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3.10 : Le Protéasome - Biologie

3.10 : Le Protéasome - Biologie



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Protéine dégradation est aussi essentiel à la cellule que la protéine synthèse. Par exemple, pour fournir des acides aminés pour la synthèse de protéines fraîches, pour éliminer les enzymes en excès et pour éliminer les facteurs de transcription qui ne sont plus nécessaires. Il existe deux dispositifs intracellulaires majeurs dans lesquels les protéines endommagées ou inutiles sont décomposées. Elles sont lysosomes et protéasomes

Lysosomes

Les lysosomes traitent principalement extracellulaire des protéines, par exemple des protéines plasmatiques, qui sont introduites dans la cellule, par exemple, par endocytose. Ce sont des protéines membranaires de la surface cellulaire qui sont utilisées dans l'endocytose médiée par les récepteurs. Les protéines (et autres macromolécules) sont englouties par autophagosomes.

Protéasomes

Les protéasomes traitent principalement des protéines endogènes; c'est-à-dire des protéines qui ont été synthétisées dans la cellule telles que des facteurs de transcription, cyclines (qui doivent être détruites pour préparer la prochaine étape du cycle cellulaire) et des protéines codées par des virus et d'autres agents pathogènes intracellulaires. Les protéasomes s'attaquent également aux protéines qui sont mal repliées en raison d'erreurs de traduction, ou qui sont codées par des gènes défectueux ou qui ont été endommagées par d'autres molécules du cytosol. Structure du protéasome dans la particule centrale (CP) et la particule régulatrice (RP) comme le montre la figure 3.10.2.

La particule centrale est constituée de 2 copies de chacune des 14 protéines différentes qui sont assemblées en groupes de 7 formant un anneau. Les 4 anneaux sont empilés les uns sur les autres (comme 4 beignets) le long d'un centre commun (Figure 3.10.3).

Il y a deux PR identiques, un à chaque extrémité de la particule centrale. Chacune est constituée de 19 protéines différentes (aucune n'est identique à celles de la CP). 6 d'entre eux sont ATPases et certaines des sous-unités ont des sites qui reconnaissent la protéine ubiquitine. L'ubiquitine est une petite protéine (76 acides aminés) qui est conservée dans tous les règnes de la vie (figure 3.10.4) et dont la séquence est pratiquement identique que ce soit chez les bactéries, les levures ou les mammifères. L'ubiquitine est utilisée par toutes ces créatures pour cibler les protéines à détruire (d'où le nom basé sur le terme « ubiquitaire »).

Le processus

Les protéines destinées à la destruction sont conjuguées à une molécule d'ubiquitine qui se lie au groupe amino terminal d'un résidu lysine. Des molécules supplémentaires d'ubiquitine se lient à la première en formant une chaîne et ce complexe se lie ensuite au(x) site(s) de reconnaissance de l'ubiquitine sur le particule régulatrice. La protéine est dépliée par les ATPases en utilisant l'énergie de l'ATP, qui est transloquée dans la cavité centrale de la particule centrale. Plusieurs sites actifs sur la surface interne des deux "beignets" du milieu rompent diverses liaisons peptidiques spécifiques de la chaîne, ce qui produit un ensemble de peptides d'une longueur moyenne d'environ 8 acides aminés. Ceux-ci quittent la particule centrale par une voie inconnue où ils peuvent être encore décomposés en acides aminés individuels par les peptidases dans le cytosol. Cependant, chez les mammifères, ils peuvent être incorporés dans une molécule d'histocompatibilité de classe I à présenter au système immunitaire comme un potentiel antigène. La particule régulatrice libère les ubiquitines pour réutilisation

Traitement de l'antigène par les protéasomes

Dans mammifères, l'activation du système immunitaire entraîne la libération de la cytokine interféron gamma. Cela provoque le remplacement de trois des sous-unités de la particule centrale par des sous-unités de substitution ; les peptides générés dans ce protéasome altéré sont captés par TAP (= ttransporteur uneassocié à l'antigène processing) et transporté du cytosol dans le réticulum endoplasmique où chacun pénètre dans le sillon à la surface d'une molécule d'histocompatibilité de classe I. Ce complexe se déplace ensuite à travers l'appareil de Golgi et est inséré dans la membrane plasmique où il peut être « reconnu » par CD8+ cellules T. Ce n'est probablement pas un hasard si les gènes codant pour les trois substituts particule centrale sous-unités, TAP et tous les CMH (complexe majeur d'histocompatibilité) molécules sont regroupés sur le même chromosome (#6 chez l'homme).


Voir la vidéo: REPLIEMENT DES PROTÉINES: Rôle des chaperons et maladies dégénératives. Biochimie Facile (Août 2022).