Signal de dégradation des protéines

[Marmotte]

Salut, en révisant mon cours je me suis rendue compte qu'il y avait un point qui n'était pas claire pour moi j'ai donc besoin de votre aide ;)

Alors dans le cours on parle de signal 1 qui met en jeu PEST et du signal 2 avec le protéasome et donc l'ubiquitination mais est-ce que le 2 dépend du 1 ou sont-ils complètement indépendant et agissent donc sur des choses différentes ? Ce point n'est pas très clair pour moi !

Merci beaucoup et bon week-end !

 

Bon courage à tous les autres PASS, on en est à la moitié on lâche pas ! 

[Aminarthrose]

Coucouuu @Marmotte,

 

Alors je pense que tu parle du cours sur le cytosol, cependant en cherchant dans le cours je ne vois aucun passage qui parle de PEST, pourrais tu me spécifier le passage du cours qui en parle stp, ou bien le cours qui en parle spécifiquement ? 

[Marmotte]

Ah oui pardon j'ai oublié de spécifier c'est bien le cours sur le cytosol et c'est dans la partie  de dégradation des protéines et signaux de dégradation, c'est  sur le diapo du prof que je l'y ai vu et du coup beh toute cette partie là n'est pas très claire pour moi

 

[Aminarthrose]

Le 15/10/2022 à 08:58, Marmotte a dit :

Ah oui pardon j'ai oublié de spécifier c'est bien le cours sur le cytosol et c'est dans la partie  de dégradation des protéines et signaux de dégradation, c'est  sur le diapo du prof que je l'y ai vu et du coup beh toute cette partie là n'est pas très claire pour moi

 

Nickel merci c'est bon j'ai trouvée !

 

Alors en fait pour la dégradation des protéines tu va avoir "2 types de signaux de dégradation". 

Le premier c'est quand la protéines est orientée vers la dégradation:

 

En fait tu va avoir la destruction de certaines protéines qui met en jeu des signaux spécifiques qui déclenchent la cascade enzymatique de l’UPS.Et tu va du coup avoir la règle de l'AA terminale : il y'a certains AA N terminaux qui sont stabilisants du coup et d'autres déstabilisants et vont orienter vers la protéolyse (hydrolyse des protéines par des enzymes). Par exemple, les protéines cytosoliques ont une méthionine en position N-terminale, le deuxième AA de l’extrémité N-terminale a aussi un effet stabilisant.

Pour les protéines destinées à d’autres compartiments cellulaires, si le deuxième AA n’est pas adapté, il va avoir un rôle déstabilisant. 

Du coup, les protéines sont orientées vers la protéolyse dans le cas où leur migration vers le compartiment physiologique ne se fait pas. La protéolyse elle utilise de l'ATP du coup (d'où le PEST, qui veut simplement dire protéolyse avec une phosphorylation dus à l'ATP).

Mais des fois, l’AA qui a une fonction déstabilisante (le 2ème) n’est pas accessible au système UPS sur la protéine néosynthétisée. Du coup, tu va avoir des mécanismes propres qui contrôlent un démasquage secondaire : Soit par clivage de l’extrémité amino-terminale par des protéases spécifiques par exemple, ou par la dissociation régulée d’une sous-unité protéique

 

Tu va aussi avoir d'autres signaux de dégradation:

Par exemple, l'exposition d'une séquence hydrophobe qui est dans la protéine caché, mais du coup va se retrouvée démasquée via un changement de conformation. Ce qui va permettre la dégradation d'une protéine mal conformée.

 

Tu va aussi avoir la phosphorylation d'une protéine régulatrice : par exemple les Cdk et CDKI qui sous forme phosphoryler/ déphosphoryler va contrôler l'état de stabilité de la protéine et du coup si elle est phosphoryler ça va activer la voie de dégradation aussi.

 

Pour le deuxième signal:

 

C'est lié à l'activation du système UPS. En fait, le système UPS il est activé grâce à différentes sous unités. En premier, tu va avoir la sous unité E1 qui va activer Ub et va activer le système UPS. Cette Ub se lie par liaison thioester entre le COOH de l'Ub et la cystéine de l'E1; Ensuite, l'Ub va être transférée sur la cystéine d'une sous unités enzymatique E2 ce qui va crée l'intermédiaires "E2-S Ub". Sauf que les protéines E2 fonctionnent en association avec une sous unités protéique E3. Et c'est ce complexe E2-E3 qui va se lier spécifiquement à la protéine à dégrader.

 

 

Les protéasomes sont retrouvés dans le cytosol et le nucléoplasme. 

Les protéases du protéasome hydrolysent en plusieurs sites le squelette polypeptidique, ce qui va libérer de courts peptides. 
Les protéasomes dégradent également les protéines du réticulum endoplasmique (RE). Si ces protéines ne se replient pas ou ne s’assemblent pas correctement dans le RE, elles sont détectées par un système de surveillance qui contrôle la qualité des protéines du RE. Ce système déclenche, en cas de conformation incorrecte, leur rétrotranslocation dans le cytosol, puis leur dégradation par le protéasome. Les peptides libérés vont être découpés en AA par des peptides cytosoliques.

 

Donc pour répondre à ta question, les deux signaux sont liés. Tu va avoir en premier un signal qui est au niveau des AA en N terminale, et l'autre qui est va l’adresser au système de dégradation UPS via les protéasome.

Je sais pas si c'est plus clair, dis moi si c'est pas du tout le cas j'expliquerais mieux !! N'hésite pas si tu as d'autres questions 

 

Bon courage !!

 

[Marmotte]

il y a 23 minutes, Aminarthrose a dit :

Nickel merci c'est bon j'ai trouvée !

 

Alors en fait pour la dégradation des protéines tu va avoir "2 types de signaux de dégradation". 

Le premier c'est quand la protéines est orientée vers la dégradation:

 

En fait tu va avoir la destruction de certaines protéines qui met en jeu des signaux spécifiques qui déclenchent la cascade enzymatique de l’UPS.Et tu va du coup avoir la règle de l'AA terminale : il y'a certains AA N terminaux qui sont stabilisants du coup et d'autres déstabilisants et vont orienter vers la protéolyse (hydrolyse des protéines par des enzymes). Par exemple, les protéines cytosoliques ont une méthionine en position N-terminale, le deuxième AA de l’extrémité N-terminale a aussi un effet stabilisant.

Pour les protéines destinées à d’autres compartiments cellulaires, si le deuxième AA n’est pas adapté, il va avoir un rôle déstabilisant. 

Du coup, les protéines sont orientées vers la protéolyse dans le cas où leur migration vers le compartiment physiologique ne se fait pas. La protéolyse elle utilise de l'ATP du coup (d'où le PEST, qui veut simplement dire protéolyse avec une phosphorylation dus à l'ATP).

Mais des fois, l’AA qui a une fonction déstabilisante (le 2ème) n’est pas accessible au système UPS sur la protéine néosynthétisée. Du coup, tu va avoir des mécanismes propres qui contrôlent un démasquage secondaire : Soit par clivage de l’extrémité amino-terminale par des protéases spécifiques par exemple, ou par la dissociation régulée d’une sous-unité protéique

 

Tu va aussi avoir d'autres signaux de dégradation:

Par exemple, l'exposition d'une séquence hydrophobe qui est dans la protéine caché, mais du coup va se retrouvée démasquée via un changement de conformation. Ce qui va permettre la dégradation d'une protéine mal conformée.

 

Tu va aussi avoir la phosphorylation d'une protéine régulatrice : par exemple les Cdk et CDKI qui sous forme phosphoryler/ déphosphoryler va contrôler l'état de stabilité de la protéine et du coup si elle est phosphoryler ça va activer la voie de dégradation aussi.

 

Pour le deuxième signal:

 

C'est lié à l'activation du système UPS. En fait, le système UPS il est activé grâce à différentes sous unités. En premier, tu va avoir la sous unité E1 qui va activer Ub et va activer le système UPS. Cette Ub se lie par liaison thioester entre le COOH de l'Ub et la cystéine de l'E1; Ensuite, l'Ub va être transférée sur la cystéine d'une sous unités enzymatique E2 ce qui va crée l'intermédiaires "E2-S Ub". Sauf que les protéines E2 fonctionnent en association avec une sous unités protéique E3. Et c'est ce complexe E2-E3 qui va se lier spécifiquement à la protéine à dégrader.

 

 

Les protéasomes sont retrouvés dans le cytosol et le nucléoplasme. 

Les protéases du protéasome hydrolysent en plusieurs sites le squelette polypeptidique, ce qui va libérer de courts peptides. 
Les protéasomes dégradent également les protéines du réticulum endoplasmique (RE). Si ces protéines ne se replient pas ou ne s’assemblent pas correctement dans le RE, elles sont détectées par un système de surveillance qui contrôle la qualité des protéines du RE. Ce système déclenche, en cas de conformation incorrecte, leur rétrotranslocation dans le cytosol, puis leur dégradation par le protéasome. Les peptides libérés vont être découpés en AA par des peptides cytosoliques.

 

Donc pour répondre à ta question, les deux signaux ne sont pas liés. Tu va en avoir un (1), qui est lié à ses AA en N terminale, et l'autre qui est lié à la dégradation par le système UPS via les protéasome.

Je sais pas si c'est plus clair, dis moi si c'est pas du tout le cas j'expliquerais mieux !! N'hésite pas si tu as d'autres questions 

 

Bon courage !!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ah ok c'est déjà un peu plus clair, mais au début tu dis que le premier signal déclenche la cascade enzymatique UPS donc si je comprends bien lui aussi agit sur UPS mais il n'est pas lié avec le signal 2 ! Est-ce qu'il y aura donc dans tous les cas ubiquitinylation ? 

Je vais peut-être te faire répéter des trucs désolée ! 

[Moustache]

Coucou @Marmotte

 

Je vais essayer de synthétiser tout ça pour que tu puisses y voir clairement. 

On va reprendre depuis le début. 

Déjà il faut retenir qu'une protéine n'est pas éternelle donc il va bien falloir la dégrader à un moment, soit parce qu'elle est trop "vieille", soit parce qu'elle a des anomalies (par exemple: mauvais repliement malgré les chaperonnes) soit parce qu'elle est exogène (virus etc...). 

Cette protéine va porter un signal de dégradation qui va l'orienter vers un des trois types de dégradation:

*ta protéine va se retrouver dans un lysosome qui va détruire cette protéine grâce à des hydrolases acides (ta protéine ne pourra pas survivre à un ph aussi bas)

*ta protéine reste dans le cytosol et va être détruite par des protéases solubles 

*ta protéine reste dans le cytosol mais va être détruite par un protéasome -> donc ubiquitinylation. 

 

Maintenant, on va parler plus en détails des différents signaux: 

Ta protéine va avoir un premier signal qui va l'orienter vers la dégradation. Ce signal peut varier d'une protéine à une autre:

*Soit ta protéine possède une extrémité N-terminale particulière. En gros, sur cette extrémité, tu peux avoir des AA déstabilisants qui vont orienter la protéine vers la protéolyse. 

*Soit ta protéine possède une séquence hydrophobe qui est à la base "cachée" et qui va être démasquée lorsque ta protéine va changer de conformation. 

*Soit ta protéine va subir une phosphorylation qui lui indique qu'elle doit être dégradée (attention, dès qu'une protéine est phosphorylée, ça ne veut pas dire qu'elle va être automatiquement dégradée, ici c'est une phosphorylation particulière qui n'est pas détaillée). 

 

Une fois ce premier signal exprimé, ta protéine va exprimer un deuxième signal qui va l'adresser vers un des trois types de dégradation (ce que j'ai raconté au début de mon message). Ici on va parler du troisième type qui est la dégradation via le protéasome.

Une protéine dégradée par le protéasome doit être « étiquetée » par une chaîne d’ubiquitine (poly-ubiquitinylation).

Je te mets un petit schéma pour que tu visualises: 

E1=enzyme d'activation de l'ubiquitine,  va établir une liaison thioesther entre la fonction COOH de l'ubiquitine et la chaîne latérale d'une cystéine de E1 (nécessite de l'ATP!!). C'est l'activation du système UPS.

E1 va transférer son ubiquitine  sur la cystéine d'une sous-unité de E2=enzyme de conjugaison de l'ubiquitine et ce complexe E2/ubiquitine va être reconnu par E3= enzyme de ligation de l'ubiquitine qui va se lier d'un côté à E2/ubiquitine et de l'autre à la protéine qui doit être dégradée (=substrat sur l'image). 

Ensuite, tu auras un transfert de L'ubiquitine de E2 sur la fonction amine d'une lysine de la protéine à dégrader. 

D'autres molécules d'ubiquitine vont pouvoir se fixer sur la première molécule d'Ubiquitine qui est sur la protéine, grâce à E1. C'est la poly-ubiquitinylation (la fameuse étiquette). 

Le protéasome va pouvoir reconnaître la protéine à dégrader grâce à son étiquette.

Il est constitué d’un complexe protéasique et de deux complexes régulateurs ( les deux couvercles) , à l’intérieur du complexe protéasique, on retrouve des protéines qui ont des activités d’hydrolyse de liaisons peptidiques.

Les complexes régulateurs ont pour fonction la reconnaissance de la protéine à dégrader, le dépliement de cette dernière grâce à l'activité ATPase qui va également cliver la chaîne d'ubiquitine. 

La protéine dépliée va passer dans le complexe protéasique et les peptidases vont hydrolyser les liaisons peptidiques de la protéine en plusieurs morceaux. 

 

Donc au final, le signal 1 est lié au signal 2!!!

 

Est-ce que c'est plus clair pour toi? 

 

[Marmotte]

il y a une heure, Moustache a dit :

Coucou @Marmotte

 

Je vais essayer de synthétiser tout ça pour que tu puisses y voir clairement. 

On va reprendre depuis le début. 

Déjà il faut retenir qu'une protéine n'est pas éternelle donc il va bien falloir la dégrader à un moment, soit parce qu'elle est trop "vieille", soit parce qu'elle a des anomalies (par exemple: mauvais repliement malgré les chaperonnes) soit parce qu'elle est exogène (virus etc...). 

Cette protéine va porter un signal de dégradation qui va l'orienter vers un des trois types de dégradation:

*ta protéine va se retrouver dans un lysosome qui va détruire cette protéine grâce à des hydrolases acides (ta protéine ne pourra pas survivre à un ph aussi bas)

*ta protéine reste dans le cytosol et va être détruite par des protéases solubles 

*ta protéine reste dans le cytosol mais va être détruite par un protéasome -> donc ubiquitinylation. 

 

Maintenant, on va parler plus en détails des différents signaux: 

Ta protéine va avoir un premier signal qui va l'orienter vers la dégradation. Ce signal peut varier d'une protéine à une autre:

*Soit ta protéine possède une extrémité N-terminale particulière. En gros, sur cette extrémité, tu peux avoir des AA déstabilisants qui vont orienter la protéine vers la protéolyse. 

*Soit ta protéine possède une séquence hydrophobe qui est à la base "cachée" et qui va être démasquée lorsque ta protéine va changer de conformation. 

*Soit ta protéine va subir une phosphorylation qui lui indique qu'elle doit être dégradée (attention, dès qu'une protéine est phosphorylée, ça ne veut pas dire qu'elle va être automatiquement dégradée, ici c'est une phosphorylation particulière qui n'est pas détaillée). 

 

Une fois ce premier signal exprimé, ta protéine va exprimer un deuxième signal qui va l'adresser vers un des trois types de dégradation (ce que j'ai raconté au début de mon message). Ici on va parler du troisième type qui est la dégradation via le protéasome.

Une protéine dégradée par le protéasome doit être « étiquetée » par une chaîne d’ubiquitine (poly-ubiquitinylation).

Je te mets un petit schéma pour que tu visualises: 

E1=enzyme d'activation de l'ubiquitine,  va établir une liaison thioesther entre la fonction COOH de l'ubiquitine et la chaîne latérale d'une cystéine de E1 (nécessite de l'ATP!!). C'est l'activation du système UPS.

E1 va transférer son ubiquitine  sur la cystéine d'une sous-unité de E2=enzyme de conjugaison de l'ubiquitine et ce complexe E2/ubiquitine va être reconnu par E3= enzyme de ligation de l'ubiquitine qui va se lier d'un côté à E2/ubiquitine et de l'autre à la protéine qui doit être dégradée (=substrat sur l'image). 

Ensuite, tu auras un transfert de L'ubiquitine de E2 sur la fonction amine d'une lysine de la protéine à dégrader. 

D'autres molécules d'ubiquitine vont pouvoir se fixer sur la première molécule d'Ubiquitine qui est sur la protéine, grâce à E1. C'est la poly-ubiquitinylation (la fameuse étiquette). 

Le protéasome va pouvoir reconnaître la protéine à dégrader grâce à son étiquette.

Il est constitué d’un complexe protéasique et de deux complexes régulateurs ( les deux couvercles) , à l’intérieur du complexe protéasique, on retrouve des protéines qui ont des activités d’hydrolyse de liaisons peptidiques.

Les complexes régulateurs ont pour fonction la reconnaissance de la protéine à dégrader, le dépliement de cette dernière grâce à l'activité ATPase qui va également cliver la chaîne d'ubiquitine. 

La protéine dépliée va passer dans le complexe protéasique et les peptidases vont hydrolyser les liaisons peptidiques de la protéine en plusieurs morceaux. 

 

Donc au final, le signal 1 est lié au signal 2!!!

 

Est-ce que c'est plus clair pour toi? 

 

Alors là oui c'est clair comme de l'eau de roche merci beaucoup j'ai tout compris tu m'as complètement débloquée !!  Merci beaucoup !!!!

[Moustache]

il y a 7 minutes, Marmotte a dit :

Alors là oui c'est clair comme de l'eau de roche merci beaucoup j'ai tout compris tu m'as complètement débloquée !!  Merci beaucoup !!!!

avec plaisir, si tu as d'autres questions n'hésite pas