Transduction du signal 3

C est quoi RTK ?

Famille de recepteurs → recepteurs a activite tyrosine kinase

Ou sont situes les RTK ?

A la surface cellulaire

Quels choses de la cellule controlent les RTK ?

Recepteurs qui controlent la croissance, la differentiation, la survie et le metabolisme cellulaire

Quels sont les types de molecules de signalisation que RTK detecte ?

Des peptides ou proteines solubles ou lies a la membrane :

• insuline et insulin-like growth factor 1 (IGF-1)

• epidermal growth factor (EGF)

• platelet-derived growth factor (PGDF)

Quelle est la structure generale des RTK ?

• un ou plusieurs domaines extracellulaires de liaison au ligand

• une helice transmembranaire

• un a deux domaines cytoplasmiques a activite tyrosine kinase

• des sites de liaison cytoplasmiques pour d autres proteines de signalisatio

Comment est initie la signalisation cellulaire dans le cas des RTK ?

Autophosphorylation du domaine tyrosine kinase intracellulaire du RTK

Quelle est la premiere etape de l activation des RTK ?

dimerisation des RTK monomeriques

Decris le processus de dimerisation des RTK

Deux facons de dimeriser le recepteur :

• liaison du ligand → induit la dimerisation des RTK, ligand agissant comme pont entre les deux

• ligand → induit changements conformationnels du domaine extracellulaire d un RTK → permet la dimerisation

• exceptions rares → certains RTK forment des dimeres inactifs preexistants, qui suite a un changement de conformation, s activent

Une fois dimerises, que font les RTK ? (processus)

Avec leur faible activite kinase du domaine kinase cytosolique du RTK, les deux domaines kinases se phosphoryler l un l autre a un des Tyr dans leur levre d activation

Que provoque la phosphorylation des levres des proteines kinases RTK ?

Cette phosphorylation ouvre la levre d activation. ce qui augmente l activite des domaines kinases en permettant une meilleure liaison a l ATP ou du substrat

Une fois les levres actives de la RTK, que fait la RTK ?

La kinase peut s auto phosphoryler d autres Tyr dans la partie cytosolique

Que permet l autophosphorylation des tyrosines du recepteur RTK ?

La phosphorylation des residus sur d autres sites les convertit en sites de liaison pour d autres proteines de signalisation → formation d un complexe de signalisation

Quelles sont les types de proteines de signalisations recrutes via les domaines de liaison des RTK ?

Principalement des domaines SH2 et PTB qui se lient aux residus tyrosines phosphates

Lorsque SH2 et PTB se lient aux domaines de liaison du RTK, comment d autres proteines non directement lies a RTK font parti du complexe ? exemple

IRS-1 sont elles memes phosphorylees sur Tyr et reconnues par les proteines contenant les domaines SH2 ou PTB

Combien de domaines de liaison phosphotyrosines possede PDGF et que permet cela ?

5 sites d autophosphorylation → active 3 voies de signalisation

Quelles sont les voies de signalisation que PDGF peut activer ?

Quelles sont les cascades majeures de signalisation induites par RTK ?

• Ras-MAPK kinase

• Phospholipase C

• Pl3 kinase

C est quoi Ras (structure) ?

Proteine G monomerique avec une activite GTPase, similaire a Galpha

Quelle type de modifications post-traductionnelles recoivent les proteines Ras et pourquoi ?

Ajout de groupes lipidiques :

• farnelysation

• palmitoylation

Cela permet de s accrocher a la MP → important pour leur activite

Quelles sont les membres de la famille Ras et leurs fonctions ? (parle pas de GEF ou quoi)

Comment est active Ras dans le cas des RTK ?

• GRB2 contient un domaine SH2 se liant a RTK

• GRB2 contient 2 domaines SH3 qui se lient a la sequence poly-proline de SOS (Ras-GEF)

• SOS permet d echanger le GDP pour un GTP

• Se dissocie de SOS et active la signalisation en aval

Quand Ras est actif, que fait il ? (processus) Ou se lie t il ?

• Ras-GTP lie le domaine regulateur N-terminal de Raf et induit sa translocation a la membrane et son activation

• Il s hydrolyse se qui induit leur dissociation

Qu est ce que Raf ?

Famille des Ser/Thr kinases cytosoliques

Que fait Raf une fois la dissocitation a Ras ?

Raf active phosphoryle et active une proteine kinase intermediaire MEK

Qu est ce que MEK ?

Kinase avec double specificite Ser/Thr et Tyr

Une fois que MEK est active, que fait il ?

MEK active MAPK par phosphorylation de la levre aux residus Tyr et Thr

Que fais MAPK une fois phosphorylee par MEK ?

A) Se dimerise et est transloque au noyau ou elle active le facteur de transcription specifique TCF (T-cell factor) par phosphorylation directe

OU

B) phosphoryle et active la kinase p90RSK qui est transloquee au noyau ou elle phosphoryle et active un autre FT : SRF, qui controle la transcription en synergie avec TCF

Transcription du gene SRE → serum response element

Comment se fait l activation de la voie PLC-gamma ?

• PlC-gamma se lie a RTK via son domaine SH2 et domaines p-Tyr de RTK

• RTK phosphoryle Tyr de PLC-gamma → activation

• PLC-gamma produit IP3 et DAG comme l autre

Quelles sont les voies de signalisation induites par PLC-gamma apres la formation de DAG et IP3 ?

• MAPK, via PKC

• NFAT, via le calcium

Qu est ce que NFAT ?

Facteur de transcription regule par la caclineurine et implique dans la reponse immunitaire

Que sont les Pl3K ? (importance)

famille d enzymes importante pour la proliferation et la survie cellulaire

Quelles sont les classes de la famille Pl3K et pourquoi la famille est divisee ?

Classe I, II, III, IV. La classification repose sur la structure primaire, la regulation et la specificite du substrat lipidique

C est quoi les Pl3K de classe I ? (structure)

Heterodimeres composes d une sous unite regulatrice p85 contenant des domaines SH2 et d une sous unite catalytique p110

Quelle est le processus de la fonction des Pl3K ?

RTK active Pl3K par phosphorylation. Pl3K actif permet de catalyser la phosphorylation des phosphoinositols en position 3 du cycle

A quoi servent les PlP3 ? (phosphoinositides)

Ancrent des proteines de signalisation a la membrane plasmique

En particulier, quels types de proteines est ce que les PlP3 fixent a la MP ?

Proteine kinase B (PKB = Akt) et PDK1 (phosphoinositide dependant kinase-1)

Quelles sont les voies de signalisation via PDK1 et Akt ?

Cette voie de signalisation peut :

• inhiber la mort cellulaire

• activer m-TORC1

Quel est le processus de l inhibation de la mort cellulaire ?

Quelle est la structure de PKB et quel type de kinase ?

• Kinase serine threonine

• possede un domaine PH

Comment se lie PKB au Pl ?

Grace au groupe PH

Comment s active PKB ?

• Recrutee a la MP ou elle devient partiellement activee ou elle se lie au Pl

• PDK1 est aussi recrutee a la MP ou elle se lie au Pl

• PDK1 phosphoryle PKB au niveau de la levre → activation complete

• 2 phosphorylations

Que fais PKB une fois activee ?

Se dissocie de la membrane et phosphoryle des proteines cles impliquees dans l apoptose, inhibant leur fonction et favorisant la survie cellulaire

Quel est le processus impliquant les RTK dans l activation de mTORC1 ?

• activation de Pl3K par RTK → catalyse formation de PlP3 a partir de PlP2

• Recrutement et activation d’Akt (PKB) a la membrane

• Akt phosphoryle et inhibe TSC2 (inhibiteur de Rheb)

• Rheb-GTP active mTORC1, stimulant la synthese proteique et la croissance cellulaire

C est quoi les cytokines ?

Proteines solubles environ 160 aa, impliquees dans :

• la regulation de la physiologie cellulaire

• croissance

• differenciation

• systeme immunitaire

Combien de familles de recepteurs aux cytokines ?

5

Exemples de cytokines et leur fonction

• Prolactine : différenciation de la glande mammaire

• Érythropoïétine (EPO) : production d’érythrocytes

• G-CSF : production de granulocytes

• IL-2 : activation des cellules T

• IL-4 : activation des cellules B

• Interférons : réponse antivirale

• TNF-α : inflammation

C est quoi les recepteurs de cytokines de type I ?

Proteines transmembranaires sans activite enzymatique

A quoi sont associes les recepteurs de cytokines type I ?

Associes a des tyrosines kinases cytosoliques de la famille JAK

Que provoque la liaison du ligand au recepteur de cytokine type I ?

Entraine une dimerisation et une signalisation en aval.

Phosphorylation des proteines JAK a la levre puis autophosphorylation des residus tyrosines

Que peut on dire de la signalisation produit par les RTK et les cytokines type I ?

La signalisation en aval presente de nombreuses similitudes

Que sont les interleukines ?

C est un groupe de cytokines exprimees et secretees par les leucocytes ainsi que par d autres cellules de l organisme → epithelium

Combien de cytokines differentes ?

Plus de 50

Quelle est la structure de la majorite des cytokines ?

Structure basee sur 4 helices pliees ensemble

Quelle est la structure similaire entre tous les recepteurs de cytokine type I ?

Ont un domaine extracellulaire compose de deux sous domaines, chacun compose de 7 brins beta

Qu induit la liaison de la cytokine au recepteur ?

Dimerisation des recepteurs monomeres

Comment s appellent les recepteurs de l erythropoietin ?

EpoR

Quelles voies peuvent etre declenchees suit a l activation des recepteurs de cytokine de type 1 ?

3 voies en commun avec les recepteurs RTK et une a elle :

• GRB2 ou SHC

• PLC-gamma

• Pl3 kinase

• STAT5

Apres les auto-phosphorylations des proteines JAK, que se passe t il ?

• Facteurs de transcription Stat, pourvus d un domaine SH2, se lient au sites phosphoryles sur le site de cytokine

• JAK phosphoryle la tyrosine de Stat

• Stat se dimerise grace a un mecanisme de liaison SH2-phopsho-tyr

• Dimerisation de Stat expose un signal de localisation nucleaire des dimeres de Stat qui sont alors transloques au noyau ou ils activent la transcription

Exemple de recepteur de cytokine de type I ?

Epo recepteur (Erythropoietin)

Exemple de recepteurs de cytokines de type II ? (tous literalement)

Les recepteurs des interferons (IFN)

• IFN type I

  • IFN-α

  • IFN-β

  • IFN-ω

• IFN type II

  • IFN-γ

Ou se lient les IFN de type I et l’IFN-γ ?

• IFN type I : Ils se lient tous a un recepteur commun a la surface des cellules → IFNAR1 et IFNAR2

• l’IFN-γ : se fixe a un recepteur distinct pour initier la signalisation → IFNGR1 et IFNGR2

Qu’induit la liaison des IFN au recepteur ?

Dimerisation des deux sous unites du recepteur

Quelles sont les kinases associees aux recepteurs IFNAR ?

TYK2 et JAK1

Quelles sont les kinases associees aux recepteurs IFNGR ?

JAK

Qu induit la dimerisation des recepteurs des IFN ?

Induit l’activation des kinases associees et la phosphorylation de residus tyrosine sur la face cytosolique des recepteurs

Quelles sont les proteines de signalisations recrutees apres la phosphorylation des recepteurs des IFN ?

Creer des motifs p-Tyr capables de recruter les proteines :

• IFN type I → STAT1 ou STAT2

• IFN type II → STAT1

Quelle est la fonction des STAT une fois recrutes par les recepteurs d IFN ?

Ils se font phosphoryles puis se detachent avant de se dimeriser. Ils peuvent ensuite controler l expression des ISG → indispensables a la defense antivirale et antibacterienne

C est quoi les TNF ?

Tumor Necrosis Factor qui appartient a une superfamille comprenant 19 ligands qui interagissent avec 29 recepteurs partageant une structure similaire

Quelle est la structure des recepteurs TNF ?

Recepteur transmembranaires avec un domaine extracellulaire riche en cysteines pour la liaison du ligand. Domaine s appelle CRD.

Pas d activite enzymatique

Qui recrute les recepteurs TNF afin d avoie l activite enzymatique ?

Recrutent des adaptateurs intracellulaires : TRADD, TRAF, FADD

Quelles sont les voies activees par les recepteurs TNF ?

• NF-kB

• MAPK

• induction de l apoptose via les caspases

Quelle est la structure des ligands qui se lient aux recepteur TNF ainsi que le nom des ligands ?

peut etre extracellulaire ou transmembranaire, souvent trimerique

Tall est un ligand extracelluliare ou transmembranaire ? Et quelle voie de signalisation induit il ?

Transmembranaire (sur une autre cellule ducoup) et induit la voie de l apoptose

Quelles sont les fonctions physiologiques de la TNF receptor family ?

Regulent le developpement et l activite des systemes immunitaires, nerveux, osseux et ectodermique chez les mammiferes

C est quoi la famille TGF-beta ?

Grande famille de proteines dimeriques solubles

Quels sont les roles de la famille TGF-beta ?

Jouent un role dans

• proliferation-differenciation

• developpement

• migration

• matrice extracellulaire

• regulation du systeme immunitaire

• controle du developpement de la tumeur

Exemples de TGFbeta et comment ils ont ete identifies ?

• Transforming Growth Factors (facteurs de croissance TGFbeta 1, 2, 3) → originellement identifies lors d etudes de croissance de tumeur

• Bone Morphogenetic Proteins (BMP-2, 4, 6) → originellement identifiees comme facteurs inducteurs d os

• Activins et Inhibins → identifies comme membres de l axe pituitaire

Quelle est la structure de TGFbeta ?

• deux monomeres lies par un pont disulfure

• chaque sous unite comporte 3 ponts disulfures intra-chaine

Comment peut etre inactive TGFbeta ?

Inactive par des agents reducteurs qui cassent les ponts disulfures

Quels sont les types de recepteurs TGFbeta ?

• Recepteurs de type I

• Recepteurs de type II

• Recepteurs de type III

Quelles sont les caracteristiques et role des recepteurs de type III ?

• proteoglycane >300 000 Da

• pas d activite catalytique

• Role → concentrer le TGF-beta a la surface cellulaire

Quelles sont les caracteristiques et role des recepterus de type I ? (activite catalytique precise, type d enzyme)

• proteines transmembranaires dimeriques

• possedent une activite serine/threonine kinase intrinseque non constitutivement active → essentielles pour la signalisation intracellulaire

Quelles sont les caracteristiques et role des recepterus de type II ?

• proteines transmembranaires dimeriques

• possedent une activite serine/threonine kinase intrinseque constitutivement active → essentielles pour la signalisation intracellulaire

Quel est le processus d activation des recepteurs des TGF-beta ?

• TGF-beta se concentre sur RIII

• TGF-beta se passe ensuite sur RII qui se dimerise → forme complexe ligand-recepteurs

• RI (dimerise) s associe au complexe TGF-beta-RII

• RII phosphoryle et active RI

• (l’ajout de RIII au complexe est facultatif)

Apres activation des recepteurs RI, II et III, que se passe t il ?

RI phosphoryle des substrats en aval, notamment les proteines SMAD qui transmettent le signal vers le noyau pour reguler la transcription

Quels sont les etapes de la signalisation TGFbeta ?

• phosphorylation des residus serine a l extremite C-term (sur le domaine MH2) de SMAD3 par RI

• formation d un complexe avec Smad3 phosphoryle dimerise avec Smad4 → formation d un complexe actif

• translocation nucleaire → le complexe expose un signal de localisation nucleaire (NLS) et migre vers le noyau

• le complexe se fixe sur les elements de liaison Smad (SBE) dans les promoteurs des genes cibles

• Regulation de l expression des genes impliques dans la proliferation, la differenciation, la production de matrice extracellulaire et parfois l apoptose

Quelles parties du complexe forme de Smad3 et 4 ont :

• le signal NLS

• la region de liaison a l’ADN

• region responsable des interactions entre proteines

• region responsable de la formation des complexes ?

• MH1 → N terminal de Smad3 :

  • le signal NLS

  • la region de liaison a l’ADN

• MH2 → extremite C-terminal de Smad3 :

  • region responsable des interactions entre proteines

  • region responsable de la formation des complexes

Comment peut etre controle TGFbeta ?

• transcriptionnellement → lors de la production de TGFbeta. (

• post transcriptionnellement → lors de sa secretion et sa maturation

Quel est le processus de la maturation de TGFbeta ?

Processus proteolytique : (voir les tailles etc sur dessin et liaisons disulfures)

• TGFbeta est produit sous forme d un precurseur de large poids moleculaire

• TGFbeta precurseur est forme d un pro-domaine et d un domaine mature

• clivage entre pro-domaine et domaine mature → formation d un TGF-beta latent, complexe constitue du TGF-beta mature dimerique et de son prodomaine precurseur et d une troisieme proteine de liaison : LTBP

Apres combien de temps a lieu la maturation du TGF-beta ?

Tres rapidement apres sa secretion

Comment est formee la forme mature de TGFbeta ?

Suite a son activation apres liberation du dimere TGF beta

Qui peut provoquer la liberation du dimere TGF-beta ?

• clivage proteolytique de la proteine LTBP dans la MEC

ET/OU

• changement conformationnel, a cause de par exemple un changement du pH

Comment a lieue la desactivation de TGF-beta ?

Liaison du dimere TGFbeta libre a des proteines extracellulaires

Comment se forment les ponts disulfides du complexe latent ?

Le milieu oxydant le permet