Fiche de révision : RE et adressage des protéines

📋 Plan du Cours

1. Système endomembranaire et trafic
2. Organisation fonctionnelle du réticulum
3. Adressage des protéines au REG
4. Topologie des protéines membranaires
5. Maturation dans la lumière du RE
6. Contrôle qualité et stress du RE
7. Fonctions métaboliques du REL
8. Sortie et récupération des protéines

📖 1. Système endomembranaire et trafic

🔑 Notions clés & Définitions

• Système endomembranaire : Réseau eucaryote de compartiments membranaires qui communiquent par transport vésiculaire ou par continuité membranaire.

📝 Points essentiels

• Le système endomembranaire comprend :
  • le réticulum endoplasmique
  • l’appareil de Golgi
  • les endosomes
  • les lysosomes
  • les vésicules de transport
  • l’enveloppe nucléaire

📌 La voie antérograde va du réticulum endoplasmique vers le milieu extracellulaire via le Golgi, tandis que la voie rétrograde ramène des composants du Golgi vers le réticulum endoplasmique et que l’endocytose part de la membrane plasmique vers les endosomes.

• 🔄 Les protéines sécrétées passent successivement (Palade, années 60) : du RE au Golgi, du Golgi aux grains de condensation, des grains de condensation aux grains zymogènes ou au milieu extracellulaire

💡 Astuce mémo

RE → Golgi → vésicules → extérieur

📖 2. Organisation fonctionnelle du réticulum

🔑 Notions clés & Définitions

• Réticulum endoplasmique : Réseau de citernes aplaties et de tubules dont la lumière est en continuité avec l’espace périnucléaire.

★ À maîtriser

📌 Le REG porte des ribosomes et synthétise les protéines sécrétées ou membranaires, tandis que le REL ne porte pas de ribosomes et intervient dans la synthèse lipidique, la détoxification et l’homéostasie calcique.

Compléments

• Le REG est particulièrement développé dans :

  • les plasmocytes
  • les cellules acineuses pancréatiques
  • les hépatocytes producteurs d’albumine

• Le REL est particulièrement développé dans :

  • les cellules de Leydig
  • les cellules de la corticosurrénale
  • les fibres musculaires

💡 Astuce mémo

REG = protéines ; REL = lipides, détoxification, calcium

📖 3. Adressage des protéines au REG

🔑 Notions clés & Définitions

• Peptide signal : Séquence de 7 à 15 acides aminés, généralement N-terminale et majoritairement hydrophobe, qui adresse la protéine naissante au réticulum endoplasmique.

📝 Points essentiels

📌 Les ribosomes libres et liés au RE sont le même type de ribosome, et c’est la présence d’un signal d’adressage sur la protéine en cours de synthèse qui détermine leur localisation.

• La SRP reconnaît le peptide signal, ralentit transitoirement la traduction, amène le complexe au récepteur de la SRP, puis le ribosome s’arrime au translocon et reprend la traduction à travers celui-ci.

📌 La translocation est généralement co-traductionnelle, tandis que les protéines SNARE possédant un signal C-terminal sont insérées post-traductionnellement par le système GET.

💡 Astuce mémo

Peptide signal → SRP → récepteur → translocon

📖 4. Topologie des protéines membranaires

★ À maîtriser

• Pour une protéine multipasse, le premier domaine hydrophobe définit l’orientation initiale et les domaines hydrophobes suivants alternent les traversées de la membrane.

📌 Selon la règle « positive-inside », les acides aminés basiques lysine et arginine situés près d’un domaine transmembranaire restent préférentiellement du côté cytosolique.

Compléments

• Un domaine transmembranaire correspond généralement à un fragment hydrophobe d’environ 20 acides aminés en hélice alpha.

• Le nombre de segments transmembranaires est de :

  • 7 pour les récepteurs couplés aux protéines G
  • 12 pour CFTR
  • 1 pour les récepteurs à activité tyrosine kinase

💡 Astuce mémo

Les charges positives restent inside, côté cytosolique

📖 5. Maturation dans la lumière du RE

🔑 Notions clés & Définitions

• Pont disulfure : Liaison S-S entre deux cystéines, formée dans la lumière du RE par la protéine disulfide isomérase et participant à la conformation des protéines.

★ À maîtriser

• La N-glycosylation ajoute dans la lumière du RE un bloc de 14 sucres sur l’azote d’une asparagine du motif Asn-X-Ser/Thr, grâce à l’oligosaccharyl-transférase.

📌 La N-glycosylation favorise le repliement correct des protéines et limite leur agrégation dans le réticulum endoplasmique.

Compléments

• L’ancre GPI est ajoutée lorsqu’une GPI-transamidase clive la séquence hydrophobe C-terminale et relie la nouvelle extrémité C-terminale de la protéine à l’ancre GPI.

📖 6. Contrôle qualité et stress du RE

★ À maîtriser

• Le cycle calnexine-calréticuline reconnaît les glycoprotéines monoglucosylées, favorise leur repliement, puis les renvoie dans le cycle par l’UGGT si elles restent mal repliées.

• La voie ERAD rétro-transloque les protéines mal repliées vers le cytosol, les déglycosyle, les polyubiquitine et les dirige vers le protéasome.

• Les trois bras de l’UPR sont :

  • IRE1
  • PERK
  • ATF6

Compléments

• La mutation Delta F508 de CFTR, présente chez 83 % des patients en France atteints de mucoviscidose, provoque un mauvais repliement qui entraîne la dégradation de la protéine par ERAD.

💡 Astuce mémo

Calnexine → ERAD si échec → UPR si surcharge

📖 7. Fonctions métaboliques du REL

★ À maîtriser

• Le REL synthétise principalement :

  • les phosphoglycérides
  • les céramides
  • le cholestérol

• Les cytochromes P450 du RE hydroxylent les molécules en phase 1 puis ajoutent un groupement glucuronyl ou sulfonyl en phase 2, ce qui augmente leur hydrosolubilité et leur élimination.

• La concentration cytosolique de calcium au repos est de $0.1\text{–}0.2\,\mu\text{M}$, contre $1\text{–}2\,\text{mM}$ dans le milieu extracellulaire.

📌 Les pompes SERCA font entrer le calcium dans la lumière du RE, les pompes PMCA l’expulsent hors du cytosol et les canaux IP3R et RyR libèrent le calcium du RE sur signal.

Compléments

• La synthèse des phosphoglycérides suit la voie 2 acyl-CoA + glycérol-3-phosphate → acide phosphatidique → diacylglycérol → phosphatidylcholine, phosphatidyléthanolamine, phosphatidylsérine ou phosphatidylinositol.

• Le CYP3A4 métabolise 20 à 50 % des médicaments pris par voie orale, et son activité varie selon les interactions médicamenteuses, l’alimentation, les polymorphismes génétiques et l’environnement.

💡 Astuce mémo

P450 hydroxyle et conjugue → les molécules deviennent éliminables

📖 8. Sortie et récupération des protéines

📝 Points essentiels

• Les protéines correctement repliées quittent le RE dans des vésicules recouvertes de COPII et sont transportées vers l’appareil de Golgi.

📌 Les protéines résidentes du RE qui portent le motif C-terminal KDEL sont reconnues dans le Golgi par le récepteur KDEL et rapatriées vers le RE dans des vésicules COPI.

• Une protéine destinée à la sécrétion ou à la membrane est adressée au RE par un signal, transloquée et maturée dans sa lumière, contrôlée par le système qualité, puis exportée par COPII vers le Golgi.

💡 Astuce mémo

COPII sort du RE ; COPI y récupère les protéines KDEL

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison du REG et du REL