De l'intérêt d'être chaperonnée... pour une protéine!

[invite09c6c378]

Bonjour,
J'ai lu quelque part, qu'il existait des protéines "chaperon"... leur rôle étant de replier les protéines "récalcitrantes" et de leur donner la bonne configuration spatiale...
-En existe-t-il dans toutes les cellules? pour toutes les protéines???
-Est-ce que cela ne multiplie pas les erreurs possibles dans une cellule... je veux dire... si la protéine est bien configurée, et que sa "chaperonne" ne l'est pas (mutations... etc)... au lieu d'arranger les choses, cette dernière fait des dégats... Alors leur intérêt est-il démontré???
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[kinette]

Bonjour,

J'ai lu quelque part, qu'il existait des protéines "chaperon"... leur rôle étant de replier les protéines "récalcitrantes" et de leur donner la bonne configuration spatiale...

Je ne suis pas spécialiste du domaine, mais j'ai appris que ces protéines chaperonnes stabilisaient les protéines.
Par exemple lors d'une élévation de température, les protéines chaperonnes peuvent permettre aux enzymes de rester fonctionnelles.
(la synthèse chaperonnes est activée en cas de chocs thermiques si mes souvenirs sont bons).

-En existe-t-il dans toutes les cellules? pour toutes les protéines???

Je pense me souvenir qu'il y en a pour la stbilisation des protéines de structure de la chromatine donc à priori je dirais qu'il y en a dans toutes les cellules.
Je ne pense pas qu'il y en ait pour toutes les protéines par contre.

-Est-ce que cela ne multiplie pas les erreurs possibles dans une cellule... je veux dire... si la protéine est bien configurée, et que sa "chaperonne" ne l'est pas (mutations... etc)... au lieu d'arranger les choses, cette dernière fait des dégats... Alors leur intérêt est-il démontré???

Je ne pense pas que les protéines chaperonnes soient spécifiques d'une ou deux protéines mais qu'elles sont en fait des protéines "généralistes" (une même chaperonne pouvant se fixer sur différentes protéines). (reprenez-moi si je dis des conneries).
Une mutation des protéines chaperonnes doit pouvoir avoir des effets plutôt délétères...
Et oui leur intérêt a été démontré (par exemple une meilleure résistance aux chocs thermiques).

K.

[Guillmot]

Je ne pense pas que les protéines chaperonnes soient spécifiques d'une ou deux protéines mais qu'elles sont en fait des protéines "généralistes" (une même chaperonne pouvant se fixer sur différentes protéines).

Autant que je sache, ces protéines chaperonnes permettent de faciliter l'acquisition de structures particulières; lors de la biosynthèse de protéines complexes. En ce sens, certaines protéines chaperonnes peuvent être "généralistes", mais si la structure ou des domaines de la protéine doivent être spécifiques, et ne s'appliquer qu'à quelques protéines données, il doit y avoir des chaperonnes spécialisées, non ? J'espère en apprendre plus là-dessus en licence !

[inviteb73ce398]

fait des dégats... Alors leur intérêt est-il démontré???

Sans aucun doute. L'inhibition leur fonction a un effet devastateur pour la cellules (arret de division, apoptose). Comme l'a dit Kinette, l'expression des chaperonnes est induites par toutes sorte de stress, changement de temperature (d'ou leur nom en general Heat Shock Proteins, Hsp), stress osmotiques, oxidatifs ou radiatifs. Elles protegent les proteines contre des changements de conformation que pourrait engendrer les changements de leur environnement. Je pense (a verifier), mais la plupart des proteines n'ont pas besoin de chaperonnes pour etre synthetisees dans les cellules mais que leur activite et surtout leur stabilite depend de ces proteines quand elles en ont besoin.
Quand a la specificite des chaperonnes, il doit y en avoir une puisque certaines sont plus dediees a stabiliser des proteines d'une certaines voies de signalisation que d'autre. D'autre part, certain domaine de proteine sont reconnus par les chaperonnes et pas d'autres. Par contre je ne sais pas si les motifs de reconnaissance sont connues.
De plus le terme chaperonnes commence (a tort ou a raison?) a s'etendre a d'autre proteines dont la fonction est de reconnaitre cette fois-ci un motif precis de son ligand et de stabiliser la proteine reconnue dans une conformation active ou inactive, ou de masquer certains motifs important pour la fonction de la proteine reconnue par la "chaperonne".

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2812e5cf]

Il me semble bien que les proteines chaperonnes soient presentes dans toutes les cellules (encore que j'ai un gros doute pour des cellules telles que les hematies ou les thrombocytes). Elles sont tellement presentes qu'on les retrouve des bacteries jusqu'a l'homme et qu'elles sont "ultra-conservees".

Je ne sais pas si toutes les proteines ont besoin de chaperonnes (mais connait-on toutes les proteines et toutes les chaperonnes ?... je ne crois pas donc en fait on n'a pas la reponse !), cependant les chaperonnes interviennent sur les proteines (soit qui en ont besoin, soit qui risquent de s'agreguer entre elle) apres leur traduction pour faciliter l'acquisition de leur structures tertiaires.
Les chaperonnes agissent aussi sur les proteines malformees (au niveau du RE) ou denaturees (suite a un stress) pour tenter de leur redonner leur conformation initiale. Apres un certains nombre d'essais, si la conformation n'est pas retrouvee, les chaperonnes (et d'autres proteines bien sur) dirigent les proteines perdues vers la voie de l'ubiquitinylation et de la degradation par le proteasome 26 S. (Nature cell biology, 2001 Feb, vol. 3 : E1-E3)

Comme ca a ete dit, l'expression de certaines chaperonnes est induite par toute sorte de stress, mais il y a aussi des chaperonne d'expression constitutive : par exemple hsp70 existe sous une forme induite mais aussi sous une forme constitutive, hsc70. Le transport de proteines codees dans le noyau vers les chloroplastes, qui necessite des proteines chaperonnes pour les passage de la paroie, et la fonction des chaperonnes dans le folding des proteines vont aussi dans le sens des chaperonnes constitutives.

Pour ce qui est de la specificite, elle existe dans certains cas : hsp47 semble specifique du collagene (il existe d'ailleurs une correlation de leurs syntheses). hsp70 en revanche semble pouvoir s'associer a un grand nombre de proteines denaturees. Une etude portant sur la chaperonne DnaK (l'homologue de hsp70 chez E. coli) a montre que les sites de liaison de cette proteine sur une sequence proteique semblent etre constitues d'une region centrale hydrophobe de 4 ou 5 aa entouree de deux regions riches en residus basiques. Dans une proteine de conformation "normale", ces sites seraient inaccessibles mais en cas de denaturation une partie pourrait alors etre reconnue par la chaperonne.[/url]

[invite09c6c378]

Merci pour vos réponses...

L'inhibition leur fonction a un effet devastateur pour la cellules (arret de division, apoptose)

Elles sont tellement presentes qu'on les retrouve des bacteries jusqu'a l'homme et qu'elles sont "ultra-conservees".
Les chaperonnes agissent aussi sur les proteines malformees (au niveau du RE) ou denaturees (suite a un stress) pour tenter de leur redonner leur conformation initiale.

Il semble donc que leur fonction soit essentielle! et qu'elles soient dans toutes les cellules... et bien conservées au cours de l'évolution... ce qui pourrait confirmer leur importance!

Puis-je demander encore comment elles agissent sur les protéines malformées??? ... et comment, elles qui interviennent en cas de stress, ne sont pas concernées par ce stress?
Et donc si une mutation apparaît, modifiant la structure d'une protéine, la protéine chaperonne gomme cette anomalie?? C'est bien ça?

[invite2812e5cf]

ce qui pourrait confirmer leur importance!

Leur importance est definitivement confirmee, de ce cote la au moins il n'y a pas de probleme.

Puis-je demander encore comment elles agissent sur les protéines malformées???

La, c'est une question a laquelle il n'y a pas une reponse, mais surement plusieurs. Un des effets d'un stress est de "deplier" certaines proteines. D'apres ce que j'ai lu, un des phenomenes mis en jeu est la reconnaissance de ces proteines par des chaperonnes afin de les desaggreger et de les ressolubiliser. Ceci semble faciliter la recuperation de la forme initiale dans une reaction ATP-dependante. Pour ce qui est du mecanisme exacte, dans un article sorti en aout 2003, on peut lire :"The mechanistic basis of this refolding process is poorly defined."... donc on n'en sait rien !

et comment, elles qui interviennent en cas de stress, ne sont pas concernées par ce stress?

Les chaperonnes bien qu'existant sous une forme constitutive, peuvent etre induite par un stress. On sait que l'induction de certaines chaperonnes est dependante du stress subit ainsi que du tissus. Donc, on peut facilement supposer qu'une proteine de reponse a un stress thermique a une structure + ou - resistante a... un stress thermique. Et il doit probablement en etre de meme pour les stress oxidatifs, chimiques...etc. C'est de la bonne grosse speculation, mais ca me semblerait assez logique.

Et donc si une mutation apparaît, modifiant la structure d'une protéine, la protéine chaperonne gomme cette anomalie?? C'est bien ça?

Alors la j'ai un gros doute. Si une mutation dans un gene change un acide amine indispensable pour l'acquisition d'une structure secondo-tertiaire stable (genre une cysteine impliquee dans un pont SS), les chaperonnes ne devraient pas pouvoir y remedier... autant que je sache, elles n'ont pas de fonction d'edition des proteines. Leur role semble "seulement" etre de faciliter l'acquisition d'une structure et de diriger vers la degradation quand cette structure n'est pas atteinte.
Les proteines malformees existent dans l'organisme et sont a l'origine de nombreuses maladies... Les chaperonnes veillent mais ne sont pas omnipotentes pour autant.

A force de causer de chaperonnes et de repliement, une idee m'a traversait la tete : Ce fameux prion responsable de l'ESB et de la maladie de Creutzfeldt-Jakob ne serait-ce pas un genre de chaperonne vicelarde ? Ou tout du moins, n'aurait-il pas acquis une fonction similaire a celle des chaperonne ? On a en effet observe que le prion a la capacite de se lier a la forme native de sa proteine et de la modifier, la transformant ainsi en un autre prion... Esperons que ca ne marche pas a chaque fois, car sinon tous ceux qui comme moi aimaient bien les steaks haches sont tres mal !

[Guillmot]

A force de causer de chaperonnes et de repliement, une idee m'a traversait la tete : Ce fameux prion responsable de l'ESB et de la maladie de Creutzfeldt-Jakob ne serait-ce pas un genre de chaperonne vicelarde ? Ou tout du moins, n'aurait-il pas acquis une fonction similaire a celle des chaperonne ? On a en effet observe que le prion a la capacite de se lier a la forme native de sa proteine et de la modifier, la transformant ainsi en un autre prion... Esperons que ca ne marche pas a chaque fois, car sinon tous ceux qui comme moi aimaient bien les steaks haches sont tres mal !

C'est comme ça qu'on nous présentait le prion en DEUG !

[Yoyo]

bonsoir

tout a ete dit ou presque alors maintenant je rammene ma fraise
Sur les bases moleculaire du repliement, meme si bcp de chose nous echappe encore, une des caracteristiques communes a toutes les proteines mal repliées, est d'exposer a leur surface des domaines hydrophobes qui devraient etre enfouis a l'interieur de la proteine. On suppose donc que ces domaines sont un signal reconnu par les proteines chaperones pour se lier.
Il est a noter que si les HSP n'agissent pas alors la proteine mal repliée est dirigee vers la poubelle

C'est comme ça qu'on nous présentait le prion en DEUG !

C'est une simplification a l'exces tout de meme. Aucune activite chaperonne n'a ete mise en evidence pour la PRP^Sc (proteine du prion). Mais le mecanisme est similaire a celui d'une chaperonne, bien que ca ne soit pas le role habituel de cette proteine. Je tiens aussi a signaler qu'on a decouvert des prions dans de nombreux autres organismes et que ces proteines n'ont vraiment rien a voir avec les chaperonnes.

Et donc si une mutation apparaît, modifiant la structure d'une protéine, la protéine chaperonne gomme cette anomalie?? C'est bien ça?

Il a ete montre le role essentiel de la proteine HSP90 dans un tel phenomene qui a ete appele le "buffering". C'est a dire que la proteine masque l'effet de certaines mutation (biensur pas celel detruisant un pont disulfure) en permettant a la proteine mutant de re-acquerir sa conformation normale... ceci permet en quelques sorte d'accumuler des mutations semi silencieuses or lorsqu'un stress interviens l'HSP90 est titre par la quantite importante de proteines a replier, et a ce moment la les phenotypes dues a toutes ces mutations "semi-silencieuses" apparaissent. Cela a ete montre chez la droso, ainsi que chez la plante (A. thaliana).

dans le meme genre d'idee, il y a aussi celle qui est que l'apparition d'un codon stop dans un gene a une endroit qui ne suprime pas une partie essentielle de la proteine, permettrait une evolution plus rapide de la sequence situees apres ce stop puisque celle-ci n'est plus soumise a une pression de selection. ensuite dans certaines conditions les ribosomes redeviennent capables de franchir le codon stop ce qui permet d'esprimer une proteine ayant acquis de nouvelles caracteristiques.

d'un point de vue evolutif je trouve ces deux idees tres interessantes et vraiment originales.

Yoyo

[invite09c6c378]

Merci encore...
Je crois que j'ai compris... on rentre dans les subtilités de l'évolution, mais c'est en effet intéressant!

[invite09c6c378]

dans le meme genre d'idee, il y a aussi celle qui est que l'apparition d'un codon stop dans un gene a une endroit qui ne suprime pas une partie essentielle de la proteine, permettrait une evolution plus rapide de la sequence situees apres ce stop puisque celle-ci n'est plus soumise a une pression de selection. ensuite dans certaines conditions les ribosomes redeviennent capables de franchir le codon stop ce qui permet d'esprimer une proteine ayant acquis de nouvelles caracteristiques.

Je reviens juste la-dessus... Si la séquence protéique située après le codon stop, n'est pas une partie essentielle de la protéine, alors les mutations silencieuses peuvent s'y accumuler, sans pour autant que cette partie de la séquence soit inexprimée... non?

Il est a noter que si les HSP n'agissent pas alors la proteine mal repliée est dirigee vers la poubelle

Et là je ne comprends pas... ops:

[invite2812e5cf]

Il est a noter que si les HSP n'agissent pas alors la proteine mal repliée est dirigee vers la poubelle
Et là je ne comprends pas... ops:

La poubelle, c'est la voie de l'ubiquitinylation et de la degradation par le proteasome (la machine a tout faire de la cellule ! Je ne crois qu'il y ait un autre complexe proteique implique dans autant de choses que le proteasome.)
Lorsque les chaperones ne parviennent pas a redonner leurs conformations natives a des proteines denaturees, elles dirigent ces proteines vers la polyubiquitinylation soit en recrutant des enzymes E3 soit parce qu'elles ont elles-meme une activite E3-like (E3 est une famille d'enzymes qui permet la specificite du marquage des proteines par l'ubiquitine). Les proteines denaturees sont ainsi marquees par l'ubiquitine et pour une proteine, le marquage a l'ubiquitine est un tres mauvais signe pour sa carriere dans la cellule : il signifie que le proteasome va pouvoir la reconnaitre et la degrader (la poubelliser donc !)

[Yoyo]

Je reviens juste la-dessus... Si la séquence protéique située après le codon stop, n'est pas une partie essentielle de la protéine, alors les mutations silencieuses peuvent s'y accumuler, sans pour autant que cette partie de la séquence soit inexprimée... non?

Oui et non comme toujours en biologie tout se fait dans la nuance
Biensur tu pourrais accumuler des mutations silencieuses... mais imagines trois mutations A B et C. A confere un phenotype lethale, B aucun phénotype, C aucun phénotype, en revanche lorsque C est associé a A alors A n'est plus léthale... Ainsi en empechant la traduction de se faire tu evites le probleme de lethalite, et tu as plus de chance d'avoir une mutation C (mutation compensatoire) qui va permettre d'annuler l'effet lethale de la mutation A, tout en la conservant... j'espere que c'est clair? ce n'est biensur qu'un exemple.

Il est a noter que si les HSP n'agissent pas alors la proteine mal repliée est dirigee vers la poubelle
Et là je ne comprends pas... ops:

Chafouin a tres bien repondu
A noter en complement qu'il existe une voie de degradation par le proteasome qui est indépendante de l'ubiquitine.

Note:
L'ubiquitine: est une petite molecule qui est liée covalemment aux proteines a degrader
Le proteasome: ca ressemble a un tube dont les parois seraient constituées de protéases, enzymes qui vont donc couper les proteines en petits morceaux)

Yoyo

[inviteb73ce398]

A noter en complement qu'il existe une voie de degradation par le proteasome qui est indépendante de l'ubiquitine.

Et pour rendre les choses encore "plus simple", l'ubiquitination n'est pas necessairement synonyme de degradation (surtout la mono-ubiquitination)

Mais bon le schema general actuel est quand meme: defaut de repliement, polyubiquitinylation et degradation.

le proteasome (la machine a tout faire de la cellule ! Je ne crois qu'il y ait un autre complexe proteique implique dans autant de choses que le proteasome.)

J'ai un doute terrible la :? ... a quoi d'autre le proteasome est-il donc utilise??

Modification de l'auteur de la derniere citation, ce n'etait pas Yoyo, mais chafouin.
Yoyo

[invite09c6c378]

Merci...

[invitee0c6d205]

Un des effets d'un stress est de "deplier" certaines proteines.

Bonjour, Je dois faire un exposé sur "La parade cellulaire aux variations thermiques" (article de Michael Gross paru en février 1999 dans "La Recherche" numéro 317).

Quelqu'un pourrait m'expliquer en quelques mots pas trop techniques (je suis chimiste, pas biologiste) pourquoi les protéines se déplient face à un stress et particulièrement aux variations thermiques ?

Si d'autres personnes ayant déjà fait une étude sur le sujet pouvaient me donner un ou deux conseils (notamment le plan le plus intéressants), j'en serai éternellement reconnaissantes.

Merci beaucoup.