TRAFIC V

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TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE
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TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA-CELLULAIRE

1. Les mécanismes moléculaires du transport par
   membrane et le maintien de la diversité des
   compartiments
2. Transport à partir du réticulum endoplasmique à
   travers le Golgi
3. Transport du TGN vers les lysosomes
4. Transport de la membrane plasmique vers
   l'intérieur de la cellule endocytose
5. Transport du TGN vers l'extérieur de la cellule
   exocytose

3
TRAFIC VÉSICULAIRE INTRA CELLULAIRE

• III - Transport du Golgi vers les lysosomes

4
Routage p739
5
A la sortie du réseau trans du Golgi

• Lysosomes ? mécanisme connu
• Membrane plasmique ? mécanisme inconnu
• Sécrétion ? mécanisme mal connu
• ?

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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)

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Fig 13-31

• 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

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Fig 13-18 3ème éd

• pH des lysosomes

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Découverte des lysosomes
Christian de Duve at the Rockefeller University
behind a centrifuge equipped with the Beaufay
device
Prix Nobel en 1974 partagé avec Albert Claude et
George Palade
10
Définition des lysosomes

• Définition biochimique
• Morphologie très diverse
• forme
• taille
• Mise en évidence biochimique
• Présents chez tous les eucaryotes

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Fig 13-32

• Visualisation histochimique des lysosomes
  phosphatase acide

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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,

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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

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Fig 13-33

• Vacuole des cellules végétales
• Tonoplaste membrane de la vacuole

15
Fig 13-34

• Augmentation de volume de la cellule sans
  augmentation du volume du cytosol

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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)

17
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)

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Fig 13-35

• Trois voies de dégradation dans les lysosomes

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Tri des protéines lysosomiales dans le TGN

• Protéines lysosomiales
• Hydrolases
• Protéines membranaires
• RE ? Golgi ? vésicules de transport ? endosomes
  tardifs ? lysosomes

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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

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fig 13-36

• Structure du mannose 6 P sur une enzyme
  lysosomiale

22
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

23
Fig 13-37 (1 de 2)

• Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

24
Fig 13-37 (2 de 2)

• Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

25
Fig 13-37 (1 de 2)

• Transport des nouvelles hydrolases aux lysosomes

26
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

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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

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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

29
Fig 13-24 3ème éd

• 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

Mannose 6-phosphate
30
Fig 13-38 (1 de 2)

• Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale

• Deux sites
• Catalytique
• reconnaissance

31
Fig 13-38 (2 de 2)

• Reconnaissance d'une hydrolase lysosomiale

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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

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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

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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

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Exocytose des lysosomes

• sécrétion lysosomiale défécation cellulaire
• Élimination de débris indigestibles
• Le lysosome fusionne avec la membrane plasmique
• Reste marginal

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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)

37
Résumé