272 B IOLOGIE CELLULAIRE
dont le site catalytique est tourné vers la lumière
du saccule golgien ; elles reconnaissent des paires
d’acides aminés basiques le long de la chaîne polypeptidique à couper : Lys-Lys, Arg-Arg, Arg-Lys,
Lys-Arg. Les clivages ont lieu à droite de ces
séquences (du côté COOH). Dans certains cas, des
exopeptidases C-terminales éliminent ces deux
acides aminés qui ont servi de signal, une fois
qu’ils ont rempli leur rôle. On peut illustrer ceci en
décrivant le processus de fabrication de l’insuline,
hormone pancréatique sécrétée par les cellules β
des «îlots de Langerhans»(voir figure 9.18).
L’insuline est fabriquée dans le RR sous forme
d’une pré-pro-insuline (108 acides aminés) ; après
élimination du peptide signal, elle devient proinsuline et elle passe sous cette forme dans l’appareil de Golgi, grâce aux vésicules de transition.
Comme on l’a dit plus haut, elle a acquis ses structures secondaire et tertiaire : les extrémités N et C
se sont rapprochées au sein d’une structure stabilisée par deux ponts disulfure (il existe deux cystéine à chaque extrémité). Au cours de son trajet
dans les saccules golgiens, l’insuline est empaquetée dans les mêmes vésicules qu’une endoprotéase
qui provoquera en son sein deux coupures protéolytiques grâce aux signaux vus plus haut. Le résultat est l’élimination d’une longue boucle d’acides
aminés (peptide C) et l’obtention de la forme
mature de l’hormone, constituée par deux courtes
chaînes parallèles réunies par des ponts disulfure
(peptides A et B : 21 et 30 acides aminés). Cette
forme définitive n’est obtenue que dans les vésicules bourgeonnant du réseau trans de l’appareil
de Golgi, qui subissent rapidement l’exocytose.
Le cas du glucagon (une autre hormone pancréatique) est voisin mais il y a besoin ici de trois
clivages successifs par une endoprotéase et de
l’action d’une carboxypeptidase pour éliminer les
acides aminés basiques fonctionnant comme signal.
3.4.2. P OLYPROTÉINES
Cette stratégie de clivage est poussée à l’extrême
dans le cas des polyprotéines, qui contiennent de
multiples copies d’une même courte séquence
peptidique : un seul précurseur permet d’obtenir
plusieurs produits identiques ou voisins à partir
du même gène (neuropeptides de type enképhalines, hormones de l’antéhypoplyse : ACTH,
endorphines…). Ce système a été développé
essentiellement par des cellules sécrétrices de
toxines, d’hormones ou d’enzymes, et a sans doute
pour effet de retarder jusqu’au dernier moment
(celui de la sécrétion) la production de la forme
fonctionnelle des protéines, qui auraient pu être
nuisibles ou toxiques pour la cellule. C’est enfin
une façon de fabriquer des peptides actifs très
courts (cinq acides aminés) qui ne pourraient probablement pas être synthétisés sur des ribosomes
selon le processus habituel de la traduction.
3.5. Synthèse de glycoprotéines
et de polysaccharides pariétaux
chez les Végétaux et les Champignons
Outre des composés de nature polysaccharidique, la paroi des Végétaux supérieurs contient
une faible proportion de glycoprotéines (0,1 à 10 %
de la masse sèche). Ces molécules sécrétées, qui
séquencesignal
SH
SH
SH
SH
SH
SH
fragment
C
N
pré-pro-insuline
site de
clivage
S
S
S
S
pro-insuline
N
site de
clivage
S
S
C
C
S
S
S
S
S
S
N
N
C
C
chaîne A
chaîne B
insuline
Figure 9.18
Clivages protéolytiques conduisant à la production
de l’insuline
Après avoir acquis sa structure tertiaire, cette hormone
est découpée en trois fragments, dont un sera éliminé (c).
Ces événements de clivage très spécifiques se déroulent
dans l’appareil de Golgi et dans les vésicules de sécrétion.
dont le site catalytique est tourné vers la lumière
du saccule golgien ; elles reconnaissent des paires
d’acides aminés basiques le long de la chaîne polypeptidique à couper : Lys-Lys, Arg-Arg, Arg-Lys,
Lys-Arg. Les clivages ont lieu à droite de ces
séquences (du côté COOH). Dans certains cas, des
exopeptidases C-terminales éliminent ces deux
acides aminés qui ont servi de signal, une fois
qu’ils ont rempli leur rôle. On peut illustrer ceci en
décrivant le processus de fabrication de l’insuline,
hormone pancréatique sécrétée par les cellules β
des «îlots de Langerhans»(voir figure 9.18).
L’insuline est fabriquée dans le RR sous forme
d’une pré-pro-insuline (108 acides aminés) ; après
élimination du peptide signal, elle devient proinsuline et elle passe sous cette forme dans l’appareil de Golgi, grâce aux vésicules de transition.
Comme on l’a dit plus haut, elle a acquis ses structures secondaire et tertiaire : les extrémités N et C
se sont rapprochées au sein d’une structure stabilisée par deux ponts disulfure (il existe deux cystéine à chaque extrémité). Au cours de son trajet
dans les saccules golgiens, l’insuline est empaquetée dans les mêmes vésicules qu’une endoprotéase
qui provoquera en son sein deux coupures protéolytiques grâce aux signaux vus plus haut. Le résultat est l’élimination d’une longue boucle d’acides
aminés (peptide C) et l’obtention de la forme
mature de l’hormone, constituée par deux courtes
chaînes parallèles réunies par des ponts disulfure
(peptides A et B : 21 et 30 acides aminés). Cette
forme définitive n’est obtenue que dans les vésicules bourgeonnant du réseau trans de l’appareil
de Golgi, qui subissent rapidement l’exocytose.
Le cas du glucagon (une autre hormone pancréatique) est voisin mais il y a besoin ici de trois
clivages successifs par une endoprotéase et de
l’action d’une carboxypeptidase pour éliminer les
acides aminés basiques fonctionnant comme signal.
3.4.2. P OLYPROTÉINES
Cette stratégie de clivage est poussée à l’extrême
dans le cas des polyprotéines, qui contiennent de
multiples copies d’une même courte séquence
peptidique : un seul précurseur permet d’obtenir
plusieurs produits identiques ou voisins à partir
du même gène (neuropeptides de type enképhalines, hormones de l’antéhypoplyse : ACTH,
endorphines…). Ce système a été développé
essentiellement par des cellules sécrétrices de
toxines, d’hormones ou d’enzymes, et a sans doute
pour effet de retarder jusqu’au dernier moment
(celui de la sécrétion) la production de la forme
fonctionnelle des protéines, qui auraient pu être
nuisibles ou toxiques pour la cellule. C’est enfin
une façon de fabriquer des peptides actifs très
courts (cinq acides aminés) qui ne pourraient probablement pas être synthétisés sur des ribosomes
selon le processus habituel de la traduction.
3.5. Synthèse de glycoprotéines
et de polysaccharides pariétaux
chez les Végétaux et les Champignons
Outre des composés de nature polysaccharidique, la paroi des Végétaux supérieurs contient
une faible proportion de glycoprotéines (0,1 à 10 %
de la masse sèche). Ces molécules sécrétées, qui
séquencesignal
SH
SH
SH
SH
SH
SH
fragment
C
N
pré-pro-insuline
site de
clivage
S
S
S
S
pro-insuline
N
site de
clivage
S
S
C
C
S
S
S
S
S
S
N
N
C
C
chaîne A
chaîne B
insuline
Figure 9.18
Clivages protéolytiques conduisant à la production
de l’insuline
Après avoir acquis sa structure tertiaire, cette hormone
est découpée en trois fragments, dont un sera éliminé (c).
Ces événements de clivage très spécifiques se déroulent
dans l’appareil de Golgi et dans les vésicules de sécrétion.