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3. Protéines Membranaires

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baharicot's version from 2017-01-24 13:05

Introduction

Question Answer
Rapport masse/masse et mol/mol de protéines/lipides1:1 et 1:100
2 exceptions au rapport- Gaine de myéline des axones et leur isolation électrique lipidique (rapport massique 1:3)
- Membrane interne des mitochondries (rapport massique 3:1)
Fonctions de la membrane - citer (4)1) Fonctions mécaniques:
- déformabilité cellulaire et mouvement ;
- contacts intercellulaires transitoires (leucodiapédèse et phagocytose) et permanents (monocouche épithéliale)
2) Transferts moléculaires transmembranaires (canaux, pompes, transporteurs)
3) Transport vésiculaire (capture de nutriments: fer via transferrine, cholestérol via LDL)
4) Individualisation des compartiments subcellulaires
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Topologie générale - modèle de la membrane des GRs

Question Answer
Dans 1mm², cb y a-t-il de GR, de plaquettes, et de GB ?4,5.10^6 GR, 3.10^5 plaquettes, 5.10³ GB
Dans 5L de sang complet, combien ais-je de litres de plasma et de GR tassés ?3L de plasma, 2L de GRs tassés
1 L = cb de mm³ ?1 L = 1 . 10^6 mm³
Citer les étapes de purification des GRs (6)1) Séparation des GR du plasma
2) Dissociation de la mb et du contenu en Hb par ajout de NaCl (hypotonique)
3) Séparation de la mb
4) Analyse des constituants protéiques par SDS-Page
5) Test de résistance à l'extraction saline
6) Test de digestion protéolytique en surface
Séparation des GR du plasmaprise de sang sur anticoagulant, centrifugeuse à basse vitesse
Dissociation de la membrane du contenu en Hbéclatement des GR par une solution initiale de NaCl à 150 mM
Séparation de la mb du contenu en HbCentrifugation à haute vitesse avec culot membranaire (Ghost/fantôme de GR)
Analyse des constituants protéiques1) Solubilisation du culot dans détergent (SDS).
2) Lyse des mb, séparation des prot membranaires
3) Fixation du SDS aux prot --> charge nég.
4) Electrophorèse en gel de polyacrylamide,
5) Migration des protéines vers l'anode (+) en fonction de leur masse.
Test de résistance à l'extraction salinePermet de séparer les protéines extrinsèques et intrinsèques de la membrane.
Test de digestion protéolytique en surfaceProtéase extracellulaire détermine la position des domaines p/r à la membrane.
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Spectrine

Question Answer
Masse250kDa
Résultats aux testsextrinsèque car sensible à l'extraction alcaline ; a un domaine intracellulaire car résiste à la protéolyse de surface
Rôles physiologiques (2)constituent le cytosquelette du GR, permettant la déformation du GR dans la circulation sanguine et lors du passage des pores de la rate
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Ankyrine

Question Answer
Masse215kDa
Résultats aux testsextrinsèque car sensible à l'extraction alcaline ; a un domaine intracellulaire car résiste à la protéolyse de surface
Rôlesituée entre la face interne de la mb et le réseau de spectrine, elle constitue des complexes d'ancrage
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Band 3

Question Answer
Masse90kDa
Résultats aux testsintrinsèque car résiste à l'extraction saline ; a un domaine extracellulaire car sensible à la protéolyse de surface
Rôleéchangeur d'anions Cl-/HCO3-, assurant le transport couplé d'O2 et de CO2 à la membrane du GR
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Transport couplé d'O2 et de CO2

Question Answer
Dans les poumons - 5 étapes1) liaison de l'O2 à l'hémoglobine libère un proton
2) pH baisse,cytosol devient acide
3) Echangeur d'anions fait rentrer le bicarbonate, sortir le chlore
4) H+ et bicarbonate = CO2
5) CO2 se dissipe
Dans les tissus - 4 étapes1) Hb fixe un proton en libérant l'O2
2) comme [H+] baisse, pH augmente
3) Echangeur d'anions expulse bicarbonate, contre chlore
4) O2 alimente les muscles
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Classification des protéines membranaires

Protéines intégrées

Question Answer
Ectodomaine - particularitésen contact avec l'exoplasme, il peut contenir des ponts disulfures et être glycosylé
Domaine transmembranaire~ 20 a.a disposéés en hélice alpha
Endodomaine - particularitéssa phosphorylation est régulée par son exposition, contrôlée, aux kinases et à l'ATP du cytosol
Interactions entre protéines intégréespar des motifs transmembranaires, leur permettant de s'associer en homo ou hétéro dimères
Interactions avec les protéines extrinsèques- par des motifs de l'endodomaine: reconnaissance et recrutement d'une protéine des coated pits.
- par des motifs de l'ectodomaine: reconnaissance des ligands de récepteurs.
Traversée membranaire unique par monomère - donner deux exemples1) Récepteurs impliqués dans la signalisation ou l'endocytose (LDL, EGF, insuline)
2) molécules d'adhésion (cadhérines, intégrines, sélectine)
7 traversées membranaires par monomère - exemplessignalisation: récepteurs couplés aux protéines hétéro trimériques liant le GTP (adrénaline, acétylcholine, odorat)
16 traversées membranaires par monomère - exemplestransferts moléculaires membranaires: pompes ATP dépendantes, canaux ioniques, transporteurs
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Protéines ancrées à la membrane de manière covalente grâce à un lipide

Question Answer
Ancrage du côté extracellulaire viaGPI
Ancrage du côté intracellulaire via acylation (myristate ou palmitate) et prénylation (farnesyl ou geranylgeranyl)
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Protéines périphériques

Question Answer
Associées à la mb viainteractions électrostatiques faibles: liaison indirecte via des lipides d'ancrage, liaison directe via les têtes polaires de la bicouche
Lorsqu'à la face interne de la mb, elles ont pour rôles (3)1) d'attacher la mb à son cytosquelette sous-jacent = support mécanique
2) d'agir en tant qu'enzymes = signalisation
3) de constituer des revêtements spécialisés = endocytose
(formation de clathrines via complexes AP2)
Lorsqu'à la face externe de la mb, elles ont pour rôlecréer une interface entre la cellule et son environnement, en s'attachant aux composants de la matrice extracellulaire ou aux composants de la paroi entourant bactéries et plantes.
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Importance fonctionnelle des protéines membranaires

Déformation cellulaire et mouvements

Question Answer
Décrire l'organisation du cytosquelette des GRsSpectrine liée à l'ankyrine et à Band 4.1
Décrire l'organisation du cytosquelette des plaquettesspectrine-actine-filamine-glycophorine
Rôle physiologique du cytosquelette des plaquettespermet la coagulation sanguine, suite à une hémorragie:
1) état discoide,
2) adhésion des plaquettes entre elles et au vaisseau lésé, formation de filopodes (hémostase primaire),
3) obturation de la paroi endommagée (étalement)
Cellules musculaires - actine ancrée à la mb viadystrophine
Sphérocytose héréditairemaladie associée à une déficience en spectrine et/ou ankyrine, où les GR prennent une forme sphérique.
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Contacts intercellulaires transitoires - Chimiotactisme

Question Answer
Les contacts cellule-cellule se déroulent en deux étapes- la 1ère étape = interaction cellule-cellule transitoire de type lectine, réversible, faible, rapide (flirt).
- la 2ème étape = interaction protéine-protéine de type intégrine, forte, stable, qq minutes.
1)foyer infectieux envoie des agents chimiotactiques aux cellules endothéliales voisines
2)migration des P-sélectines à la surface des cellules endothéliales
3)liaison P-sélectine à son ligand à la surface du leucocyte
4)contacts transitoires répétés (Rolling) entre P-sélectine et ligand activent les cellules endothéliales
5)liaison de la cellule endothéliale au leucocyte via PAF receptor (via rolling), qui active l'intégrine
6)intégrine agit fortement avec ICAM --> aplatissement du leucocyte
7)signalisation aux cellules endothéliales → contraction → dissociation des jonctions → traversée de l’endothélium par le leucocyte (trans‐endothéliale, leucodiapédèse)
8)chimiotactisme vers le foyer infectieux et phagocytose des agents infectieux
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Contacts intercellulaires permanents - constitution d'une monocouche épithéliale

Question Answer
4 fonctions d'une monocouche épithéliale1) reconnaissance homotypique,
2) étanchéité,
3) ancrage à la matrice extracellulaire,
4) continuité cytosolique
2 conditions nécessaires pour créer une monocouche épithéliale1) jonctions de type cellule-cellule (d'adhérence et serrée),
2) jonctions de type cellule-matrice extracellulaire
Jonctions d'adhérence - 2 rôles1) reconnaissance homotypique (E-cadherine),
2) cohésion intercellulaire et résistance aux tractions (caténine)
Zonula adherens =jonction continue en ceinture d'E-cadhérines entre les cellules d'une monocouche épithéliale, stabilisée par le calcium dans l'espace extracellulaire
Rôle de la caténinerelie E-cadherine et actine, cette liaison a une fonction mécanique et de signalisation -> caténine = sensor, car envoi du signal vers le noyau
Jonctions serrées - rôleimperméabilité des feuillets épithéliaux: séparation des milieux int/ext et de deux compartiments du milieu intérieur
Jonctions serrées - protéines impliquéesassociation occludine et claudine avec la ZO-1, qui interagit avec la spectrine, elle-même reliée aux µfilaments d'actine du cytosquelette = système de décodage
Jonctions serrées - organisation1) pattern en nid d'abeille
2) réseau essentiellement imperméable, même l'eau et aux protons H+
3) perméabilité régulée par des ramifications et la composition
4) barrière contre la mobilité latérale des protéines et des lipides membranaires
5) séparation imperméable entre domaines apical et basolatéral
Jonctions de type cellule-matrice extracellulaire viales hémidesmosomes
Donner la composition en protéines des hémidesmosomes et spécifier leur rôlecollagène et fibronectine --> ancrage de la cellule à la matrice extracellulaire ; intégrine --> récepteurs d'adhésion ; filaments intermédiaires de kératines --> résistance mécanique contre contrainte physique
Jonction communicante GAP - rôletransmission des signaux électriques, constitution de seconds messagers
Jonction communicante GAP - rôles physiologiques1) contraction synchrone des cellules musculaires de la vessie
2) contraction synchrone des cellules musculaires lisses de l'utérus pendant l'accouchement
3) sécrétion simultanée d'insuline par les cellules beta d'un îlot du pancréas exocrine
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Implication physiologique de la polarité épithéliale - fonctions permises grâce aux protéines intrinsèques

Question Answer
Membrane plasmique apicalerégulation de la pénétration des aliments et de l'eau, ainsi que de la sécrétion, +rôle de protection
Membrane plasmique latéralecontact et adhérence entre les cellules, communication intercellulaire
Membrane basalecontact entre la cellule et le substrat, génération de gradients ioniques
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Absorption du glucose par les entérocytes et son stockage par les hépatocytes

Question Answer
Première étapehydrolyse des polymères en dimères de sucrose via l'amlyase, puis en monomères de glucose et de fructose via sucrase ou isomaltase
Deuxième étapetransport du glucose à travers l'entérocyte, du pôle apical au pôle basal --> voir appareil sécréteur
Troisième étapetransport du glucose vers le foie et stockage sous forme de glycogène
Troisième étape - expliquer le mécanisme1) glucose traverse l'endothélium discontinu des lymphatiques intestinaux
2) glucose traverse l'endothélium discontinu des sinusoïdes hépatiques
3) glucose capté par les hépatocytes via transporteur
4) stocké sous forme de glycogène
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Acidification de la lumière gastrique par les cellules pariétales

Question Answer
1)l'excès d'OH cytosolique interagit avec le CO2 du milieu intracellulaire, pour donner du HCO3- (réaction catalysée par l'anhydrase carbonique)
2)HCO3- transporté vers le sang grâce à l'antiport Cl-/HCO3-. Cl- ressort dans la lumière gastrique par sa pompe.
3)K+ est transporté dans la lumière gastrique grâce à la pompe K+
4)le H+ sort dans la lumière gastrique grâce à la pompe H+/K+ ATP-ase
5)association H+ et Cl- --> HCl --> acidification de la lumière gastrique
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