Particule de reconnaissance du signal (SRP)

Résumé du document

Les ARNm sont traduits en protéines dans le cytoplasme d'une cellule par les ribosomes. Nous savons que chaque protéine a une localisation cellulaire précise en fonction de son activité. Les protéines destinées à sortir de la cellule sont d'abord envoyées dans le réticulum endoplasmique (RE). Par quels mécanismes ce passage dans le RE a lieu ?

Extraits

[...] (Van den Berg et al., 2004) Cas des protéines transmembranaires : domaines transmembranaires (Mitra et al., 2006) Etapes et 3 : identiques à la reconnaissance de la séquence signal et à la translocation du polypeptide en aval. Etape 3-4 : Domaine transmembranaire étant plus hydrophobe que la séquence signal, il est attiré par l'extérieur du pore. Etape 4 : Domaine transmembranaire fait pression sur les hélices formant la porte latérale, changement conformationnel induisant fermeture du pore et son ouverture latérale. [...]

[...] Structure et assemblage de la SRP de mammifère SRP de mammifère ribonucléoprotéine cytoplasmique ubiquitaire composé d'un petit ARN (ARN 7 SL) et de 6 protéines (SRP9, SRP14, SRP68, SRP72, SRP19 et SRP54) forme tige 23-24 nm de long 5-6 nm de large 7 hélices adopte différentes conformations durant le cycle de la SRP divisé en 2 domaines fonctionnels : le domaine S et Alu Domaine S partie centrale de l'ARN7SL (nucléotides 100-250) SRP19, SRP54 et SRP68/SRP72 hélices 5,6,7,8 reconnaissance du peptide signal et ciblage de la membrane du réticulum endoplasmique Assemblage de SRP68/SRP72 mode d'assemblage différent de SRP19/SRP54 1ère étape : SRP72 se fixe sur SRP68 2ème étape : 1 fois le dimère formé, SRP68 se fixe sur l'ARN7SL fixation au niveau de la jonction des 3 branches de l'ARN7SL fonction dans le processus de fixation à la membrane du réticulum endoplasmique Assemblage de SRP19,SRP54 fixation seule de SRP54 impossible fixation de SRP19 aux extrémités des hélices 6 et 8 modification de la conformation de l'ARN : les 2 hélices deviennent parallèles contact étroit entre les 2 hélices fixation de SRP54 : intéraction seulement avec l'hélice 8 SRP54 : composant clé SRP54 sous-unité clé 3 domaines N et G domaine G : fixation du GTP et intéraction avec SRα domaine M riche en méthionine : grande plasticité structurale domaine M : fixation au peptide signal (longueurs et compositions différentes) fixation à l'AR7SL due à un motif riche en arginine (hélice tour hélice) reconnaissance de la séquence signal et l'ARN7SL Domaine Alu extrémité 5' et 3 ' de l'ARN7SL 1 seul hétérodimére : SRP9/SRP14 SRP9 et SRP14 sont très proches structuralement arrêt de la traduction de la protéine à sécréter Assemblage de SRP9/SRP14 hétérodimérisation et fixation en 5' de l'ARN7S (forte affinité) hétérodimérisation indépendante de l'ARN7SL repliement de la partie 3' large changement conformationnel : repliement de l'ARN sur lui-même émergence partie centrale (domaine Assemblage de la SRP in vivo (hypothèse) formation cytoplasmique de SRP9/14 importation de SRP9/14 dans le nucléoplasme : fixation co-transcriptionnelle en 5' de l'ARN7S et activation de la transcription transcription terminée : repliement de l'ARN qui laisse uniquement sa partie 3' accessible permettant l'épissage dans le noyau fixation de SRP19 et de l'hétérodimére SRP68/72 sur le domaine S de l'ARN dans le nucléoplasme exportation de la ribonucléoprotéine incomplète dans le cytoplasme ou elle s'associe à SRP54 pour devenir fonctionnelle Localisation nucléolaire Quel est le trajet de SRP venant du noyau? Quelle est la localisation nucléolaire de SRP? Quel est le trajet d'un ARN SRP venant du noyau? L'ARN SRP est localisé transitoirement (30s à 1min) dans le nucléole Pas de passage dans le nucléole si injection d'ARNt, de préARN ou d'U6 Le domaine Alu semble le signal de localisation nucléolaire le plus important L'hélice 8 du domaine S est impliquée dans cette localisation Quelle est la localisation intranucléolaire de SRP? [...]

[...] III Une diminution ou absence de sous unité α entraîne une diminution des mRNA des composants de la SRP La présence de la protéine srp74 en absence de la sous unité α la SRP a un rôle co et post traductionnelle de translocation des protéines + rôle de chaperonne. Chez les bactéries pas d'influence du taux de la SR sur le taux de la SRP, apparition durant l'évolution Question??? Comment la sous unité α régule les gènes des composants de la SRP pendant qu'elle est incorporée à la membrane? [...]

[...] Au centre, étranglement formé par 6 acides aminés hydrophobes : anneau du pore. Sec61 ouvert et fermé (vue latérale) (Van den Berg et al., 2004) Mécanisme moléculaire : liaison du ribosome (Mitra et al., 2005) Liaison du ribosome au translocon. Nécessité d'une structure tétramérique de PCC pour multiplier les sites d'interactions entre ribosome et PCC. Mécanisme moléculaire : translocation Passage du polypeptide L'étranglement formé par l'anneau du pore fait office de joint d'étanchéité lors du passage du polypeptide. [...]

[...] (Mitra et al., 2005) Procaryotes : SRP Receptor Structure de Fts Y et Ffh et de son domaine NG Eucaryotes : SRP Receptor Eucaryotes : SRα Interactions entre SR (Fts et SRP54 (Ffh) Eucaryotes : SRβ Interactions entre SRα et SRβ-GTP Synthèse des protéines dans le cytoplasme et ciblage vers le RE *Ciblage cotraductionnel : interaction entre séquence signal,SRP,ribosome,SR *Ciblage post-traductionnel : (S.cerevisiae) rôle des protéines chaperonnes Régulation du ciblage des protéines vers le RE Structure et mécanisme d'action des SRP bien connu Régulation de la biosynthèse et du mode de fonctionnement obscure *Régulation de la GTPase de SRP par le ribosome *Influence de la longueur de la chaîne polypeptidique naissante sur le ciblage des protéines *Réponse adaptative de la cellule a l'absence de SRP chez S.cerevisiae Régulation de la GTPase de SRP par le ribosome Le ciblage est régulé par trois GTPases : SRP54, SR α et β Composants du ribosome favorisent la liaison de GTP Ribosome : joue un rôle clé dans la régulation , assure le lien entre la traduction et la translocation Influence de la longueur du polypeptide naissant sur l'efficacité du ciblage Ciblage des polypeptides tronqués de prépro-insuline L'efficacité du ciblage diminue par augmentation de la taille (longueur >140 acides aminés) Ciblage efficace si 10 résidus de la séquence signal dépassent la S/U du ribosome Réponse adaptative de la cellule a l'absence de SRP Réponse adaptative de la cellule a l'absence de SRP La réponse au stress se fait en 2 temps: Phase 1:Stimulation des chaperonnes cytoplasmiques(HSP70,SSA1p,SSA2p, Ydj1P) Phase stimulation des autres protéines de stress(HSP90,HSP104) Les facteurs influençant la synthèse et l'intégrité de la SRP Étude de taux des différents composants en fonction de l'absence d'un des sous unités Absence de scR1 RNA diminution des protéines composantes la SRP car pas d'assemblage ou localisation des protéines dégradation délétion de l'une des protéines: srp et 72 entraîne une réduction importante du taux de tous les autres sous unités donc nécessaires pour les 1ieres stades de la biogenèse de la SRP absence des sous unités srp54 et sec65 est sans effet Influence du taux de la sous unité α du récepteur SR sur les composants de la SRP Variation de taux de la sous unité α chez la levure : Taux des composants de la SRP dans S. cerevisea Discussion des résultats Pas de corrélation entre la sous unité α et la 7SL RNA ,elle est plus stable que les mRNA des protéines , transcrite par pol. [...]