UE2: LA CELLULE ET LES TISSUS
CHAPITRE 8:
LE SYSTÈME ENDOMEMBRANAIRE
A- Introduction
- Uniquement chez les eucaryotes
- Les éléments constitutifs: cavités / vésicules/ tubules/ canalicules
! = compartiments intracellulaires délimités par une membrane, sauf
mitochondries et peroxysomes.
- Échanges avec le cytosol, la membrane plasmique et le milieu extracellulaire.
Figure 1 : Les éléments constitutifs du système endomembranaire
Figure 2 : Les 5 étapes vésiculaire entre compartiments
- Les compartiments :
! • RE: REG et REL, enveloppe nucléaire
! • Appareil de Golgi
! • Endosomes (phagosomes)
! • Lysosomes
+ Vésicules, tubules, canalicules, vacuoles : transit entre les compartiments.
- Signaux d’adressage et de rétention pour un compartiment.
- Transport : flux (membranaire vectoriel permanent, de retour vers Golgi et RE)
B- Le RE:
! I- Définitions :
- Canalicules et vésicules
- Continuité enveloppe nucléaire
- ! REG: avec ribosomes sur face cytosolique
! REL: sans ribosomes
- REG/REL : proportion variable
! ↳ selon la cellule (synthèse protéique)
! ↳ selon le moment de la vie cellulaire (synthèse protéique/
! détoxification)
! II- Les fonctions du RE communes aux cellules eucaryotes
! 1- Translocation des protéines solubles (pendant leur synthèse)
Figure 4
- Signal de traversée de la membrane d’enveloppe du RE
- Séquence consensus de 15- 20 acides aminés hydrophobes à l’extrémité N-
terminale
- dès le début de la synthèse de la protéine, est reconnu par :
! ○ une particule cytosolique : la SRP (RNP qui fixe GTP) et
! ○ autres facteurs cytosoliques (Hsp)
Figure 3
Figure 5
- Fixation SRP- signal d’adressage au RE.
- Interaction SRP- récepteur SRP
- Interaction ribosome- translocation
- Ouverture du translocon, BIP
- Traversée du RE par la protéine (chaperons)
! ↳ Le peptide signal est dans la membrane du RE.
- SRP se détache de son récepteur, hydrolyse du GTP
- La synthèse protéique continue, dans le RE: glycosylation, + ponts S-S «au fil
de l’eau», repliement.
- Les ribosomes se détachent de la membrane du RE.
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, UE2: LA CELLULE ET LES TISSUS
Figure 4 (2ème partie) :
En fin de synthèse, clivage du signal par la peptitase du signal :
- la protéine est soluble dans le RE, poursuit glycosylation et repliement
- elle a une nouvelle extrémité N-terminale
Le peptide signal sera coupé dans la membrane du RE par une signal peptide
peptidase. Les fragments du peptide signal peuvent passer dans la lumière du RE
(liaison au CMH I) ou dans le cytosol (protéasome ou liaison calmoduline).
! 2- Insertion des protéines TM (pendant leur synthèse)
Figure 6
- Différents modes d’insertion :
! ○ Selon le nombre de domaines transmembranaires
! ○ Selon la localisation cytosolique ou luminale des extrémités N- et C-
terminales.
- Une même protéine TM peut présenter plusieurs modes d’insertion.
2 types de signaux d’adressage au RE pour les protéines TM
○ Le 1er : peptide signal (idem protéines solubles)
! • Courte séquence aa hydrophobes N-terminale
! • Reconnu par la SRP
! • Clivé en fin de synthèse (≠ segment TM)
Facultatif pour certaines protéines à plusieurs domaines TM.
○ Le 2sd : ≠ peptide signal = futur(s) domaine(s) TM
! • Courtes séquences aa hydrophobes (N terminales ou non)
! • Reconnu(s) par SRP
! • Non clivé(s) après la synthèse : segment(s) TM
Figure 7
Protéines à 3 TM, dépourvue de peptide signal. Extrémité N terminale cytosolique
- Un TM inséré peut s’échapper du translocon
- Le translocon peut se refermer temporairement (boucle cytosolique)
! 3- N- glycosylation des protéines solubles ou TM (pendant leur synthèse)
Figure 8
- Construction de l’arborisation sucrée sur la face cytosolique : lipide
complexe : dolichol + précurseurs de sucres
- Flip-flop du dolichol- résidus sucrés: arborisation endoluminale
- Accrochage à la protéine puis raccourcissement (14 à 10 résidus) pendant la
synthèse.
! 4- Synthèse des protéines liées à la membrane par un GPI :
Glycoprotéines adressées aux radeaux lipidiques de la membrane plasmique.
• Le groupement GPI est construit sur la face cytosolique du RE, ancré dans la
membrane par 2AG, est transloqué dans la lumière du RE par flip- flop.
GPI: 2 AG ancrés à la bicouche, 1 oligosaccharide (inositol + autres sucres),
ethanolamine, lié à l’extrémité C-terminale de la protéine.
! 5- Repliement des protéines
Figure 9:
Mêmes mécanismes pour domaine luminal des protéines TM:
! • PDI (+ Ca++) pour l’établissement des ponts S-S définitifs
! • BIP et autres chaperons du RE (ex : calnexine) ➜ acquisition de
conformation.
Des chaperons cytosoliques participent au repliement du domaine cytosolique des
protéines TM.
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, UE2: LA CELLULE ET LES TISSUS
! 6- Contrôle de qualité des protéines néosynthétisées avant l’exportation
au Golgi:
Maturation de la protéine : glycosylation , ponts S-S, repliement ... : Enzymes
et chaperons du RE.
Si protéine mal glycosylée, mal configurée, ne sera pas exportée au Golgi.
Même mécanisme pour renouvellement des protéines membranaires et solubles du RE
(normales et anormales).
! 7- Le RE envoie des signaux au noyau et au cytosol
Figure 10
- Fragments du peptide signal repassent dans le cytosol
- Libération de Ca++ : quand accumulation de protéine (solubles ou
membranaires) , anormales (ou normales) dans le RE.
Figure 11
SCAP et SREBP : protéines de la membrane d’enveloppe du RE
SCAP activée par la diminution du cholestérol dans la membrane
Transport et clivage dans le Golgi avec libération du fragment cytosolique de
SREBP.
! 8- Translocation de peptides antigéniques
Figure 12
- Dans la plupart des cellules eucaryotes.
- Produit par hydrolyse cytosolique de protéines ou long peptides en peptides de
16-20 AA.
- Entrée dans le RE par perméases spécifiques: TAP (protéines ABC)
! TAP : Transporter associated with antigen Processing.
! 9- Synthèse des phosphoglycérides membranaires ou cytosoliques et du
cholestérol.
Figure 13
Synthèse des phospholipides sur le feuillet cytosolique puis flip flop sur
liaison à protéines cytosoliques.
Le RE fournit au peroxysome la bicouche lipidique.
! 10 - Stockage du calcium
Revoir : Chapitre 4 Figure 21
! III- Les fonctions du RE dans les cellules spécialisées
!
! 1- Synthèse de lipides à exporter (REL)
À partir du cholestérol dans la matrice de la mitochondrie qui coopère avec la
matrice du REL: synthèse stéroïdes dans les cellules spécialisées.
! 2- Détoxification (REL) : hépatocyte
! ! • Hydroxylation
! ! • Solubilisation
Figure 14
C- L’appareil de Golgi
! I- Définitions
Localisation :
! - à proximité du noyau
- à proximité du centre cellulaire
Ensemble de vésicules et saccules aplatis (pile d’assiettes)
Chaque pile de saccules = dictyosome
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CHAPITRE 8:
LE SYSTÈME ENDOMEMBRANAIRE
A- Introduction
- Uniquement chez les eucaryotes
- Les éléments constitutifs: cavités / vésicules/ tubules/ canalicules
! = compartiments intracellulaires délimités par une membrane, sauf
mitochondries et peroxysomes.
- Échanges avec le cytosol, la membrane plasmique et le milieu extracellulaire.
Figure 1 : Les éléments constitutifs du système endomembranaire
Figure 2 : Les 5 étapes vésiculaire entre compartiments
- Les compartiments :
! • RE: REG et REL, enveloppe nucléaire
! • Appareil de Golgi
! • Endosomes (phagosomes)
! • Lysosomes
+ Vésicules, tubules, canalicules, vacuoles : transit entre les compartiments.
- Signaux d’adressage et de rétention pour un compartiment.
- Transport : flux (membranaire vectoriel permanent, de retour vers Golgi et RE)
B- Le RE:
! I- Définitions :
- Canalicules et vésicules
- Continuité enveloppe nucléaire
- ! REG: avec ribosomes sur face cytosolique
! REL: sans ribosomes
- REG/REL : proportion variable
! ↳ selon la cellule (synthèse protéique)
! ↳ selon le moment de la vie cellulaire (synthèse protéique/
! détoxification)
! II- Les fonctions du RE communes aux cellules eucaryotes
! 1- Translocation des protéines solubles (pendant leur synthèse)
Figure 4
- Signal de traversée de la membrane d’enveloppe du RE
- Séquence consensus de 15- 20 acides aminés hydrophobes à l’extrémité N-
terminale
- dès le début de la synthèse de la protéine, est reconnu par :
! ○ une particule cytosolique : la SRP (RNP qui fixe GTP) et
! ○ autres facteurs cytosoliques (Hsp)
Figure 3
Figure 5
- Fixation SRP- signal d’adressage au RE.
- Interaction SRP- récepteur SRP
- Interaction ribosome- translocation
- Ouverture du translocon, BIP
- Traversée du RE par la protéine (chaperons)
! ↳ Le peptide signal est dans la membrane du RE.
- SRP se détache de son récepteur, hydrolyse du GTP
- La synthèse protéique continue, dans le RE: glycosylation, + ponts S-S «au fil
de l’eau», repliement.
- Les ribosomes se détachent de la membrane du RE.
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, UE2: LA CELLULE ET LES TISSUS
Figure 4 (2ème partie) :
En fin de synthèse, clivage du signal par la peptitase du signal :
- la protéine est soluble dans le RE, poursuit glycosylation et repliement
- elle a une nouvelle extrémité N-terminale
Le peptide signal sera coupé dans la membrane du RE par une signal peptide
peptidase. Les fragments du peptide signal peuvent passer dans la lumière du RE
(liaison au CMH I) ou dans le cytosol (protéasome ou liaison calmoduline).
! 2- Insertion des protéines TM (pendant leur synthèse)
Figure 6
- Différents modes d’insertion :
! ○ Selon le nombre de domaines transmembranaires
! ○ Selon la localisation cytosolique ou luminale des extrémités N- et C-
terminales.
- Une même protéine TM peut présenter plusieurs modes d’insertion.
2 types de signaux d’adressage au RE pour les protéines TM
○ Le 1er : peptide signal (idem protéines solubles)
! • Courte séquence aa hydrophobes N-terminale
! • Reconnu par la SRP
! • Clivé en fin de synthèse (≠ segment TM)
Facultatif pour certaines protéines à plusieurs domaines TM.
○ Le 2sd : ≠ peptide signal = futur(s) domaine(s) TM
! • Courtes séquences aa hydrophobes (N terminales ou non)
! • Reconnu(s) par SRP
! • Non clivé(s) après la synthèse : segment(s) TM
Figure 7
Protéines à 3 TM, dépourvue de peptide signal. Extrémité N terminale cytosolique
- Un TM inséré peut s’échapper du translocon
- Le translocon peut se refermer temporairement (boucle cytosolique)
! 3- N- glycosylation des protéines solubles ou TM (pendant leur synthèse)
Figure 8
- Construction de l’arborisation sucrée sur la face cytosolique : lipide
complexe : dolichol + précurseurs de sucres
- Flip-flop du dolichol- résidus sucrés: arborisation endoluminale
- Accrochage à la protéine puis raccourcissement (14 à 10 résidus) pendant la
synthèse.
! 4- Synthèse des protéines liées à la membrane par un GPI :
Glycoprotéines adressées aux radeaux lipidiques de la membrane plasmique.
• Le groupement GPI est construit sur la face cytosolique du RE, ancré dans la
membrane par 2AG, est transloqué dans la lumière du RE par flip- flop.
GPI: 2 AG ancrés à la bicouche, 1 oligosaccharide (inositol + autres sucres),
ethanolamine, lié à l’extrémité C-terminale de la protéine.
! 5- Repliement des protéines
Figure 9:
Mêmes mécanismes pour domaine luminal des protéines TM:
! • PDI (+ Ca++) pour l’établissement des ponts S-S définitifs
! • BIP et autres chaperons du RE (ex : calnexine) ➜ acquisition de
conformation.
Des chaperons cytosoliques participent au repliement du domaine cytosolique des
protéines TM.
2/8
, UE2: LA CELLULE ET LES TISSUS
! 6- Contrôle de qualité des protéines néosynthétisées avant l’exportation
au Golgi:
Maturation de la protéine : glycosylation , ponts S-S, repliement ... : Enzymes
et chaperons du RE.
Si protéine mal glycosylée, mal configurée, ne sera pas exportée au Golgi.
Même mécanisme pour renouvellement des protéines membranaires et solubles du RE
(normales et anormales).
! 7- Le RE envoie des signaux au noyau et au cytosol
Figure 10
- Fragments du peptide signal repassent dans le cytosol
- Libération de Ca++ : quand accumulation de protéine (solubles ou
membranaires) , anormales (ou normales) dans le RE.
Figure 11
SCAP et SREBP : protéines de la membrane d’enveloppe du RE
SCAP activée par la diminution du cholestérol dans la membrane
Transport et clivage dans le Golgi avec libération du fragment cytosolique de
SREBP.
! 8- Translocation de peptides antigéniques
Figure 12
- Dans la plupart des cellules eucaryotes.
- Produit par hydrolyse cytosolique de protéines ou long peptides en peptides de
16-20 AA.
- Entrée dans le RE par perméases spécifiques: TAP (protéines ABC)
! TAP : Transporter associated with antigen Processing.
! 9- Synthèse des phosphoglycérides membranaires ou cytosoliques et du
cholestérol.
Figure 13
Synthèse des phospholipides sur le feuillet cytosolique puis flip flop sur
liaison à protéines cytosoliques.
Le RE fournit au peroxysome la bicouche lipidique.
! 10 - Stockage du calcium
Revoir : Chapitre 4 Figure 21
! III- Les fonctions du RE dans les cellules spécialisées
!
! 1- Synthèse de lipides à exporter (REL)
À partir du cholestérol dans la matrice de la mitochondrie qui coopère avec la
matrice du REL: synthèse stéroïdes dans les cellules spécialisées.
! 2- Détoxification (REL) : hépatocyte
! ! • Hydroxylation
! ! • Solubilisation
Figure 14
C- L’appareil de Golgi
! I- Définitions
Localisation :
! - à proximité du noyau
- à proximité du centre cellulaire
Ensemble de vésicules et saccules aplatis (pile d’assiettes)
Chaque pile de saccules = dictyosome
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