytiques! 3-Récepteurs tyrosine kinase (réponse facteur de croissance / Insuline)! - activations des TKR - Effets des phosphorylations des résidus tyrosine 4-Récepteurs à activité sérine / thréonine kinase (réponse à TGF-β ) 5-Récepteur associé à une protéine kinase - exemple association d’une protéine ser/thr kinase (réponse TNF-β) - exemple association d’une protéine tyr kinase (réponse à αinterféron) 6-Conclusions : -Schéma général d’un réseau de signalisation intracellulaire -récapitulatifs! ! Récepteurs à activité sérine / thréonine kinase Transforming Growth Factor β Prolifération, différenciation, apoptose…. 2 1 1. La liaison de TGF-β au récepteur de type II induit le recrutement et la phosphorylation du récepteur de type I 4 2. Le récepteur de type I phosphorylé recrute & phosphoryle Smad2 ou Smad3 4 . L’oligomère Smad2/3 migre dans le noyau, recrute d’autres protéines régulatrices et active la transcription de gènes cibles spécifiques 3 . une fois phosphorylé, Smad2 ou Smad3 se dissocie du récepteur et s’associe à smad4 (oligomérisation) 3 D’après Molecular biology of the cell Les récepteurs liés à une activité enzymatique! ! ! 1-Récepteurs-Enzyme : Définition! ! 2-structure et activité enzymatique des récepteurs catalytiques! 3-Récepteurs tyrosine kinase (réponse facteur de croissance / Insuline)! - activations des TKR - Effets des phosphorylations des résidus tyrosine 4-Récepteurs à activité sérine / thréonine kinase (réponse à TGF-β ) 5-Récepteur associé à une protéine kinase - exemple association d’une protéine ser/thr kinase (réponse TNF-β) - exemple association d’une protéine tyr kinase (réponse à αinterféron) 6-Conclusions : -Schéma général d’un réseau de signalisation intracellulaire -récapitulatifs! ! Récepteur associé à une protéine kinase - exemple association d’une protéine ser/thr kinase En médecine, le facteur de nécrose tumorale (ou TNFα, acronyme de l'anglais tumor necrosis factor alpha, encore appelé cachexine ou cachectine) est une importante cytokine impliquée dans l'inflammation 1. Recrutement & activation de la IKKK 2. Phosphorylation & activation de IKK par IKKK 3. Phosphorylation de IκB 5. Migration de NF κB Dans le noyau 4. Ubiquitination et dégradation de IκB Phosphorylé dans le protéasome 6. Transcription des gènes cibles de NF κB Récepteur associé à une protéine kinase - exemple association d’une protéine tyr kinase 1.Liaison de l’interféron Association des récepteurs adjacents et phosphorylation croisée des Jaks sur tyrosine 2. les Jacks activés phosphorylent les récepteurs sur tyrosine 3. Les STATs possèdent un domaine SH2. Liaison des STATs sur le récepteur et phosphorylation par les Jaks 5. STATs migrent dans le noyau, recrutent d’autres protéines régulatrices & activent la transcription de gènes cibles spécifiques 4. Les STATs se dissocient des récepteurs, dimérisent par leur domaine SH2 phosphorylés Interféron: Substance fabriquée par l’organisme, et ayant des propriétés antivirales et anticancéreuses susceptibles de s’adapter au fonctionnement immunitaire Les récepteurs liés à une activité enzymatique! ! ! 1-Récepteurs-Enzyme : Définition! ! 2-structure et activité enzymatique des récepteurs catalytiques! 3-Récepteurs tyrosine kinase (réponse facteur de croissance / Insuline)! - activations des TKR - Effets des phosphorylations des résidus tyrosine 4-Récepteurs à activité sérine / thréonine kinase (réponse à TGF-β ) 5-Récepteur associé à une protéine kinase - exemple association d’une protéine ser/thr kinase (réponse TNF-β) - exemple association d’une protéine tyr kinase (réponse à αinterféron) 6-Conclusions : -Schéma général d’un réseau de signalisation intracellulaire -récapitulatifs! ! Molécule informative extracellulaire récepteur Protéine échaffaudage (scaffold…) Protéine permettant la bifurcation Trans-régulateur latent Protéine relais Protéine adaptatrice Protéine amplificatrice & transduceur Schéma général d’un réseau de signalisation intracellulaire Petit médiateur intracellulaire Protéine portant Le message Protéine cible Trans-régulateur Élément de réponse au signal Cis-regulateur Activation gène Récepteurs canalaires Les récepteurs protéiques de surface Récepteurs liés aux protéines G Récepteurs-Enzymes Fin du cours….merci
