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PhospholipidesCholestérol

Modèle de la membrane plasmiqueModèle de la membrane plasmique

Glycophospho-lipide

Glycoprotéine

7. 5 nM

GLYCOCALYX

Protéines intégrées ou intrinsèques

Protéine extrinsèque

Structure trilaminaire de la bicouche

lipidique (microscopie électronique)

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1. Les membranes2. La surface cellulaire3. Les mitochondries4. Le réticulum endoplasmique5. L’appareil de Golgi-exocytose6. Les lysosomes-endocytose

Biologie Cellulaire

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Une couche bi-lipidique agit comme une barrière perméable mais sélective

Figure 15-1

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Objectifs particuliers:

Chapitre 7 Structure détaillée de la surface des membranes

1. De décrire les propriétés des principaux transporteurs, récepteurs et de l’adénylate cyclase.

2. De préciser comment les récepteurs (adrénergiques et autres) peuvent modifier l’activité de l’adénylate cyclase.

3. De décrire les conséquences métaboliques des modifications intracellulaires des niveaux d’AMP cyclique par l’adénylate cyclase et les phosphodiestérases.

4. De décrire les propriétés de quelques structures spécialisées de la membrane plasmique.

5. De décrire la composition et la fonction des cytochromes P450.

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Fonctions de la membrane plasmiqueLa compartimentation (séparation de l’extérieur et l’intérieurde la cellule).

Les échanges d’information avec d’autres cellules(récepteurs hormonaux, jonctions gap).

La régulation du transport des ions, protéines, sucres graisses, etc..

Les mouvements cellulaires (pseudopodes, endocytose-exocytose).

Les phénomèmes de reconnaissance (antigène de surface)

La régulation du métabolisme (transduction intra-cellulaire des signaux extracellulaires)

Procure un site pour les réactions chimiques ne pouvantpas se produire dans un environnement aqueux

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Protéines membranaires

• Chaque membrane possède son lot de protéines spécifiques lui permettant d’effectuer ses fonctions propres.

• Les protéines membranaires sont intégrées, ou associées.

• La plupart des protéines intégrées possèdent au moins un domaine transmembranaire (en conformation hélice-)

• D’autres protéines intégrées sont liées de façon covalente à des chaînes de carbone (queue hydrophobe).

• Les protéines associées interagissent avec la membrane via les protéines intégrées.

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Figure 20-3a,b

Les récepteurs sont regroupés en quatre principales classes

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Les récepteurs sont regroupés en quatre principales classes (suite)

Figure 20-3c,d

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…

c) Récepteurs associés à des enzymes tyrosine kinase

d) Récepteurs avec activité enzymatique intrinsèque

e) TOLL-Like Receptors

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Les récepteurs couplés aux protéines G et leurs effecteurs

• Chez les mammifères, un grand nombre de récepteurs de surface sont couplés à une protéine G trimérique pour transmettre les signaux

• Le ligand active le récepteur, qui lui active la protéine G, qui elle active une enzyme effectrice pour générer un ‘second messager’.

• Tous les récepteurs couplés aux protéine G possèdent 7 domaines transmembranaires avec leur extrémité ‘N’ à l’extérieur et l’extrémité ‘C’ à l’intérieur de la membrane.

• Ces récepteurs sont impliqués dans tout un spectre de voies métaboliques incluant: détection de la lumière, l’odorat, réponses à certaines hormones et neurotransmetteurs.

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i2

i4

i1

Désensibilisation si phosphorylationde certains AA (seulement B1 et B2)

Noradr.

Le récepteur B2-adrénergique humain est une glycoprotéine formée de 7 domaines transmembranaires (tm1-tm7)

tm1tm2

tm3 tm4

Noradr.

La noradrénaline, l’adrénaline,les agonistes et/ou les antagonistes se lient dans une cavité formée par tm3-tm6

e1

e4e3

Liaison S-S(e2- e3)

Sites de glycosylation

Couplage avec Gs [i3(tm5-tm6)-i4]

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Transduction des signaux: GTPase

Figure 20-5a

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La protéine G trimérique lie le récepteur b-adrénergique et l’adénylate cyclase

Figure 20-16

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L’adénylate cyclase peut être stimulée ou inhibée par différents complexes récepteurs-ligands

Figure 20-18

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Les effets de plusieurs agonistes sont médiés par les “seconds messagers”

Figure 20-4

-Nucléotides cycliques (cAMP, cGMP)-Diacylglycérol-Inositol triphosphate-Ca2+

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CREB relie le signal de l’AMP cyclique au processus de transcription

Figure 20-48a

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Transduction des signaux:Protéines adaptatrices

Figure 20-5c

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Le signal de différents types de récepteurs activés peut converger vers une réponse commune

Figure 20-6

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Protéines de transport

Figure 15-3

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Exemple de transporteur: chez les mammifères, GLUT1 transporte le glucose à l’intérieur des

cellules

Figure 15-7

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Transport par les uniporteurs

• Les uniporteurs accélèrent un phénomène qui est déjà thermodynamiquement favorable (comme les enzymes)

• Ce type de transport est appelé ‘transport facilité’ ou ‘diffusion facilitée’

• Trois caractéristiques distinguent le transport facilité de la diffusion passive– Le taux de diffusion est de beaucoup augmenté en

présence de transporteurs– Transport est spécifique– Transport se fait via un nombre limité de transporteurs

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Transport actif par les pompes à ATP

Figure 15-10

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La Ca2+ ATPase pompe les ions Ca2+ du cytosol dans le réticulum sarcoplasmique

Figure 15-11

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Composition de la Na+/K+ ATPase

Figure 15-13a

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Les symporteurs liés au Na+ importent les acides aminés et le glucose dans plusieurs

cellules

Figure 15-18

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Modèle proposé pour le fonctionnement du ‘deux Na+/un-glucose’ symporter

Figure 15-19

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La cholera toxine (vibrio cholerae) stimule la cyclaseen maintenant Gs actif

Ouabaïne inhibela pompe du Naen se liant au site du K

Les antagonistes bêta-(propranolol) ou alpha- (phentolamine) adrénergiques

La cytochalasine B (moisissures) inhibe les GLUT

La toxine de Bordetella Pertussis stimule la cyclaseen maintenant Gi inactif

La caféine et la théophyllineinhibent les phosphodiestérases

Récepteurs adrénergiques

Trans-porteurs

du glucose

Glucose

Glucose

Na+ -K+ -ATPase

3 Na+

2 K+

Protéine kinase A

cAMPATP + PPi

Récepteurde l’insuline

AMP (inactif)

Phosphodiestérases

+

Insuline

Autres récepteurs

Autres Hormones

Adenylate Cyclase

+/- +/- -?

Adrénaline Noradrénaline

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Les membres de la famille des Toll-like receptors (TLRs) sont capables de reconnaître des “pathogen-associated molecular patterns” (PAMPs) exprimés par plusieurs classes d'agents infectieux.

La plupart des TLRs sont des homodimères, bien que des hétérodimères existent aussi.

Les TLRs participent au développement de l'immunité innée ou naturelle, la réponse inflammatoire ainsi que la médiation à l'immunité adaptative.

e) Les “TOLL-like receptors” (TLRs)

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MP200802 31

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cytoplasme

noyau

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Presque tous les agents pathogènes qui infectent l’humain sont détectés par un ou l’autre des TLRs.

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Différentiations de la membrane cellulaire

-Jonctions serrées-Jonctions “gap”-Desmosomes

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Jonctions serrées

Microvillosités

Filaments d’actine

Tonofilaments (kératine)

Cavités de l’intestin

Lame basale

Fluide interstitiel

2 cellules épithéliales de l’intestin

Bordureen brosse

(800nm)

Hémidesmosome(pas de plakoglobulines)

Jonctions gap

Desmosomes ponctuels(desmoplakines et plakoglobulines)

Desmosome de ceinture (plakoglobulines)

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600 nm

Moitié cytoplasmiquede la bicouche lipidique

Rangéesde protéines

Espace intercellulairede 0 nm

2 membranesplasmiques

cellule 1 cellule 2

Jonctions serrées

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Espace intercellulairede 2-4 nm

Jonction gapconstituée de 2 x 6 molécules de connexine(2 connexons) formantun tunnel de 2 nmde diamètre

tunnel de 2 nmde diamètre

• Permettent le passage de molécules de PM < 1000

• Régulation ouvert-fermé par le Ca et le pH

• Pas de barrière au passage du fluide interstitiel

ouvert fermé

Ca2+

pHpH

Ca2+

Jonctions gap

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500 nm

Membraneplasmique

Espaceintercellulaire

de 20 nm

cellule 1 cellule 2

cadhérines

Tonofilaments (kératine)

Plaque cytoplasmique(desmoplakines et plakoglobines)

• Boulons intercellulaires

• Pas de barrière au passagedu fluide interstitiel

Desmosome ponctuel