#communication cellulaire

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Protéine G et choléra

Les parois de l'intestin sont capables de résorber une grande partie des liquides que nous ingérons ce qui permet de nous hydrater. Ce mécanisme est régulé au niveau moléculaire par une voie de communication cellulaire faisant intervenir un récepteur couplé à une protéine G (RCPG). En temps normal, un ligand s'y fixe, ce qui via la séquence DRY fait partir le GDP d'une protéine G-i permettant l'arrivée d'un GTP et donc active la protéine G. La sous-unité α-s activée se détache des sous-unités β et γ et va stimuler l'adénylate cyclase, une enzyme qui convertit l'adénosine-tri-phosphate (ATP) en adénosine monophosphate cyclique (AMPc). Ceci aboutit donc à une augmentation de la concentration cytoplasmique d'AMPc, hors ce dernier inhibe l'absorption des fluides intestinaux ce qui évite d'avoir des fèces trop compactes.

Pour conserver une spécificité temporelle du signal et ne pas bloquer la transduction, il faut ensuite inactiver la protéine G. Cela peut passer par plusieurs acteurs, ici on a par exemple le regulator of the G-protein signal (RGS) qui va activer l'activité GTPasique intrinsèque de la sous-unité α, et cette dernière va donc hydrolyser elle même son GTP en GDP+Pi. Le GDP reste sur la sous-unité α, qui est alors inactive et se re-assemble avec les sous-unités β et γ. On retourne donc au début de la boucle avec une protéine G trimérique et inactive.

La toxine cholérique (TxC) qu'on retrouve dans le choléra inhibe l'activité GTPasique intrinsèque de la sous-unité α : le RGS n'a donc aucun effet et la protéine G reste longtemps activée. On a donc une stimulation massive d'adénylate cyclase, donc une accumulation d'AMPc. Les liquides ne sont plus absorber dans l'intestin ce qui cause une déshydratation, et ils sont éliminés dans les fèces ce qui cause d'importantes diarrhées.

Désolé pour la mauvaise qualité de l'image, j'ai eu des problèmes avec mon logiciel et je ne l'ai remarqué qu'à posteriori. Ces schémas ont été faits pour mes ED du Tutorat à partir des cours que j'ai retranscrit quand j'étais en première année de médecine. Ma seule source est le professeur de l'époque, et je peux avoir mal compris certaines choses, faire des approximations fausses, etc même si je fais de mon mieux. Croiser les sources permet d'avoir des informations plus fiables. N'hésitez pas à commenter pour discuter des sujets abordés ! Schémas et explications faits entre 2015 et 2016.

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Principales voies de transductions

Voici un bilan de toutes les voies de transduction vues sur Celluloyd. On remarque alors que tout les récepteurs canaux ont un effet électrophysiologique, et que tout les récepteurs (cytosoliques-)nucléaires ont un effet transcriptionnel. Plus en détail, le récepteur-canal NMDA est une exception car est capable d'avoir une réponse de type métabolique (via un influx d'ions calciums).

Les choses sont plus complexes pour les récepteurs membranaires classiques. Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) ont des effets très variés à cause de la diversité des protéines G transductrices et donc des voies mobilisables : tout les types de réponses sont donc possibles grâce à eux. Les récepteurs tyrosine-kinases peuvent avoir des effets métaboliques ou transcriptionnels. Enfin, toutes les dernières voies sont assez linéaires et ont un effet transcriptionnel.

Ces schémas ont été faits pour mes ED du Tutorat à partir des cours que j'ai retranscrit quand j'étais en première année de médecine. Ma seule source est le professeur de l'époque, et je peux avoir mal compris certaines choses, faire des approximations fausses, etc même si je fais de mon mieux. Croiser les sources permet d'avoir des informations plus fiables. N'hésitez pas à commenter pour discuter des sujets abordés ! Schémas et explications faits entre 2015 et 2016.

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Récepteurs canaux : signaux et réponses

Les récepteurs canaux sont à la fois récepteurs et effecteurs, puisque génèrent une réponse électrophysiologique en s'ouvrant une fois activés pour laisser passer certaines espèces ioniques. Notons que le canal NMDA est l'exception car sa réponse est de type métabolique avant tout. Sur ce schéma bilan on a le nom des récepteurs, leurs ligands, les ions qui transitent et dans quel sens, les types de réponses induites, et quelques éléments à propos de la modulation ou de la régulation des signaux.

Ces schémas ont été faits pour mes ED du Tutorat à partir des cours que j'ai retranscrit quand j'étais en première année de médecine. Ma seule source est le professeur de l'époque, et je peux avoir mal compris certaines choses, faire des approximations fausses, etc même si je fais de mon mieux. Croiser les sources permet d'avoir des informations plus fiables. N'hésitez pas à commenter pour discuter des sujets abordés ! Schémas et explications faits entre 2015 et 2016.

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Voies de l'AMPc

Les récepteurs couplés à une protéine G (RCPG) via leurs sous-unité alpha activer plusieurs voies de transductions. L'une d'elle est celle de l'AMPc.

L'adénylate cyclase peut être activée par des protéines G de la famille G-s, ou inactivée par des G-i. C'est une enzyme qui convertit l'adénosine-tri-phosphate (ATP) en adénosine monophosphate cyclique (AMPc), et ce dernier peut servir de second messager ensuite, avec deux possibilités.

Dans le premier cas, l'AMPc peut avoir une action directe sur des canaux ioniques qui dépendent de sa contraction et s'ouvrent en sa présence : la réponse est donc de type électrophysiologique car on modifie le potentiel membranaire. Dans le second cas, l'AMPc peut activer la voie de la PKA. La protéine kinase AMPc-dépendante (PKA) a deux sous-unités : une catalytique qui lui permet de réaliser ses fonctions, et une régulatrice qui, lorsqu'elle est fixée sur la première l'inhibe. C'est cette deuxième sous-unité qui est détachée par l'AMPc lors de l'activation de la voie de la PKA.

La sous unité catalytique de la PKA est une sérine-thréonine kinase (Ser/Thr désigne les acides aminés ciblés sur les protéines par la PKA) capable d'agir sur un nombre varié de cibles, ce qui explique le nombre varié de réponses possibles. Si elle agit sur des canaux ioniques par une ouverture ou une fermeture elle génèrera une réponse électrophysiologique. Si elle agit sur d'autres protéines – pour poursuivre la transduction ou bien directement modifier des éléments de la cellule – alors la réponse sera métabolique. Elle peut aussi activer la voie de la C-AMP response element-binding protein (CREB) pour engendrer une réponse transcriptionnelle.

La protéine CREB est normalement inactive, et peut être activée soit par une phosphorylation via la PKA, soit par la voie de la CAM-kinase qui dépend du calcium. CREB activé se comporte un peu comme un récepteur stéroïdien : il va se transloquer dans le noyau, se dimériser, se fixer sur un locus spécifique de l'ADN sur une région palindromique appelée C-AMP response element (CRE), et agir comme un facteur de transcription c'est-à-dire modifier l'expression du génome et donc changer le phénotype de la cellule.

En bref, les trois types de réponses sont possibles si on part d'une protéine G-s ou G-i.

Ces schémas ont été faits pour mes ED du Tutorat à partir des cours que j'ai retranscrit quand j'étais en première année de médecine. Ma seule source est le professeur de l'époque, et je peux avoir mal compris certaines choses, faire des approximations fausses, etc même si je fais de mon mieux. Croiser les sources permet d'avoir des informations plus fiables. N'hésitez pas à commenter pour discuter des sujets abordés ! Schémas et explications faits entre 2015 et 2016.

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Activation de la protéine G

[ Description déjà vue en italique - En communication cellulaire, il y a toujours trois acteurs : le récepteur activé par un signal (rouge), la voie de transduction composée de plusieurs seconds messagers (vert), et l'effecteur (bleu). Les récepteurs métabotropes ont toujours pour premier second messager une protéine dite G, c'est pour ça qu'on les appelle aussi les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG).]

Les protéines G sont des trimères qui peuvent exister sous deux formes : actives lorsqu'elles portent une guanosine-tri-phosphate (GTP) et inactives lorsqu'elles portent du guanosine-di-phosphate (GDP) c'est-à-dire avec un phosphate inorganique (Pi) en moins. Les nucléotides guanosidiques se fixent sur les sous-unités alpha (α) transmembranaires.

On commence le cycle tout en haut. Le ligand va d'abord se fixer au RCPG, ce qui va activer le récepteur. La séquence DRY, un tripeptide sur la face intracytoplasmique récepteur, est alors active et enlève le GDP présent sur la protéine G. La place est alors vacante pour un nucléotide guanosidique sur la sous-unité α, et il est plus probable qu'un GTP se fixe plutôt qu'un GDP car il y a dans le cytoplasme une concentration dix fois plus importante de GTP que de GDP. Ensuite, la sous-unité α se détache des sous-unités beta (β) et gamma (γ).

Les sous-unités β et γ restent solidaires entre elles ; la γ est membranaire et la β fixée sur elle. Une fois détachées de la sous-unité α elles peuvent transduire un message via quelques voies, ou inactiver le RCPG rétro-activement via le G-receptor kinase (GRK).

La sous-unité α activée par son GTP est l'acteur le plus important de la protéine G : il va activer soit des seconds messagers qui vont poursuivre la transduction jusque l'effecteur, soit activer directement l'effecteur et générer la réponse cellulaire. Cette sous-unité est si importante qu'en nomenclature c'est elle qui donne le nom de la protéine G (si la sous-unité α est de type -i, alors on parle de protéine G-i par exemple).

Pour conserver une spécificité temporelle du signal et ne pas bloquer la transduction, il faut ensuite inactiver la protéine G. Cela peut passer par plusieurs acteurs, ici on a par exemple le regulator of the G-protein signal (RGS) qui va activer l'activité GTPasique intrinsèque de la sous-unité α, et cette dernière va donc hydrolyser elle même son GTP en GDP+Pi. Le GDP reste sur la sous-unité α, qui est alors inactive et se re-assemble avec les sous-unités β et γ. On retourne donc au début que avec une protéine G trimérique et inactive.

Ces schémas ont été faits pour mes ED du Tutorat à partir des cours que j'ai retranscrit quand j'étais en première année de médecine. Ma seule source est le professeur de l'époque, et je peux avoir mal compris certaines choses, faire des approximations fausses, etc même si je fais de mon mieux. Croiser les sources permet d'avoir des informations plus fiables. N'hésitez pas à commenter pour discuter des sujets abordés ! Schémas et explications faits entre 2015 et 2016.

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NMDA et magnésium

Le récepteur au NMDA est un récepteur canal à réponse métabolique car provoque une fois ouvert un influx important d'ions calciums (Ca2+). Il peut être régulé par les ions magnésium (Mg2+) qui agissent comme une sorte de bouchon sur le canal empêchant toute circulation d'ions, bouchon qui saute dès que la membrane est dépolarisée. Ainsi, en présence de Mg2+, on peut considérer que les récepteurs au NMDA sont voltages-dépendants en plus de devoir être activés par un agoniste.

Ces schémas ont été faits pour mes ED du Tutorat à partir des cours que j'ai retranscrit quand j'étais en première année de médecine. Ma seule source est le professeur de l'époque, et je peux avoir mal compris certaines choses, faire des approximations fausses, etc même si je fais de mon mieux. Croiser les sources permet d'avoir des informations plus fiables. N'hésitez pas à commenter pour discuter des sujets abordés ! Schémas et explications faits entre 2015 et 2016.

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Types de récepteurs

Il existe en communication cellulaire deux grands types de récepteurs, qui dépendent de la nature de leur ligands.

Lorsque le ligand est hydrosoluble, celui-ci ne peut pas passer la membrane plasmique et donc il ne peut s'adresser qu'à un récepteur membranaire. Son action peut être électrophysiologique, métabolique ou transcriptionnelle.

Lorsque le ligand est liposoluble alors il peut traverser une ou plusieurs membranes biologiques. s'il ne peut traverser la membrane plasmique et l'enveloppe nucléaire alors il va se fixer à un récepteur nucléaire,  qui est directement accrocher à l'ADN. Mais si le ligand ne peut traverser que la membrane plasmique alors il va s'adresser dans le cytosol à un récepteur dit cytosolique-nucléaire, qui va secondairement être transloqué dans le noyau via les pores nucléaires une fois activé, où il va pouvoir se fixer sur l'ADN de la même façon qu'un récepteur nucléaire. L'action est toujours celle d'un facteur de transcription, c'est-à-dire que le récepteur va promouvoir ou inhiber l'expression d'un gène. La réponse sera donc lente, le temps d'activer toute la transcription, la traduction, et la maturation dans le système endomembranaire.

Ces schémas ont été faits pour mes ED du Tutorat à partir des cours que j'ai retranscrit quand j'étais en première année de médecine. Ma seule source est le professeur de l'époque, et je peux avoir mal compris certaines choses, faire des approximations fausses, etc même si je fais de mon mieux. Croiser les sources permet d'avoir des informations plus fiables. N'hésitez pas à commenter pour discuter des sujets abordés ! Schémas et explications faits entre 2015 et 2016.

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Séquence palindromique

Un palindrome est une phrase qui peut se lire dans les deux sens car la disposition de ses lettres, sans compter les espaces donc, est symétrique. C'est plus parlant avec un exemple : « Esope reste ici et se repose », une phrase qui était affichée dans le copie-service de ma fac, bref.

En génétique, une séquence palindromique est un enchainement de nucléotides symétrique sur un ADN double brins ; pour simplifier le schéma le brin complémentaire n'est pas détaillé. Le centre de symétrie de la séquence palindromique constitue un site de reconnaissance pour les récepteurs stéroïdiens ; la nature du récepteur varie selon la séquence (qui est ici un truc écrit au hasard pour comprendre le principe juste). On nomme ces sites xRE pour response element, et le type de ligand qui se fixe au récepteur stéroïdien en question à la place du -x. Par exemple pour le récepteur aux oestrogènes, son site de reconnaissance sur l'ADN sera l'estrogen response element (ERE).