Fiche de révision : Réticulum endoplasmique

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale du réticulum endoplasmique
2. Synthèse protéique et ribosomes
3. Adressage des protéines au RER
4. Translocation des protéines sécrétées
5. Protéines transmembranaires de types 1 et 2
6. Modifications et contrôle des glycoprotéines
7. Modification post-traductionnelle par ancre GPI
8. Biosynthèse et distribution des phospholipides
9. Contrôle du cholestérol par le RE
10. Fonctions métaboliques du REL

📖 1. Organisation générale du réticulum endoplasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Réticulum endoplasmique : Organite le plus volumineux de la cellule et pouvant représenter jusqu’à 80 % des membranes cellulaires selon le type cellulaire.

★ À maîtriser

📌 Le réticulum endoplasmique comprend deux sous-compartiments spécialisés : le réticulum endoplasmique rugueux, couvert de ribosomes, et le réticulum endoplasmique lisse, dépourvu de ribosomes et organisé en réseau de tubules interconnectés avec le RER.

Compléments

• Les fonctions du réticulum endoplasmique comprennent: la biosynthèse et les modifications des protéines, leur contrôle de qualité, la réponse au stress conformationnel, la biosynthèse des phospholipides, le contrôle du métabolisme du cholestérol

💡 Astuce mémo

RER avec ribosomes, REL sans ribosomes

📖 2. Synthèse protéique et ribosomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribosome : Constitué de deux sous-unités protéiques séparées en dehors de la traduction, qui se réunissent autour d’un ARN messager lorsqu’elle commence.

📝 Points essentiels

📌 Les protéines solubles résidentes du cytosol sont synthétisées dans le cytosol, tandis que les protéines membranaires, résidentes ou sécrétées, sont synthétisées à la surface cytosolique du RER.

💡 Astuce mémo

Cytosol pour les protéines solubles, RER pour les protéines membranaires ou sécrétées

📖 3. Adressage des protéines au RER

🔑 Notions clés & Définitions

• Séquence signal : Courte séquence située à l’extrémité N-terminale de la protéine naissante, comportant environ 20 acides aminés hydrophobes et pouvant présenter une charge positive ou négative.

★ À maîtriser

• 🔄 L’adressage d’une protéine au RER suit l’enchaînement suivant: la SRP reconnaît la séquence signal et met la traduction en pause, le complexe rejoint le récepteur à la SRP, le translocon s’ouvre, la traduction reprend avec le ribosome positionné sur le translocon

Compléments

• La SRP est une ribonucléoprotéine formée de 6 protéines autour d’un ARN spécialisé ; elle possède un site de liaison au GTP et une poche riche en méthionines qui reconnaît les séquences signal hydrophobes.

• 🔄 La double hydrolyse du GTP provoque:

  1. un changement conformationnel
  2. la dissociation du complexe
  3. le recyclage de la SRP

💡 Astuce mémo

Séquence signal → SRP → récepteur → translocon

📖 4. Translocation des protéines sécrétées

📝 Points essentiels

• 🔄 Lors de la synthèse d’une protéine sécrétée: la protéine est entièrement transloquée dans la lumière du RE, la signal peptidase clive la séquence signal, la séquence signal est dégradée

💡 Astuce mémo

Clivage de la séquence signal → libération de la protéine dans la lumière du RE

📖 5. Protéines transmembranaires de types 1 et 2

📝 Points essentiels

• Une protéine transmembranaire possède un domaine cytosolique, un domaine luminal et une région transmembranaire hydrophobe qui l’ancre dans la membrane.

• Une protéine transmembranaire de type 1 possède son extrémité N-terminale dans la lumière du RE et son extrémité C-terminale dans le cytosol ; sa séquence d’arrêt de translocation devient la région transmembranaire et la séquence signal est clivée.

• Une protéine transmembranaire de type 2 possède son extrémité N-terminale dans le cytosol et son extrémité C-terminale dans la lumière du RE ; sa séquence signal sert aussi de domaine transmembranaire et n’est pas clivée.

💡 Astuce mémo

Type 1 : N-terminal luminal et clivage ; type 2 : N-terminal cytosolique et absence de clivage

📖 6. Modifications et contrôle des glycoprotéines

🔑 Notions clés & Définitions

• N-glycosylation : Greffe d’un oligosaccharide sur l’azote de la chaîne latérale d’une asparagine par une oligosaccharide transférase, dans une séquence consensus Asn-X-Thr ou Asn-X-Ser.

📝 Points essentiels

• L’oligosaccharide précurseur contient:

  • 2 molécules de GlcNAc
  • 9 résidus de mannose
  • 3 résidus de glucose

• Le contrôle de qualité des glycoprotéines repose sur:

  • la glucosidase 1
  • la glucosidase 2
  • la calnexine
  • la calréticuline
  • ERp57

• 🔄 Une glycoprotéine mal repliée est: débarrassée d’un mannose central par la mannosidase 1, rétrotransloquée vers le cytosol, ubiquitinylée par un complexe E3, dégradée par le protéasome

💡 Astuce mémo

N-glycosylation → chaperonnage → repliement ou rétrotranslocation

📖 7. Modification post-traductionnelle par ancre GPI

★ À maîtriser

• L’ancre GPI est la seule modification post-traductionnelle décrite et permet de fixer à la membrane du RE une protéine de type 1 tout en lui laissant une certaine mobilité.

Compléments

• La fixation d’une ancre GPI nécessite la coupure du domaine transmembranaire C-terminal d’une protéine de type 1, suivie de la greffe covalente de l’ancre en C-terminal.

💡 Astuce mémo

Coupure C-terminale → greffe covalente de l’ancre GPI

📖 8. Biosynthèse et distribution des phospholipides

★ À maîtriser

• Les phospholipides sont biosynthétisés dans le feuillet cytosolique du REL par des enzymes transmembranaires dont le site catalytique est cytosolique.

📌 La scramblase du RE transfère les phospholipides entre les deux feuillets de manière non spécifique et dans les deux sens, tandis que les flippases de la membrane plasmique les transfèrent de manière spécifique et dans un seul sens.

Compléments

• La membrane du RE est riche en phosphatidylcholine et en phosphatidyléthanolamine mais pauvre en cholestérol, tandis que la membrane plasmique est asymétrique et contient notamment de la phosphatidylsérine dans un seul feuillet.

• Les phospholipides rejoignent la mitochondrie par des transporteurs ou des protéines d’échange, car la mitochondrie ne communique pas avec le RE par trafic vésiculaire.

💡 Astuce mémo

Scramblase non spécifique dans le RE, flippase spécifique dans la membrane plasmique

📖 9. Contrôle du cholestérol par le RE

★ À maîtriser

• 🔄 Lorsque le cholestérol manque: SREBP quitte le RE vers l’appareil de Golgi, S1P et S2P clivent SREBP, le domaine globulaire rejoint le noyau, les gènes de l’HMG-CoAR et du LDLR sont activés

Compléments

• En situation physiologique, le protéasome dégrade l’HMG-CoAR afin de maintenir un faible taux d’HMG-CoAR dans le RE lorsque le cholestérol est suffisant.

💡 Astuce mémo

Défaut de cholestérol → activation de SREBP → synthèse et captage accrus

📖 10. Fonctions métaboliques du REL

📝 Points essentiels

• 🔄 Dans le REL hépatique: le glycogène est transformé en glucose-1-phosphate, le glucose-1-phosphate devient du glucose-6-phosphate, le glucose-6-phosphate traverse la membrane par la glucose-6-translocase, la glucose-6-phosphatase produit du glucose et du phosphate inorganique

📌 Les xénobiotiques sont des molécules extérieures à l’organisme, souvent apolaires et liposolubles, que le foie transforme en molécules polaires et hydrosolubles afin de faciliter leur élimination urinaire.

📐 Formule — Lors de la fonctionnalisation, un xénobiotique RH reçoit un groupement hydroxyle selon la réaction $RH + O_2 + NADPH,H^+ \rightarrow ROH + H_2O + NADP^+$.

• La phase 1 de fonctionnalisation met en jeu les cytochromes P-450 associés au feuillet cytosolique du REL, tandis que la phase 2 conjugue le xénobiotique avec une fonction hydrophile comme l’acide glucuronique ou l’acétate.

💡 Astuce mémo

Glycogène → glucose-6-phosphate → glucose ; xénobiotique → fonctionnalisation → conjugaison

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des protéines transmembranaires