La membrane plasmique. Procaryotes / Eucaryotes Cellule végétale

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    04-Apr-2015

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<ul><li> Page 1 </li> <li> La membrane plasmique </li> <li> Page 2 </li> <li> Procaryotes / Eucaryotes </li> <li> Page 3 </li> <li> Cellule vgtale </li> <li> Page 4 </li> <li> MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A TRANSMISSION paisseur =5-10 nm Diamtre dune cellule =500nm </li> <li> Page 5 </li> <li> Les molcules qui composent la membrane plasmique - Lipides (phospholipides, glycolipides, cholesterol) -Protines </li> <li> Page 6 </li> <li> Les lipides </li> <li> Page 7 </li> <li> 1. Les lipides (Phospholipides) - Ils sont amphiphiles ou amphipatiques (une partie hydrophobe et une partie hydrophile) (amphi= des deux cots, phile = qui aime) - Leur concentration approche les 5X10 6 molcules de lipides par m2 de bicouche lipidique - La proportion relative des lipides dans les membranes varie selon lespce considre (40% en moyenne, contre 60% de protines) Tte hydrophile (polaire) Queue hydrophobe (apolaire) </li> <li> Page 8 </li> <li> La membrane est constitue dune bicouche de lipides </li> <li> Page 9 </li> <li> Les phospholipides </li> <li> Page 10 </li> <li> Les phospholipides sont composs - dune extrmit (tte) hydrophile polaire - dune extrmit(queue) hydrophobe ou apolaire Les queues hydrophobes sont des chanes dacides gras contenant de 14 24 atomes de carbones Il y a quatre phospholipides majeurs dans les membranes - phosphatidylcholine - phosphatidylethanolamine - phosphatidylsrine - sphingomyline Il faut y ajouter les phosphatidylinositides (PIP2) Concentration faible mais rle essentiel dans la transduction du signal + de 50% de la masse des lipides membranaires </li> <li> Page 11 </li> <li> Exemple de la Phosphatidylcholine Queue apolaire (hydrophobe) Tte polaire (hydrophile) Glycrol Phosphate Choline Chanes dacides gras chaine sature chaine insature </li> <li> Page 12 </li> <li> Phosphatidyl- NH3 + CH2 O O=P-O - O CH2 - CH - CH2 O C=O - ethanolamine NH3 + H-C-COO - CH2 O O=P-O - O CH2 - CH - CH2 O C=O - srine CH3 + CH3 -N-CH3 CH2 O O=P-O - O CH2 - CH - CH2 O C=O - choline CH3 + CH3 -N-CH3 CH2 O O=P-O - O CH2 - CH - CH2 CH NH CH C=O Sphingomyline sphingosine glycrol </li> <li> Page 13 </li> <li> Le cholesterol </li> <li> Page 14 </li> <li> 2. Le cholestrol - Trs forte concentration dans les cellules eucaryotes - Jusqu une molcule de cholestrol par phospholipide - Augmente limpermabilit de la bicouche aux molcules hydrophiles - Rigidifie la membrane plasmique </li> <li> Page 15 </li> <li> OH CH3 CH I CH2 I CH2 I CH2 I CH CH3 Le cholestrol OH Tte polaire Noyau strol rigide plan Queue apolaire </li> <li> Page 16 </li> <li> Groupes polaires Rgion rigidifies Par le cholestrol Rgion fluide Organisation du cholesterol au sein de la bicouche lipide </li> <li> Page 17 </li> <li> Page 18 </li> <li> Les glycolipides </li> <li> Page 19 </li> <li> 3.Les glycolipides GLP (en relativement faible quantit) - Ressemblent aux phospholipides de la famille des sphingomyline dans leur composition mais sont dpourvus de phosphate - Les GLP simples contiennent un rsidu sucr unique (glycosyle) dans leur rgion polaire - Les GLP complexes contiennent plusieurs groupements sucrs. </li> <li> Page 20 </li> <li> CH3 + CH3 -N-CH3 CH2 O O=P-O - O CH2 - CH - CH2 CH NH CH C=O OH O CH2 - CH - CH2 CH NH CH C=O Gal OH O CH2 - CH - CH2 CH NH CH C=O Glc Gal GalNac Ac Sial Gal phosphate Sphingomyline Galactocrboside GLP simple Ganglioside GM1 GLP complexe lie la toxine cholrique </li> <li> Page 21 </li> <li> Compositions lipidiques des diffrentes membranes (% du poids total des lipides membranaires) Cholestrol17360 PDE7351770 PDS425trace PDC2439400 GLP7tracetrace0 Membrane plasmique Mitochondrie Rticulum endoplasmique E. coli Rq: Le cholestrol est important pour la membrane plasmique mais est absent des bactries Glycolipides uniquement dans les membranes plasmiques des eucaryotes </li> <li> Page 22 </li> <li> Organisation de la bicouche lipidique </li> <li> Page 23 </li> <li> Les lipides ont une distribution asymtrique dans les feuillets membranaires </li> <li> Page 24 </li> <li> PC PE PS SM Feuillet externe Feuillet interne (-) 100% 0% Erythrocytes humains Hpatocytes de rat </li> <li> Page 25 </li> <li> La bicouche lipidique est un fluide bidimensionnel En solution aqueuse, les lipides se rassemblent en structures particulire monocouche air eau micelle eau liposome </li> <li> Page 26 </li> <li> Les lipides sont mobiles au sein des bicouches Mouvements locaux (10 11 /sec) Diffusion latrale Flip flop Coefficient de diffusion latrale: 10 -8 cm 2.sec _1 Un lipide diffuse sur toute la longueur dune bactrie en 2 minutes </li> <li> Page 27 </li> <li> Facteurs affectant la fluidit de la membrane 1. La temprature Les bactries et les levures ajustent la composition lipidique de leur membrane en fonction de lenvironnement pour maintenir constant une certaine fluidit membranaire 2. La longueur des chaines hydrocarbones 3. Le nombre de doubles liaisons 4. La nature des ttes polaires 5. Le contenue en cholestrol qui rigidifie la bicouche </li> <li> Page 28 </li> <li> Les protines de la membrane plasmique </li> <li> Page 29 </li> <li> Les protines membranaires Elles confrent aux membranes leurs fonctions spcifiques (pores, canaux ligand dpendant, transporteur, rcepteurs) La quantit et la qualit des protines sont trs variable dune cellule lautre (en moyenne 60%) (Gaine de myline des oligodendrocytes qui isolent lectriquement les axones contiennent moins de 25% de protines (masse de mb) Les mitochondries et les chloroplastes qui transduisent lnergie ont un taux lev de protine (75%) ) </li> <li> Page 30 </li> <li> 1. Les protines transmembranaires ou intrinsques Comme les lipides elles sont amphiphiles Les rgions hydrophobes interagissent de manire non covalente avec les lipides membranaires. Les rgions hydrophiles sont exposes lenvironnement aqueux sur les deux faces des membranes. Le plus souvent les 15-20 AA du domaine transmembranaire sont disposs en hlice Les protines peuvent avoir un ou plusieurs domaines transmembranaires </li> <li> Page 31 </li> <li> Protines transmembranaires (intrinsques) Hlices alpha Milieu extrieur Cytoplasme </li> <li> Page 32 </li> <li> Page 33 </li> <li> Nter Cter </li> <li> Page 34 </li> <li> Rgion hydrophile Rgion hydrophobe Hlices (15 20 aa travers la membrane) Feuillets Interactions non-covalentes entre les rgions hydrophobes et les lipides membranaires Feuillets </li> <li> Page 35 </li> <li> - Ces protines ne traversent pas la membrane plasmique, et ne sont donc associes qu un seul cot de la membrane Protines membranaires priphriques ou extrinsques </li> <li> Page 36 </li> <li> Protines priphriques (extrinsques) - Ces protines peuvent tre simplement lies par des liaisons non covalentes (interaction de faible nergie) des protines transmembranaires sur lune ou lautre des faces de la membrane Milieu extrieur Cytoplasme Protines membranaires priphriques ou extrinsques </li> <li> Page 37 </li> <li> - Ou elles peuvent tre sont lies par des liaisons covalentes avec des acides gras - Ou encore, elles peuvent tre lies par des liaisons covalentes avec Glycosyl phosphatidyl inositol (ancre GPI). On parle alors de protines glypies. Protines membranaires priphriques ou extrinsques Ancre GPI Protines glypies Acides gras Milieu extrieur Cytoplasme </li> <li> Page 38 </li> <li> ethanolamine mannose phospatidylinositol o o P P Structure de lancre GPI Feuillet externe protine </li> <li> Page 39 </li> <li> - La grande majorit des protines transmembranaires sont glycosyles ( glycoprotines ) - Comme pour les glycolipides, les rsidus glycosyls sont ajouts dans la lumire du Rticulum et de lappareil de Golgi - Cest la raison pour laquelle, les rsidus glycosyls sont toujours prsents sur la surface externe de la membrane - Introduit une asymtrie supplmentaire - Le cytoplasme est un environnement extrmement rducteur et qui empche ainsi la formation de liaisons disulfures intra ou inter protiques entres les cystines - Ainsi Seule la partie extracellulaire des protines comprend des ponts disulfures </li> <li> Page 40 </li> <li> SH Groupements sulfhydryles Cytosol Environnement rducteur S S S S S S oligosaccharides Hlices transmembranaires bicouche NH2 COOH </li> <li> Page 41 </li> <li> Analyse des membranes </li> <li> Page 42 </li> <li> Les dtergents - Les dtergents sont des molcules amphiphiles qui ont largement contribu lanalyse des membranes cellulaires - Les protines membranaires ne peuvent tre solubilises quen dtruisant la bicouche lipidique - Cest ce que font les dtergents en sinsrant dans la bicouche puis en la dstabilisant - Certains sont des produits naturels comme le desoxycholate de Na+ mais la plupart sont des composs de synthse - Ionique avec tte hydrophile charge ( SDS, DOC ) - Non ionique avec tte hydrophile non charge ( Triton X100, Tween20 ) - permettent de solubiliser les protines membranaires pour en isoler les composants notamment les protines </li> <li> Page 43 </li> <li> Les dtergents ioniques sont de forts dtergents qui dtruisent les liaisons non covalentes et dnaturent les protines cad les dbobinent puis se lient aux rgions hydrophobes Les protines dnatures ne sont plus fonctionelles mais peuvent tre analyses par gel de polyacrylamide car elles migrent selon leur masse molculaire Les dtergents non ioniques (triton X100) sont des dtergents doux Ils solubilisent les protines mais sans les dnaturer Cette solubilisation douce est la premire tape utilise pour la purification des protines membranaires puis ultrieurement leur analyse fonctionnelle </li> <li> Page 44 </li> <li> Page 45 </li> </ul>

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