UE Communication Cellulaire Seconds messagers Cours LBM L2 S3 9 octobre 2012 (3h)
Seconds messagers!! 1-généralités! 2- Nucléotides cycliques! 3- Seconds messagers lipidiques:! 4- L ion calcium Ca 2+!
Seconds messagers!! 1-généralités! 2- Nucléotides cycliques! 3- Seconds messagers lipidiques:! 4- L ion calcium Ca 2+!
-Grande diversité de petites molécules qui transportent les signaux dans la cellule -diversité chimique -lipides hydrophobes (confinés dans la bicouche lipidique) -nucléotides (AMPc, GMPc) -ion inorganique (Ca2+) -gaz (monoxyde d azote)
synthèse [second messager] dégradation Transmission du message Variation de la [second messager] ou Vitesse ou fluctuation [second messager]
Seconds messagers!! 1-généralités! 2- Nucléotides cycliques! 3- Seconds messagers lipidiques! 4- L ion calcium Ca 2+!
Nucléotides cycliques Deux nucléosides monophosphates adénosine 3-5 cyclique (AMPc) guanosine 3-5 cyclique (GMPc) Cyclases [Nucléotides cycliques] À partir nucléosite triphosphate correspondant guanosine triphosphate GTP adenosine triphosphate ATP Phosphodiestérases Dégradent en Nucléosides 5 - Monophosphates inactifs
L adénosine triphosphate (ATP) L ATP est constitué d une base, une adénine, un ribose et une chaîne de phosphates.!!
L AMP cyclique est le produit de l adénylate cyclase qui hydrolyse l ATP en formant une liaison ester interne entre le phosphate restant qui reste lié au Carbone n 5, et la fonction alcool secondaire du Carbone n 3.
Phosphodiestérase Cytoplasmiques Solubles Adénosine 5 -MonoPhosphate inactif
Les adénylate cyclases: Chez les vertébrés -grandes protéines transmembranaires -deux domaines catalytiques localisés dans le cytoplasme -les deux domaines sont nécessaires car site catalytique à l interface. -Les régions transmembranaires ancrent l enzyme à la membrane mais autre rôle inconnu.. -[Adenylate cyclase] en général faible
-chez les vertébrés, plus de dix adénylate cyclases possédant des activités enzymatiques similaires. -des mécanismes régulateurs différents et souvent multiples qui agissent en synergie -G s α-gtp, sous unité GTPasique d une Protéine G hétéritrimérique active toutes les Ac connues -G i α-gtp inhibe certaines cyclases
-G s α-gtp se lie à distance du site actif, mais provoque un changement de conformation qui stimule l activité -le complexe Ca2+-calmoduline ou la protéine kinase C sont aussi capables d activer l Ac - G i α-gtp ou la protéine kinase A (PKA) inhibent certaines AC - Les sous-unités Gβγ des protéines G hétérotrimériques activent certaines et inhibent d autres Ac - Possibilité d intégration d un grand nombre de signaux - La forskoline, issu de la plante Coleus active toutes les Ac.
[AMPc] dans la cellule non stimulée est faible : de l ordre de 10-8 M=> ne se lie pas à la sous unité RII de PKA (Protéine Kinase AMPc dépendante) Ac activée [10-8 M] intra cellulaire PKA inactive [10-6 M] intra cellulaire PKA active C RII RII C C RII RII C C cytoplasme CREBP (cyclic nucleotide Regulatory elemen Binding protein) Facteur de transcription noyau P
En rouge : perturbateur du processus
Les guanylate cyclases : -dimériques très similaires au Ac -une mutation sur seulement deux acides aminés permet de la convertir en Ac -chez les vertébrés, deux types de Gc -une cytoplasmique -une famille de récepteurs transmembranaires Contenant le domaine cyclase cytoplasmique
Seconds messagers!! 1-généralités! 2- Nucléotides cycliques! 3- Seconds messagers lipidiques! 4- L ion calcium Ca 2+!
Seconds messagers lipidiques: Les lipides membranaires: -phosphoglycérides -sphingolipides rôle structural : barrière entre les compartiments rôle de signalisation : de + en + de nouveaux
Les glycérophospholipides et sphingolipides Glycérophospholipides lipides complexes / constituants essentiels des membranes Triesters construits à partir du glycérol dont les fonctions hydroxyles en C-1 et C-2 sont estérifiés par un acide gras et dont la fonction Hydroxyle en C-3 est estérifiée par l acide phosphorique glycérol Dualité au niveau de l eau hydrophiles ou polaires (alcool) hydrophobes ou apolaires (AG) Ces lipides sont donc dits: amphipathiques ou amphiphiles
Les glycérophospholipides et sphingolipides sphingolipides L alcool, la shingosine : longue chaîne carbonée et une fonction amine Molécules amphipatiques Rôle essentiel dans la membrane plasmique, plus particulièrement les cellules nerveuses.
-Trois lipides membranaires sont sources principales des molécules de signalisation: -PIP 2 : Phosphatidylinostol 4,5-biphosphate phosphatidylinostol et ses dérivés phosphorylés: lipides minoritaires du feuillet interne de la membrane plasmique et de la membrane de certains organites -PC : Phosphatidylcholine glycérophopholipide membranaire majeur présent dans les deux feuillets de la membrane plasmique et dans les membranes des organites -la shingomyéline: sphingolipide membranaire majeur, est concentré dans le feuillet externe de la membrane plasmique
Trois types d enzymes génèrent des seconds messagers lipidiques -Les phospholipases: différentes phospholipases clivent les 4 liaisons esters des phosphoglycérides. Des enzymes équivalentes hydrolysent les sphingomyélines. quand la PLC clive la tête phosphorylée (Ins-3P) elle laisse le DAG dans la bicouche lipidique.
PLC
Production des médiateurs chimiques PIP2 PLC Ins (1,4,5)-P3 = IP3 DAG PIP2 PLA 2 Acide arachidonique PC PLC DAG PC PLA 2 Acide arachidonique
-les lipides kinases ajoutent des groupements phosphate au diacylglycérol pour produire de l acide phosphatidique et au phosphatidylinostol pour produire toute une variété de polyphospho-inositides. PIP: Phosphatidylinostol 4-phophate PIP 2 : Phosphatidylinostol 4,5-biphophate PIP 3 : Phosphatidylinostol 3,4,5,-phophate
-les lipides phosphatases clivent le phosphate de l acide phosphatidique qui représente une autre façon de produire les molécules de DAG. - les lipides phosphatases peuvent aussi cliver les phosphates de la tète d inositol Le LiCl inhibe l étape finale de déphosphorylation de l P1. Le LiCl est utilisé en clinique dans le traitement de la psychose maniacodépressive et agit probablement en inférant sur cette voie
Production de médiateurs et leurs cibles cellulaires: wortmannine Akt/PKB PIP3: Phosphatidylinostol 3,4,5,-phophate = Ins (1,4,5)-P3 PtdOH = acide phosphatidique lysoptdcho = lysophosphatidylcholine PKC = Protéine Kinase C Smase = shyngomyélinase PP2A = Protéine Phosphatase 2A
2 Catalytic receptor
PLC L IP3, hydrophile active les canaux calciques du RE, et le DAG lipophile active PKC Voir réponse à l adrénaline du cours sur couplage membranaire
Temps de réponse et concentrations des seconds messagers lipidiques produits par différentes phospholipases par l activation des récepteurs tyrosine kinase ou les récepteurs associés aux protéines G PA : acide phosphatidique AA : Acide Rachidonique DAG : Diglycéride PC : phosphatidylcholine PI : phosphatidylinositol
Seconds messagers!! 1-généralités! 2- Nucléotides cycliques! 3- Seconds messagers lipidiques! 4- L ion calcium Ca 2+!
-L ion calcium Ca2+ est un second message versatile qui régule de nombreux processus, notamment la transmission synaptique, la fécondation, la sécrétion et la contraction musculaire -signal eucaryote exclusif Compartiment de stockage R.E (muscle strié) -Pompes Ca-ATPase Contre gradient de 104 Au repos [Ca2+]intraC=0.1µM -Canaux calcium récepteur de la ryanodine ou IP3 Thapsigargine: lactone végétale
Fécondation? IP3 ovule Merci de votre attention