Biocell-17 - STS L2 PDF

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STS L2...

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2)

Asymétrie de la mb plasmique :

- Asymétrie due lipidique :  La sphingomyéline et la phosphadylcholine = feuillet externe alors que les deux autres fuillet interne - Asymétrie due aux protéines et aux sucres  Les chaînes oligosaccharidiques = tjrs situé sur le versant extra cell de la bicouche lipidique  Asymétrie due aux protéines : ponts disulfures entre deux résidus sérine sont tjrs retrouvés sur le versant extracell de la bicouche lipidique ; la création de ces ponts disulfures nécessite un milieu oxydant qu’on retrouve dans la luz ; cytosol = réducteur ne permet pas les ponts disulfures  Le domaine extracell des prot transmembranaire est plus volumineux que le domaine cytosolique - Microdomaine membranaire (les radeaux lipidiques)  Composition biochimique particulière = très riche en cholestérol ; riche ou enrichie en glycosphingolipides et sphingophospholipides tels que les sphingomyéline et riche en glycoprotéines ancrées via un GPI  Radeaux lipidiques se reconnaissent par leur épaisseur plus importante ; car constitués d’AG longs et saturés  Tt les constituants lipidiques interagissent par liaisons hydrogène  Tout se déplace ensemble en un seul bloc ; plus de distinction entre les deux feuillets

 Permettent de recruter et concentrer les prot essentielles pr le trafic mb (passage d’un compartiment à l’autre) et la transduction des signaux 2) Perméabilité membranaire :  Perméabilité sélective = permettre le passage de certaines molécules  Perméation = transport de molécules à travers la bicouche lipidique sans mvt de mb  Ces mécanismes de transport obéissent aux lois de la physique :  Loi de diffusion ou loi de Fick :  Phénomène physique qui concerne des gaz dans un solvants ou des solutés dissous dans un solvant  Sous l’effet de l’agitation thermique, ces molécules de soluté auront un mvt brownien sur place ; les molécules rentrent fréquemment en collision avec les molécules de la même espèce et les molécules du solvant  Sous l’agitation thermique, les constituants se déplacent tjrs de la zone la plus concentrée vers le compartiment le moins concentré  Cette loi de Fick s’applique aussi aux structures biologiques telles que les mb  Perméabilité mb dans les mb noires :  Bicouche lipidique plane artificielle uniquement constituée de lipides et pas de protéines  Etude du glc dans cette mb : concentration dans un compartiment puis étudier la vitesse avec laquelle le glc

passe dans l’autre compartiment = vitesse de diffusion ou coefficient (cm/s) de perméabilité  Plus une mol est petite et hydrophobe, plus elle diffuse rapidement  La perméabilité varie également des molécules polaires chargées : perméabilité faible qd ces molécules sont de grandes tailles  Les 3 sucres glc saccharose et mannitol  perméabilité faible à très faible  ATP = perméabilité très faible  Les ions sont exclus du phénomène de diffusion  Pq imperméabilité ? car membranaire ici artificielle donc pas de nécessité de molécules supplémentaires ; diffusion fait intervenir les protéines membranaires intrinsèques  Transports sans mvt de la mb plasmique :  Le mvt de mol à travers les mb biologiques peut s’effectuer de 3 façons : - Transport passif sans prot intrinsèque :  Diffusion simple  Aucune prot intrinsèque  N’utilise pas d’énergie  Il consiste à une diff passive des molécules à travers la bicouche lipidique dans le sens du gradient concentré (du + au – concentré) - Transport passif avec protéine intrinsèque :  Diffusion facilitée  Ne requiert aucune source d’énergie

 Se fait dans le sens du gradient de concentration  Peut se faire dans les deux sens mais tjrs en respectant le sens du gradient de concentration  Canaux ioniques potentiel-dépendant  Canaux ioniques ligand-dépendants  Molécules chargés (glc, AA, …) = transporteurs ou facilitateurs  Aquaporines  Vitesse de transport par diffusion simple et par transporteur :

 Transport de H2O via les canaux hydriques :  Canaux hydriques = aquaporines  Aquaporine = 4 canaux reliés entre eux  Aquaporine = tétramères  Chaque unité va être constitué d’un seul polypeptide (N et C-term dans le cyto)  Pore de diamètre de 0,3 nm

 Très grande spécificité des molécules d’eau  Débit considérable  1 milliard de mol H2O par seconde  Chaque canal fonctionne de manière indépendante  Le transport de l’eau se fait en fonction de la pression osmotique  Chez l’Homme, 12 aquaporines avec des distribution cellulaires spécifiques : AQP1 (€ mb plasmique des érythrocytes, € mb plasmique des cells endothéliales (cells qui vont former et tapisser les vaisseaux sanguins et € mb plasmique des cells proximaux du rein) AQP2 : (€ dans les cells du tube collecteur du rein, mb plasmique des cells animales, mb plasmique des cells végétales)  Structure des transporteurs ou facilitateurs :  Notre organisme contient des milliers de transporteurs  Ils sont généralement constitués d’un seul polypeptide avec 12 hélices alpha transmb (rarement 10 et rarement 14)  agissent sous forme d’un monomère  Il existe que certains transporteurs soient constitués de 6 hélices alpha ;  Dimère de 2 x 6 hélices alpha ou un monomère de 12 hélices alpha  Extrémités N et C term sont dans le cytosol  Transporteur du glc = GLUT  Chez l’Homme, 14 transporteurs du glc  Transporteur ces mol grâce à des changements de conformation

 Le transporteur aura un pore ouvert du côté où se situe la molécule à transporteur et un pore fermé du côté où la concentration est la plus faible  La fixation du glc sur son site va induire un changement de conformation (ce n’est pas un flip flop) donc fermeture du pore du côté « extérieur » et ouverture là où la concentration est la plus faible  Changement d’affinité avec el glc donc libération de ce dernier dans l’espace intracell  Une fois le glc libéré, le pore change à nouveau sa conformation  Effet Ping Pong  Concentration des principaux ions dans le cytosol :  K+ majoritairement dans le cytosol  Les autres ions majoritairement dans le milieu extracell  Les ions sont transportés via des prot intrinsèques spécifiques : les canaux ioniques  Plusieurs familles de canaux ioniques  Ils forment des pores aqueux ; sont très spécifiques mais peuvent transporter deux ions ; très rapides (entre 10^6 et 10^8 ions par seconde  Etat inactif = canal fermé  Etat ouvert = canal ouvert  Changement de conformation va être induit par un stimulus ; l’ouverture est brève et transitoire  Le transport des ions se fait dans le sens du gradient électrochimique : dépend de la charge électrique mb et concentration des ions

 3 types de stimuli :  Modification du champs électrique mb des canaux ioniques potentiel-dépendants (transport des ions sodium, calcium  Fixation d’un ligand sur le canal ionique va permettre de réguler l’ouverture des canaux ioniques liganddépendants ; les ligand peuvent être de différentes natures (ions, nucléotides, neurotransmetteurs, protéines…) ; le ligand peut être extracell ou cytosolique  Phénomènes mécaniques comme des tensions apportées à la mb plasmique ; ils vont réguler les canaux ioniques dit régulés mécaniquement = les canaux mécano-sensibles  Le récepteur nicotinique de l’acétylcholine :  On le trouve € jonction neuro-neuronale, plaque motrice ou jonction neuromusculaire = synapse  3 composants de la synapse : élément pré-synaptique : axone ; fente synaptique ; élément post-synaptique : cell musculaire striée squelettique  Le récepteur nicotinique = pentamère (5 unités mais 4 polypeptides) : 2 sous-unités alpha, une sous-unité bêta, une sous-unité gamma et une sous-unité delta  Chaque sous-unité sera constitué d’un seul polypeptide ; avec un domaine NH2 volumineux et l’extrémité COOH sera à l’ext  Ces diff hélices seront appelés M1 hélice alpha, M2 hélice alpha, …

 L’hélice alpha M2 va être constitué d’AA chargés négativement  Il va faire rentrer les ions du potassium et faire sortir les ions Na+  L’acétylcholine va se fixer sur la sous-unité alpha ; sa va induire un changement de conformation et l’ouverture du pore donc passage d’ions

 La libération de l’acétylcholine va permettre une contraction musculaire  3 types de toxines qui vont inhiber cette activité :

 2 venins de serpents : alpha-bungarotoxine (= antagoniste fort : fixation irréversible sur le site de l’acétylcholine et ne permet pas l’ouverture du pore donc paralysie) et cobratoxine (antagoniste compétitif : en fonction de la concentration ; si concentration très élevé = cobratoxine prend la relève ; fixation réversible)  Liane d’Amazonie : curare (= utilisés chez les populations des forêts vierge sur leurs flèches ; antagoniste compétitif à effet réversible ; son dérivé est utilisé en complément à l’anesthésie pr éviter les contractions musculaires)...