104
Docteur Laurent PELLETIER Année universitaire 2010/2011 Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés. UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication inter- cellulaire via les récepteurs membranaires

UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

  • Upload
    lenhi

  • View
    219

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Docteur Laurent PELLETIERAnnée universitaire 2010/2011

Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés.

UE2 : Biologie cellulaire

Chapitre 4 :La communication inter-

cellulaire via les récepteurs membranaires

Page 2: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

• Propriétés générales

• Mise en évidence – caractérisation

• Structure

• Divers types de récepteurs

Page 3: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires« Ligand »

Récepteur

Milieu extracellulaire

Membraneplasmique

Cytosol« Effecteur

primaire »

« 2nd

messager »

« Transduction »

« Effecteursecondaire »

Page 4: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

Page 5: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Ehrlich, 1910 : « Pour qu’une substance puisse agir, elle doit se fixer »

Récepteurs membranaires

R membranaires : protéines membranaires intrinsèquesreconnaissant des molécules hydrophiles(peptides, protéines…)

3 Domaines :- Extracellulaire

hydrophile (glycosylé)site de reconnaissance & fixation spécifique du ligand

- TransmembranaireSéquence(s) hydrophobe(s)

- IntracellulaireDomaine fonctionnel (Transduction)

Mono / multimère

Page 6: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

Ligand

libre Récepteur Complexe L-R

Liaison de faible énergieL. hydrogèneL. Van der WaalsL. ioniquesL. hydrophobes

Grand nombre

Sensibles l’environnement (pH, ions…)

Page 7: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

Mise en évidence

1. Liaison du ligand marqué (3H, 125I, 14C…)

2. Lavage

3. Mesure du ligand fixé

Page 8: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Interaction ligand-récepteur :

• Réversible

• Haute affinité

• Spécificité

• Capacité limitée

Récepteurs membranaires

K

RLRL

dRL ]][[RL ][

10-8 M

Page 9: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesTous les ligands sont-ils égaux devant un

récepteur ?

Page 10: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Signal intracellulaire

Agoniste

Signal intracellulaire

Antagoniste

AgonisteLigands

Antagoniste - Compétitifs- Non compétitifs

« Substance qui se lie à un récepteur spécifique sans provoquer son activation mais qui peut bloquer l’action d’un médiateur agoniste »

« Agent qui se lie à un récepteur spécifique en induisant son activation »

Ligands / Agonistes / Antagonistes

Page 11: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

- Curare, -bungarotoxine

- Tétracaïne et Proadifen

Ligands / Agonistes / Antagonistes

Page 12: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

FGF

ChondrocytesChondrocytes- Cellules épithéliales (vessie, prostate)- lignée B - Cellules épithéliales (vessie, prostate)- lignée B

Prolifération Prolifération

Carcinome Hypochondroplasie,Nanisme thanatophore

FGF-R3 FGF-R3

Page 13: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

+

VEGF-A

VEGF-R1 VEGF-R2

Membrane plasmique

Cytosol

+1 ligand → x récepteurs

VEGF-B

+

&x ligands → 1 récepteur

Cellule endothéliale

Récepteurs membranairesExemples

-+

Ang-1 Ang-2

Tie-2

Page 14: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

1 ligand → plusieurs récepteurs

Récepteurs membranaires

1 récepteur → plusieurs ligands

Effet cellulaire = F (récepteur, ligand, type cellulaire)Effet cellulaire = F (récepteur, ligand, type cellulaire)

1 ligand + 1 récepteur → plusieurs effets (cellules)

Sans oublier les interactions entre les voies de signalisation !!!

Page 15: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Purification difficile car - concentration basse

- protéines membranaires

Marquage d’affinité

Chromatographie d’affinité

Clonage par expression

Récepteurs membranairesPurification

Page 16: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

L marqué R L-R

NH2│

NH2│

NH2│

NH2│

+

L-R

C — C│ │NH NH│ │

O O

Réactif de pontage

ex : N-hydroxysuccinimide (NHS)

→ Visualisation de R-L*

→ Caractérisation moléculaire (PM en SDS-PAGE)

→ Purification

PurificationMarquage d’affinité

Page 17: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

- Support solide + ligand spécifique (agoniste / antagoniste)

PurificationChromatographie

d’affinité

- R retenu par liaison au ligand

- R élué par ligand en excès (ou pH, force ionique)

Page 18: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteursmembranaires

À activité enzymatique

Sans activitéenzymatique

RTK(RYK)

Canaux ioniques

Couplés Prot G

R cytokines

RTP(RYP)

Récepteurs membranaires

Page 19: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteursmembranaires

À activité enzymatique

Sans activitéenzymatique

RTK(RYK)

Canaux ioniques

Couplés Prot G

R cytokines

RTP(RYP)

Récepteurs membranaires

Page 20: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteursmembranaires

À activité enzymatique

Sans activitéenzymatique

RTK(RYK)

Canaux ioniques

Couplés Prot G

R cytokines

RTP(RYP)

Récepteurs membranaires

Page 21: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur canal ionique

Ionotropique Métabotropique

Canal ionique = pore aqueux → transport passif d’ions (sens gradient électrochimique)

Page 22: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Ionotropique Métabotropique

Acétylcholine Nicotinique

(muscle squelettique)

Muscarinique

(muscle cardiaque)

Glutamate NMDA, AMPA, kainate mGluR

GABA(Ac. -amino butyrique)

GABAA GABAB

Autres Sérotonine Adrénaline (β-adr.)

Récepteur canal ionique

Page 23: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur canal ioniqueRécepteurs cholinergiques

Ionotropique MétabotropiqueType

nicotinique muscariniqueNom

rapide LenteConduction

SNC (10 %)+ SNP

SNC (90 %)+ SNPExpression S.N.

7 5Sous-types

Excitateur Excitateur / InhibiteurEffet

Cell. Musc. Sq.Musc. card.,Cell. Endo.

Expression périphérique

Page 24: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

pentamérique : 2, ou

Monomère : 4 hélices (M1-M4)

Récepteur nicotinique

Structure

Page 25: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

M2→ Canal

Récepteur nicotinique

Page 26: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Activation

2 Ach → 2

10 000 Na+ / 0.5 s

Récepteur nicotinique

Désensibilisation

Ach rapidement dissociée

AchE

Phosphorylation → fermeture

Page 27: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur nicotinique

AXONE

MUSCLE

Page 28: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur nicotinique

La jonction neuro-musculaire

Sarcoplasme

Myofibrille

SarcolemmeCellule satellite

Page 29: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur nicotinique

La jonction neuro-musculaire

Tubule TCiternes terminales

Triade

MitochondrieSarcolemme

Myofibrille

Myofibrilles Reticulum sarcoplasmique

Filament épaisFilament fin

Page 30: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur nicotiniqueLa jonction neuro-musculaire

Page 31: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur nicotinique

R. à la Dihydropyridine

• Sarcolemme (Tubule T)

• Canal Ca2+

• Voltage-dépendant

R. à la Ryanodine

• Mb R. sarcoplasmique

• Canal Ca2+

La jonction neuro-musculaire

Page 32: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur nicotinique

3.105 Ach /AChE/min

La jonction neuro-musculaire

Page 33: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur nicotinique

Pharmacologie

Pathologie

• Myasthénie

CH2 CH2 N

CH3

OC

CH3

OCH3

CH3

+ CH2 CH2 N

CH3

OC

NH2

OCH3

CH3

+

Acétylcholine Carbachol

Autres : • Tubocurarine• Physostigmine

Page 34: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur nicotinique

Et la toxine botulique ?!

Pharmacologie

CH2 CH2 N

CH3

OC

CH3

OCH3

CH3

+

Acétylcholine

Page 35: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Protéine G

Acétylcholine

Effet biologique

Récepteur muscarinique

Page 36: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Dépolarisation

Hyperpolarisation

Récepteur muscarinique

Page 37: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur canal ionique

Etude des canaux ioniques et de la perméabilité membranaire

Temps (ms)

Patch clamp

ddp

Page 38: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Echelle : 1 canalPatch clamp

Récepteur canal ionique

Page 39: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur canal ionique

LigandIons

Cellule attachée

Récepteur-canal Messager intracellulaire

2nd

messager

« Inside out »

Patch clamp

Page 40: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteursmembranaires

À activité enzymatique

Sans activitéenzymatique

RTK(RYK)

Canaux ioniques

Couplés Prot G

R cytokines

RTP(RYP)

Récepteurs membranaires

Page 41: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Protéine│

OH

Protéine│OI

HO – P = O I

OH

Protéine kinase

Protéine phosphatase

H2OPi

Adénine

Ribose ATP ADP

PhosphorylationGénéralités

Groupements phosphate

Page 42: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Phosphorylation

Tyrosine (Y) Sérine (S) Thréonine (T)

Tyrosine kinases

Récepteurs : EGF-R, Ins-R…

Autres : JAK, Src, MEK…

Sérine-thréonine kinases

Ex : MAPKs, PKA, PKC, ERK1,2, Raf…

Généralités

Page 43: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

cellules en culture

ElectrophorèseSDS-PAGE

-

+

Coloration Autoradiographie

Stimulus- +

Récepteurs à activité TKMise en évidence de la phosphorylation

de protéines in vitro

Na332PO4

ATP 32P

Extraction protéines

stimulus

Page 44: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Phosphorylation

Un interrupteur biochimique

Page 45: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

5’AMP

PhosphorylationProtéine Kinase A(PK AMPc-dépendante)

PKA

Phosphodiesterase(PDE)PP AMPcATP

Page 46: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

PhosphorylationProtéine Kinase A

• AMPc

• PKA

Cytoplasme

Noyau

Page 47: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Glycogène synthase

Glycogène synthase

Glycogènen+1

Glycogène + UDP-glucosen

Phosphorylation

Phosphorylase kinase

Phosphorylasekinase

PKA

Glycogène phosphorylase

Glycogène phosphorylase

Glycogènen

Glycogène n-1+

glucose 1-PGlycolyse

PPPhosphorylasekinase

PPGlycogènePhosphorylase

PPGlycogènesyntase

Page 48: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteursmembranaires

À activité enzymatique

Sans activitéenzymatique

RTK(RYK)

Canaux ioniques

Couplés Prot G

R cytokines

RTP(RYP)

Récepteurs membranaires

Page 49: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Domaine extracellulaire :

N-terminal, glycosylé, riche en cystéines,

Site de reconnaissance du ligand

Récepteurs à activité TKCaractères communs

Domaine transmembranaire :

hélice , 22-25 aa

Domaine intracellulaire

C-terminal, domaine activité TK,

Tyrosines

Protéines transmembranairesN

C

Page 50: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TK

Page 51: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Principe d’activation

Page 52: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Principe d’activation

P

P

P

P

P

P

Page 53: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKMise en évidence de l’autophosphorylation

Méthode historique :

ATP 32P

Na332PO4

EGF

Lysat cellulaire

Electrophorèse + autoradiographie

Page 54: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKMise en évidence de l’autophosphorylation

EGF-R

UnT EGF

170 kDa

Pi-EGF-R 170 kDa

UnT : Non traité (Témoin)EGF : cellules stimulées avec l’EGF

Page 55: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKPrincipe d’activation

??

Page 56: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Opération séduction en Espagnela biocel…

Page 57: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKPrincipe d’activation

Page 58: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

Page 59: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

• SH1 : Tyrosine Kinase activity

• SH2 : pTyr-Met/Val-X-Met

• SH3 : R-X-X-P-X-X-P

• SH4 : myristylation

N CSH4 SH3 SH2 SH1

Domaines SH = Src homology domains

Page 60: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

Src1911, Peyton ROUS Rous Sarcoma Virus (RSV) Gag, pol, env, src

Oncogène, proto-oncogèneV-src, c-src1966, Nobel

Page 61: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

Page 62: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TK

SH3SH2

GRB-2(Growth Receptor Binding protein)

SH3

SOS(Son Of Sevenless)

Pro-richRasGEF

EGF-R

Page 63: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

Ras/GDP

Ras

21 kDa

Monomère

GTPase

GTP / GDP

Active / Inactive

Proto-oncogène

Page 64: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

GAP

SOS (GEF)

GEF : Guanine nucleotide Exchange FactorGAP : GTPase Activating Protein

Page 65: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesRécepteur à activité TK

PP

membrane

EGF

RasRas RasGTPGTP MAPKKK

ERK1/2 ERK1/2

Noyau

MAPK

MEK MEKMAPKKPP

PP PP

SOSSOSGRB2GRB2

GDP RafRaf

MAPK… : Mitogen-Activated Kinase (Kinase…)MEK : MAPK/ERK KinaseERK : Extracellular signal-Regulated Kinase

Cytoplasme

Page 66: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

ERK

P P

ERK

P P

MEKATP

ADP

SRF : Serum Response FactorSRE : Serum Response Element

Page 67: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

ERK

P P

ERK

P P

MEKATP

ADP

SRF : Serum Response FactorSRE : Serum Response Element

Page 68: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

Page 69: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

Page 70: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R - Cross-Talk

P

membrane

GF

PLC

RasGRF

Ras RasGTP

PIP2GDP

DAG

IP3

[Ca2+]Cm

Cm : calmoduline

Ca2+-dependent Ras activation

Voie PLCγ Voie Ras

Page 71: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEGF-R

Page 72: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKPI3K = phosphatidylinositol-3-OH kinaseLipide kinase 3’ du cycle inositol des phospho-inositides membranaires.

PI(4,5)P2 PI (3,4,5)P3 >> PI PI(3)P ; PI(4)P PI(3,4)P2

Hétérodimères :

• p110 (110 kDa) : Sous-unité catalytique

• p85 (85 kDa) : Sous-unité régulatrice (2 domaines SH2)

An aval…• PKB (Akt) & PDK (Phosphoinositide-Dependent Kinase)• Pleckstrin Homology domain (PH)

Page 73: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKPI3K

PIP3PIP2

Page 74: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKIns-R

PI3K Grb2/SOS & RasIRS : Insulin Receptor Substrate

Page 75: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKIns-R

Défaut dans la voie de signalisation de l’insuline Conséquences :

• Hyperglycémie,• Glycosurie,• …

• Type 1

Diabète juvénile ou diabète sucré insulino-dépendant (IDDM)

• Type 2

Diabète sucré non insulino-dépendant (NIDDM)

Pathologie

Page 76: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEn médecine…

EGR, ErbB, Herceptine et Cie…

EGF-R/

ErbB-1

EGF-R/

ErbB-1

EGF-R/

ErbB-1

EGF-R/

ErbB-1

EGF-R/

ErbB-1

EGF-R/

ErbB-1ErbB-2ErbB-2

EGF-R/

ErbB-1

EGF-R/

ErbB-1

ErbB3 ou 4ErbB3 ou 4

EGF

Page 77: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEn médecine…

• EGFR/ErbB-1• 30 % des cancers du poumon• Agressivité, mauvais pronostic

• ErbB-2 (HER2/neu)– Normal: 20 000 - 100 000 recepteurs à la surface d’une cellule– nombreux cancers (cell. épithéliales) → 1-2 106 récepteurs– Cancer du poumon : Agressivité, survie courte– Oncogène +++– Orphelin

• ErbB-3, ErbB-4

EGR, ErbB, Herceptine et Cie…

Page 78: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TKEn médecine…

Surexpression de ErbB-2 : Immunohistochimie

EGR, ErbB, Herceptine et Cie…

Tumeur du poumonErbB-2 +

Tumeur du poumonErbB-2 + + +

Page 79: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

myc cyclin D1

Jun Fos

RR

Effets de l’activation de Tyrosine Kinase de EGFR

K K

Transcription génique et progression du cycle

EGF & cellules cancéreuses

Page 80: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Invasion & metastasesAngiogenèse

myc cyclin D1

Jun Fos

RR

Effets de l’activation de Tyrosine Kinase de EGFR

K K

Transcription génique et progression du cycle

MAPK

MEK

RAS RAFSOS

GRB2

Prolifération

PI3-K

AKT

Inhibition de l’apoptose

PP

P

EGF & cellules cancéreuses

Page 81: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Invasion & metastasesAngiogenèse

myc cyclin D1

Jun Fos

RR

EGR, ErbB, IRESSA, Herceptine & Cie…

K K

Transcription génique et progression du cycle

MAPK

MEK

RAS RAFSOS

GRB2

Prolifération

PI3-K

AKT

Inhibition de l’apoptose

PP

P

EGF & cellules cancéreuses

Page 82: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs à activité TK

En médecine…

Herceptin® (Trastuzumab)

EGR, ErbB, Herceptine et Cie…

• Anticorps monoclonal

• Humanisé

• IV

• ErbB-2

• Inhibiteur

Page 83: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteursmembranaires

À activité enzymatique

Sans activitéenzymatique

RTK(RYK)

Canaux ioniques

Couplés Prot G

R cytokines

RTP(RYP)

Récepteurs membranaires

Page 84: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

Erythropoïétine (EPO),

Granulocyte Colony-Stimulating Factor (G-CSF),

Granulocyte Macrophage Colony-stimulating Factor (GM-CSF),

Thrombopoïétine (TPO),

Prolactine (PRL),

Hormone de croissance (hGH)

Cytokines

Interleukines (IL)

Page 85: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

Cellulesouche

Cellule hématopoïétique

pluripotente

CSFFlt3L

Erythrocyte

BFU-E

Méga-caryocyte

CFU-GEMMProgéniteurmyéloïde

CFU-GM

Eosinophile

Neutrophile

Mastocyte

Macrophage

Cellule dendritique

Basophile

Progéniteurlymphoïde

Lymphocyte B

pré-T

Lymphocyte T

pré-B

Page 86: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesEPO-R

165 AA ~ 40% glucides

Erythropoïétine

• Produite par le rein

• Progéniteurs érythrocytaires

• Anémie

Page 87: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesEPO-R

Cellule souche BFU-E CFU-E

Réticulocyte Globule rouge

EPOEPO

EPOEPO EPOEPOEPOEPO

ProliférationProlifération

MaturationMaturation

Page 88: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesEPO-R

Page 89: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesEPO-R

EpoR

Epo

IP : anti-EpoRWB : anti PY

- +

Page 90: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesEPO-R

PPPP

PPPP

JAKJAKJAKJAK

JAK = Janus Kinase ou Just Another Kinase

JAKJAKJAKJAKPPPP

Page 91: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Noyau

CytosolCytosol

Récepteurs membranairesEPO-R

PPPP

PPPP

Transcription

JAKJAK JAKJAKPPPP

STATSTAT

STATSTAT

PPPPSTATSTAT

STATSTAT

STATSTAT STATSTATPP PP

STAT : Signal Transducing Transcription Activator

Page 92: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesEPO-R

Page 93: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesEPO-R

PJAK JAK

P

P

JAK JAKP

SHP-1 : SH2- containingphosphotyrosine Phosphatase -1

CIS : Cytokine Inducible SH2-containing proteinsSOCS : Suppressor of Cytokine Signalling

CIS CIS

CISP

PP P

Page 94: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteursmembranaires

À activité enzymatique

Sans activitéenzymatique

RTK(RYK)

Canaux ioniques

Couplés Prot G

R cytokines

RTP(RYP)

Récepteurs membranaires

Page 95: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Substrats cytosoliques, membranaires

CD45 / Leucocyte Common Antigen

1 Chaîne transmembranaire.

Cell. hémato. & cell. immun.

Récepteurs membranaires

Récepteur phosphotyrosine phosphatase

Page 96: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteursmembranaires

À activité enzymatique

Sans activitéenzymatique

RTK(RYK)

Canaux ioniques

Couplés Prot G

R cytokines

RTP(RYP)

Récepteurs membranaires

Et les autres !Et les autres !

Page 97: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesRécepteur guanylyl cyclase

Facteur Natriurétique Atrial (ANF)• Détection de l’extension (stretch) des fibres musculaires des

oreillettes

prohormone ANFPro-ANF (126 aa) (28 aa)

Page 98: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

Récepteur guanylyl cyclase

Domaine TK

Domaine GC

Mb pl

Page 99: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesRécepteur guanylyl cyclase

• ANF → R Guanylyl cyclase → cGMP → PKG → phosphorylations(→ GMP (PDE))

• Rein : natriurèse (sortie Na+ + H2O) → volume plasmatique

Cellules musculaires lisses : relaxation → vasodilatation

PA

Page 100: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

Récepteur guanylyl cyclase

Page 101: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranairesRécepteur guanylyl cyclase

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1998

"for their discoveries concerning nitric oxide as a signalling molecule in the cardiovascular system"

Robert F. Furchgott

USASUNY Health Science Center Brooklyn, NY, USA 1916 -

Louis J. Ignarro

USAUCLA School of Medicine Los Angeles, CA, USA 1941 -

Ferid Murad

USA University of Texas, Health Science Center Dallas, TX, USA 1936 -

Page 102: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteur guanylyl cyclaseRécepteurs membranaires

Page 103: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

Récepteurs membranaires

Hanahan and WeinbergCell 100:57

Page 104: UE2 : Biologie cellulaire Chapitre 4 : La communication ...campus.cerimes.fr/media/disquemiroir/2015-06-09/UNF3Smiroir/paces... · (RYP) Récepteurs membranaires. Récepteur canal

L'ensemble de ce document relève des législations française et internationale sur le droit d'auteuret la propriété intellectuelle. Tous les droits de reproduction de tout ou partie sont réservés pour lestextes ainsi que pour l'ensemble des documents iconographiques, photographiques, vidéos etsonores.

Ce document est interdit à la vente ou à la location. Sa diffusion, duplication, mise à disposition dupublic (sous quelque forme ou support que ce soit), mise en réseau, partielles ou totales, sontstrictement réservées à l’université Joseph Fourier de Grenoble.

L’utilisation de ce document est strictement réservée à l’usage privé des étudiants inscrits en 1ère

année de Médecine ou de Pharmacie de l’Université Joseph Fourier de Grenoble, et non destinéeà une utilisation collective, gratuite ou payante.

Mentions légales

Ce document a été réalisé par la Cellule TICE de la Faculté de Médecine et de Pharmacie de Grenoble(Université Joseph Fourier – Grenoble 1)