TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE Lundi 15 octobre 2007 TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE Les mécanismes moléculaires du transport par membrane et le maintien de la diversité des compartiments Transport à partir du réticulum endoplasmique à travers le Golgi Transport du TGN vers les lysosomes Transport de la membrane plasmique vers l'intérieur de la cellule : endocytose Transport du TGN vers l'extérieur de la cellule : exocytose

TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA CELLULAIRE III - Transport du Golgi vers les lysosomes

Lundi 15 octobre 2007 Routage p739 #1 p739

A la sortie du réseau trans du Golgi Lundi 15 octobre 2007 A la sortie du réseau trans du Golgi Lysosomes  mécanisme connu Membrane plasmique  mécanisme inconnu Sécrétion  mécanisme mal connu  #1 p739

Lysosomes Sacs d'enzymes uniques Membrane unique hydrolases acides Lundi 15 octobre 2007 Lysosomes Sacs d'enzymes uniques hydrolases acides pH luminal  5 40 types : protéases, nucléases, glycosidases, lipases, phospholipases, phosphatases, sulfatases Membrane unique laisse passer les produits d'hydrolyse dans le cytosol pompe à H+ protéines membranaires hautement glycosylées (protection des protéases de la lumière) #1 p739

Lundi 15 octobre 2007 Lysosomes Si les enzymes s'échappent dans le cytosol, ils ne seront pas actifs puisque pH cytosol  7,2 Entrées Protéines de membrane du lysosome Enzymes lysosomiales Sorties Produits de digestion vers le cytosol Fig 13-31 #1 p740

Fig 13-18 3ème éd pH des lysosomes Endosomes Lysosomes #1 p740 Sonde dont la fluorescence dépend du pH Lundi 15 octobre 2007 pH des lysosomes Fig 13-18 3ème éd #1 p740

Découverte des lysosomes Lundi 15 octobre 2007 Découverte des lysosomes Christian de Duve at the Rockefeller University behind a centrifuge equipped with the Beaufay device #2 p740 Prix Nobel en 1974 partagé avec Albert Claude et George Palade

Définition des lysosomes Lundi 15 octobre 2007 Définition des lysosomes Définition biochimique Morphologie très diverse forme taille … Mise en évidence biochimique Présents chez tous les eucaryotes #2 p740

Lundi 15 octobre 2007 Visualisation histochimique des lysosomes : phosphatase acide Fig 13-32 #2 p740

Lundi 15 octobre 2007 Lysosomes des plantes Grosses vacuoles jusqu'à 90% du volume de la cellule Organite de stockage Contrôleur de la pression pour empêcher la plante de se flétrir Adaptation à manque d'eau, variation de pH, … #3 p740

Contenu des vacuoles Caoutchouc Opium Ail Nourriture dans les graines Lundi 15 octobre 2007 Contenu des vacuoles Caoutchouc Opium Ail Nourriture dans les graines Pigments d'anthocyanine des fleurs … Piège pour les insectes qui pollinisent Poison contre les prédateurs #3 p741

Fig 13-33 Vacuole des cellules végétales Tonoplaste = membrane de la vacuole Lundi 15 octobre 2007 Fig 13-33 #3 p740

Augmentation de volume de la cellule sans augmentation du volume du cytosol Lundi 15 octobre 2007 Fig 13-34 #3 p741

Voies de dégradation dans les lysosomes Lundi 15 octobre 2007 Voies de dégradation dans les lysosomes Enzymes digestives : RE  Golgi  lysosomes Substances à digérer : 3 sources Endocytose : endosomes précoces / tardifs Autophagie : autophagosome  lysosome ou endosome tardif Phagocytose : phagosome des cellules spécialisées (macrophage et neutrophiles) #4 p742

Les 2 types de trafic dans les lysosomes Lundi 15 octobre 2007 Les 2 types de trafic dans les lysosomes Dégradation dans la lumière Endocytose Autophagie Phagocytose (Transport direct dans le lysosome à travers sa membrane) Constituants du lysosome Membrane Enzymes (hydrolases acides) #4 p742

Fig 13-35 Trois voies de dégradation dans les lysosomes #4 p742 Lundi 15 octobre 2007 Fig 13-35 #4 p742

Tri des protéines lysosomiales dans le TGN Lundi 15 octobre 2007 Tri des protéines lysosomiales dans le TGN Protéines lysosomiales Hydrolases Protéines membranaires RE  Golgi  vésicules de transport  endosomes tardifs  lysosomes #5 p742

Comment se fait la reconnaissance de ces protéines ? Lundi 15 octobre 2007 Comment se fait la reconnaissance de ces protéines ? Réponse connue pour les hydrolases Signal de reconnaissance : mannose 6-phosphate (M6P) Signal ajouté aux hydrolases Dans le réseau cis du Golgi M6P-r dans le TGN  vésiculation grâce à clathrine et adaptine #5 p743

fig 13-36 Structure du mannose 6 P sur une enzyme lysosomiale #5 p743 Lundi 15 octobre 2007 Structure du mannose 6 P sur une enzyme lysosomiale fig 13-36 #5 p743

Lundi 15 octobre 2007 La navette du M6P-r Le pH Se lie au M6P à pH 6,5 – 6,7 dans le réseau trans du Golgi Quitte le M6P à pH 6 dans l'endosome tardif Quand le pH des endosomes baisse au cours de leur maturation, l'hydrolase peut accomplir son action Le M6P – r retourne dans des vésicules pour revenir au réseau trans du Golgi pour être réutilisé #6 p743

Fig 13-37 (1 de 2) Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes Lundi 15 octobre 2007 Fig 13-37 (1 de 2) #6 p743

Fig 13-37 (2 de 2) Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes Lundi 15 octobre 2007 Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes Fig 13-37 (2 de 2) #6 p743

Fig 13-37 (1 de 2) Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes Lundi 15 octobre 2007 Fig 13-37 (1 de 2) #6 p743

Lundi 15 octobre 2007 La navette du M6P-r Présence de signal dans la queue cytosolique du M6P-r pour assurer la navette Ressemble à la navette du KDEL-r #6 p743

Lundi 15 octobre 2007 Erreurs Certaines hydrolases même marquées avec M6P vont à la surface où elles sont récupérées par le M6P-r qui fait un détour par la membrane plasmique Elles reviennent par endocytose spécifique #6 p743

Lundi 15 octobre 2007 Pourquoi M6P n'est-il ajouté que sur les hydrolases à destination lysosomiale ? Reconnaissance de l'hydrolase par l'enzyme golgienne qui ajoute le M6P Or toutes les glycoprotéines qui quittent le RE ont les mêmes chaines N-liées  Le signal est ailleurs  C'est un signal patch #7 p743

Synthèse du marqueur M6P sur une hydrolase lysosomiale 1ère étape : spécifiquement activé par un signal patch présent sur l'hydrolase lysosomiale 2ème étape : non spécifique Se fait dans le cis Golgi  protège ces mannoses des mannosidases du médian Golgi Lundi 15 octobre 2007 Fig 13-24 3ème éd #7 p743 Mannose 6-phosphate

Fig 13-38 (1 de 2) Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale #7 p744 Lundi 15 octobre 2007 Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale Fig 13-38 (1 de 2) #7 p744 Deux sites Catalytique reconnaissance

Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale Lundi 15 octobre 2007 Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale Fig 13-38 (2 de 2) #7 p744

Pathologie lysosomiale Lundi 15 octobre 2007 Pathologie lysosomiale Maladies de surcharge lysosomiales Maladies génétiques portant sur les hydrolases  Accumulation des substrats non digérés Désordres neurologiques graves Maladie de Hurler Manque le gène de destruction des glycosaminoglycannes #8 p744

Le plus grave : maladie à inclusions (récessif) (1 de 2) Lundi 15 octobre 2007 Le plus grave : maladie à inclusions (récessif) (1 de 2) Presque toutes les enzymes hydrolytiques manquent  accumulation et inclusion Les enzymes sont sécrétées dans le sang au lieu d'aller dans les lysososmes Mauvais tri dans le Golgi N-acétylglucosamine transférase défectueuse ou manquante Pas de phosphorylation dans le cis Golgi  mauvaise ségrégation dans le réseau trans du Golgi  sécrétion en surface #8 p745

Le plus grave : maladie à inclusions (récessif) (2 de 2) Lundi 15 octobre 2007 Le plus grave : maladie à inclusions (récessif) (2 de 2) L'hépatocyte possède ses enzymes lysosomiales  Autre voie pour diriger les hydrolases vers les lysosomes : laquelle ?? Les protéines membranaires des lysosomes sont triées par une autre voie que le M6P #8 p745

Exocytose des lysosomes Lundi 15 octobre 2007 Exocytose des lysosomes = sécrétion lysosomiale = défécation cellulaire Élimination de débris indigestibles Le lysosome fusionne avec la membrane plasmique Reste marginal #9 p745

Cas particulier : le mélanocyte Lundi 15 octobre 2007 Cas particulier : le mélanocyte Stocke les pigments dans ses lysosomes Ces lysosomes s'appellent mélanosomes Fusionnent avec la membrane plasmique et libèrent leur pigment dans l'espace extra-cellulaire par exocytose Ce pigment est repris par les kératinocytes  pigmentation de la peau Si pas d'exocytose des mélanosomes  albinisme (hypopigmentation) #9 p745

Résumé