Peroxysomes - Notes de cours x PDF

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Cours rédigé au propre, 2019-2020, Fac Rangueil...

Description

UE2 Biologie cellulaire: Peroxysomes

Les Peroxysomes I- Généralités Peroxysomes ! Organites à simple membrane • Organites ovoïdes (0,2 à 0,5 μm de diamètre)! • Spécifique cellules eucaryotes! • Ces peroxysomes peuvent contenir une zone dense aux électrons = nucléoïde cristallin, dense à cause de la structure quasi cristalline dans laquelles on va retrouver des activités enzymatiques! • Pas de génome ! Réseau dans le cytosol • Espèce de petits canaux qui permettent aux péroxysomes d’être reliés les uns aux autres= canalicunes ! • Nombre variable ! • Forment un réseau de peroxysomes ! • Indépendant du système endomembranaire, Car ces peroxysomes de communiquent pas avec le reste de la cellule par le trafic vésiculaire ! Impliqués dans réaction du métabolisme (utilisant O2) • contiennent plus de 40 enzymes (oxydases) qui réalisent des oxydations différentes ! Prix Nobel de physiologie et médecine (de Duve 1974) ! Fractionnement cellulaire + microscopie électronique !

II- Caractérisation des peroxysomes % La fraction paroxysmale est obtenue par fractionnement cellulaire, elle est caractérisée par la présence des Oxydases et de la catalase. ! % Les oxydases ne sont pas spécifiques des peroxysomes, mais dans les peroxysomes y en a beaucoup plus. Les Oxydases sont capables d’utiliser de transformer des métabolites, (qui seront dégradés ou utilisés) en créant du peroxyde d’hydrogène: de l’eau oxygénée.! % La catalase est une enzyme spécifique des peroxysomes, marqueur des peroxysomes. Le peroxyde d’hydrogène étant toxique pour la cellule, la catalase prend en charge l’eau oxygénée pour l’éliminer ou alors pour oxyder certains composés également.!

III- Composition des peroxysomes Il contient 3 grandes familles de protéines:! - Les perméases vont permettre l’entrée des métabolites à l’intérieur des peroxysomes pour qu’ils soient modifiés ou dégradés et d’autres spécialisées dans la sortie des métabolites modifiées! - Les Peroxines membranaires: permettent l’importation des protéines dans les peroxysomes (2 types de peroxines membranaires: capables d’interagir avec les protéines cytosoliques)! - Les Cytochromes p450: capables de faire de l’hydroxylation, ils rajoutent un hydroxyle sur les molécules, les molécules seront plus solubles, ceci permet la détoxification.!

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IV- Fonctions des peroxysomes ! Détoxification: catalase et cytochrome P450 (peut être parfois oxydases)

Métabolisme:

- Perméases: entrée ou sortie des métabolites +++! - Bêta oxydation des acides gas à longue chaîne (plus de 22 carbones)!

- Synthèse lipidique! - M2tabolisme des acides aminés et bases puriques!

V- Biogenèse des peroxysomes - Biogenèse par bourgeonnement et par synthèse de Novo! - Reno uvell emen t perma nent et é limi natio n par autophagie! % La Synthèse de novo: lipides des membranes synthétisées par REL permettent la formation de vésicules pré peroxysomales vides qui se transforment rapidement en vrai peroxysome par importation de protéines péroxysomales qui proviennent du cytosol (importées au niveau de la matrice et de la membrane). Ces peroxysomes seront capables de bourgeonner pour former de nouveaux peroxysomes. VI- Mécanismes d’adressage aux peroxysomes! % Les Lipides membranaires sont pris en charge par des transporteurs cytosoliques, les protéines membranaires viennent du cytosol, seront adressées au niveau de la membrane du peroxysome (on connait pas encore le mécanisme d’importation) Protéines matricielles: certaines protéines de l’intérieur du peroxysome sont adressées par un mécanisme classique qui met en jeu des séquences d’adressage / de signal : PTS1 et PTS2 retrouvée en C-terminal et en N-terminal respectivement. ! Moyen mnémotechnique: faisons dans l’ordre de l’alphabet: C est avant N, donc C-terminal porte PTS1 et N-terminal porte PTS2.! % Ces séquences d’adressage indiquent à la protéine qu’elle doit être adressée dans le peroxysome. Des protéines viennent reconnaître la séquence: les peroxines cytosoliques sont capables de venir reconnaître les peroxines membranaires, donc de traverser la membrane et d’entrer dans la matrice. !

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VII- Pathologies associées aux peroxysomes Maladies Peroxysomales classées en 2 groupes : !

A) Anomalies au niveau de la biogenèse des peroxysomes& % « Pathologies PDB = Peroxysomal Biogenesis Disorders », Syndrome de Zellweger ou maladie des peroxysomes vides.! % Cette pathologie provient de la mutation dans les protéines PEX : les peroxysomes sont non fonctionnels. C’est alors une Maladie qui atteint la biogenèse des peroxysomes: ils sont fabriqués mais vides, dépourvus de certaines activités, certains non fonctionnels.! % Les protéines ne seront pas adressées au peroxysomes, ainsi les activités enzymatiques sont non présentes.!

B) Anomalies au niveau d’une activité enzymatique des peroxysomes % Adrénoleucodystrophie liée à X: La B oxydation des acides gras longue chaîne ne se fait pas à cause de la mutation dans une perméase. Ceci conduit à une accumulation des AG longues chaines. ! % %

Essai de thérapie génique! Traitement Huile de Lorenzo!

% A cause d’une perméase mutée les AG ne peuvent pas rentrer dans le peroxysome, s’accumulent dans la cellule et créent un désordre.! Deux possibilités: ! - réduction du substrat de l’enzyme (consommer de l’huile de Lorenzo, une huile qui a peu d’AG longue chaîne)! - faire des essais de thérapie génique: on rétablit l’expression de la perméase: les AG peuvent rentrer !

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