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Biochimie de la transduction des signaux cellulaires Master 1 Sciences,Technologies, Santé M.T. Thébault Partie 1 Diversité des systèmes de signalisation.

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1 Biochimie de la transduction des signaux cellulaires Master 1 Sciences,Technologies, Santé M.T. Thébault Partie 1 Diversité des systèmes de signalisation intracellulaire

2 Comment les cellules communiquent-elles? Procaryotes Eucaryotes Molécule informative récepteur Cellule de transmission Cellule cible Molécule informative

3 Le devenir dune cellule dépend de lintégration de différents signaux survie division différentiation apoptose

4 Réponse cellulaire Milieu extracellulaire Membrane plasmique Milieu intracellulaire Molécule signal La transduction du signal Récepteur Traduction

5 Les systèmes à un composant Milieu extracellulaire Milieu intracellulaire Ex : Le système DmpR bactérien Membrane A EntréeSortie : Liaison à lADN C ATP

6 Les systèmes à deux composants Reposent sur la phosphorylation de protéines Protein kinase

7 Structure du premier composant - Périplasmique - Capteur du stimulus - Facilite lautophosphorylation de la partie C-terminale Transmembranaire (hydrophobe) - Séquence conservée - Cytosolique - Contient le résidu His phosphorylable N Domaine senseur Domaine transmetteur C

8 Transmet le signal à la cible Structure du 2ème composant Domaine régulateur Domaine récepteur C Contient le résidu Asp phosphorylable Boîtes N

9 Fonctionnement du système H : His D : Asp ATP

10 Un exemple : CheY Un domaine constitué de 5 feuillets alternant avec 5 hélices. 3 résidus hautement conservés : 2 Asp et 1 Lys

11 En résumé Domaine senseur Domaine transmetteur Domaine récepteur Domaine régulateur HKRR

12 Les cibles du deuxième composant Domaine récepteur Domaine effecteur Les RR sont souvent des protéines qui se fixent sur lADN (activation de la transcription) Les RR se fixent aussi sur des protéines (activation de seconds messagers)

13 Milieu intracellulaire A Entrée Sortie : Liaison à lADN C ATP Milieu intracellulaire Milieu extracellulaire 1 composant 2 composants Relation diversité et fonction des systèmes

14 La régulation des porines La régulation des porines OmpF et OmpC HK + phosphatase RR + micF

15 La nage orientée Mouvement au hasard Mouvement orienté Le chimiotactisme

16 Le récepteur du signal Ces chimiorécepteurs sont les MCP (Methyl-accepting Chemotaxis Proteins) effecteur domaine périplasmique (résidus Gln ou Glu)

17 Méthylation - déméthylation des récepteurs Le côté externe reconnaît spécifiquement un ou plusieurs produits. Le côté interne subit une méthylation ou une déméthylation, par 2 protéines antagonistes CheR et CheB. CheR est une méthylase CheB est une déméthylase CH 3 CheR CheB

18 La régulation de la réponse 2 régulateurs de la réponse (déméthylase) (commande la réponse)

19 Entrée Transduction du signal Sortie : sens de rotation La réponse Mouvement en sens inverse des aiguilles dune montre : nage Inversion du sens de rotation : culbute CheY

20 Lautokinase CheA CheA comprend 5 domaines. Elle forme un dimère. Chaque dimère lie 2 récepteurs, par lintermédiaire dune protéine CheW. Daprès Stock et Levit, Current Biology, 2000 CheW MCP HK

21 Le système Pho Ex: E. coli 2 HK 1 RR

22 Le système Arc Système à kinase « hybride » Détermine ladaptation réversible de la cellule bactérienne à lanaérobiose. Son activation entraîne: -La répression du cyt O et denzymes du cycle de Krebs inhibition de la respiration aérobie -Lactivation de la respiration anaérobie et de la fermentation

23 Un capteur – kinase ArcB Une protéine régulatrice ArcA Domaine transducteur primaire Domaine récepteur Domaine transducteur secondaire Les 2 composants

24 Le fonctionnement du système Daprès Kwon et al., J. Biol. Chem., 278, (2003) anaérobioseaérobiose En anaérobiose, ArcB sautophosphoryle et phosphoryle ArcA sur un résidu Asp, par lintermédiaire de His 292, puis de Asp 576, puis de His 717 En aérobiose, lauto- phosphorylation de ArcB est inhibée par les quinones (lactate)

25 Le déclenchement de la sporulation Linduction de la sporulation Lendospore est formée au cours dune série détapes.

26 Le fonctionnement du système Ex : Bacillus subtilis Phosphorelais Daprès Hoch, in « Two-componant signal transduction », 1995


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