chapitre 11 La communication cellulaire 243
des mécanismes cellulaires régulateurs de l’activité protéique
très répandus. On appelle généralement protéine kinase une
enzyme qui transfère des groupements phosphate de l’ATP.
Rappelez-vous qu’un récepteur à activité tyrosine kinase
(monomère) phosphoryle les tyrosines de l’autre récepteur à
activité tyrosine kinase pour former un dimère. Cependant,
la majorité des protéines kinases cytoplasmiques agissent sur
des protéines différentes d’elles-mêmes. Autre particularité, la
plupart de ces enzymes phosphorylent leurs substrats sur des
sérines ou des thréonines, deux types d’acides aminés, plutôt
que sur des tyrosines. Ces sérines ou thréonines kinases interviennent largement dans les voies de transduction dans les
cellules animales et végétales, ainsi que chez les Eumycètes.
De nombreux intermédiaires des différentes voies sont des
protéines kinases, qui agissent souvent sur d’autres protéines
se trouvant sur la même voie. La figure 11.10 décrit une voie
hypothétique constituée de trois protéines kinases différentes
créant une « cascade » de phosphorylations. La séquence illustrée ressemble à beaucoup de voies connues, notamment à
celles que les facteurs de reconnaissance sexuelle déclenchent
chez les cellules de levures et à celles que de nombreux facteurs de croissance stimulent dans les cellules animales. L’activation engendrée par un signal se transmet par une « cascade »
de phosphorylations protéiques ; chaque phosphorylation
entraîne un changement de forme résultant de l’interaction
entre le groupement phosphate chargé et des acides aminés
polaires ou chargés (voir la figure 5.16, p. 87). L’ajout de phosphate active souvent une protéine (mais il arrive parfois qu’elle
diminue son activité). Par ailleurs, des chercheurs ont récemment montré que la phosphorylation ne produit pas toujours
que deux états de la substance phosphorylée, comme un
interrupteur qui ne pourrait être qu’à la position OUVERT
(forme activée) ou à la position FERMÉ (forme inhibée). En
effet, on a découvert qu’une protéine pouvait comporter un
nombre variable de sites phosphorylés, ce qui lui permet
d’agir à la manière d’un rhéostat qui module une activité
cellulaire par le biais de phosphorylations graduelles.
L’importance des protéines kinases n’est pas surestimée.
Près de 2 % de nos gènes codent pour des protéines kinases.
Nous en posséderions entre 1 000 et 3 000. Une seule cellule
Molécule de signalisation
ATP
ADP
Protéine
kinase
1
inactive
Réponse
cellulaire
Protéine
inactive
Protéine
kinase
1
active
Protéine
kinase
2
inactive
Protéine
kinase
2
active
Protéine
active
Intermédiaire
protéique activé
Récepteur
P i
P i
P
ATP
ADP
P i
ATP
ADP
Protéine
kinase
3
inactive
PP
PP
PP
Protéine
kinase
3
active
P
P
C a s c a d e
d e
p h o s p h o r y l a t i o n s
5
La cascade débute
lorsqu’un intermédiaire
protéique active une molécule
de l’enzyme appelée
protéine kinase.
1
La protéine kinase 1 activée
transfère un groupement
phosphate d’une molécule d’ATP
à une molécule de protéine kinase 2
inactive, ce qui active cette dernière.
2
La protéine kinase 2
activée phosphoryle (et active)
la protéine kinase 3.
3
La protéine kinase 3
activée phosphoryle
une protéine (en rose)
qui entraîne la réponse de
la cellule au signal initial.
4
Les protéines sont
déphosphorylées par des
protéines phosphatases, qui
leur enlèvent leur groupement
phosphate et les ramène à l’état
inactif, ce qui les rend à nouveau
disponibles. Les groupements phosphate retirés serviront ultérieurement à reformer de l’ATP.
m Figure 11.10 Une cascade de phosphorylations. Dans une
cascade de phosphorylations, une variété de molécules protéiques sont
phosphorylées tour à tour : chacune ajoute un groupement phosphate
à la protéine située en aval. Dans cet exemple, la phosphorylation active
chaque molécule, et la déphosphorylation la ramène à sa forme inactive.
Pour vous rappeler que les molécules changent généralement de forme
lorsqu’elles sont activées, nous vous présentons les protéines actives
et les protéines inactives sous des formes différentes.
Quelle protéine est responsable de l’activation d’une protéine
kinase 3 ?
?
des mécanismes cellulaires régulateurs de l’activité protéique
très répandus. On appelle généralement protéine kinase une
enzyme qui transfère des groupements phosphate de l’ATP.
Rappelez-vous qu’un récepteur à activité tyrosine kinase
(monomère) phosphoryle les tyrosines de l’autre récepteur à
activité tyrosine kinase pour former un dimère. Cependant,
la majorité des protéines kinases cytoplasmiques agissent sur
des protéines différentes d’elles-mêmes. Autre particularité, la
plupart de ces enzymes phosphorylent leurs substrats sur des
sérines ou des thréonines, deux types d’acides aminés, plutôt
que sur des tyrosines. Ces sérines ou thréonines kinases interviennent largement dans les voies de transduction dans les
cellules animales et végétales, ainsi que chez les Eumycètes.
De nombreux intermédiaires des différentes voies sont des
protéines kinases, qui agissent souvent sur d’autres protéines
se trouvant sur la même voie. La figure 11.10 décrit une voie
hypothétique constituée de trois protéines kinases différentes
créant une « cascade » de phosphorylations. La séquence illustrée ressemble à beaucoup de voies connues, notamment à
celles que les facteurs de reconnaissance sexuelle déclenchent
chez les cellules de levures et à celles que de nombreux facteurs de croissance stimulent dans les cellules animales. L’activation engendrée par un signal se transmet par une « cascade »
de phosphorylations protéiques ; chaque phosphorylation
entraîne un changement de forme résultant de l’interaction
entre le groupement phosphate chargé et des acides aminés
polaires ou chargés (voir la figure 5.16, p. 87). L’ajout de phosphate active souvent une protéine (mais il arrive parfois qu’elle
diminue son activité). Par ailleurs, des chercheurs ont récemment montré que la phosphorylation ne produit pas toujours
que deux états de la substance phosphorylée, comme un
interrupteur qui ne pourrait être qu’à la position OUVERT
(forme activée) ou à la position FERMÉ (forme inhibée). En
effet, on a découvert qu’une protéine pouvait comporter un
nombre variable de sites phosphorylés, ce qui lui permet
d’agir à la manière d’un rhéostat qui module une activité
cellulaire par le biais de phosphorylations graduelles.
L’importance des protéines kinases n’est pas surestimée.
Près de 2 % de nos gènes codent pour des protéines kinases.
Nous en posséderions entre 1 000 et 3 000. Une seule cellule
Molécule de signalisation
ATP
ADP
Protéine
kinase
1
inactive
Réponse
cellulaire
Protéine
inactive
Protéine
kinase
1
active
Protéine
kinase
2
inactive
Protéine
kinase
2
active
Protéine
active
Intermédiaire
protéique activé
Récepteur
P i
P i
P
ATP
ADP
P i
ATP
ADP
Protéine
kinase
3
inactive
PP
PP
PP
Protéine
kinase
3
active
P
P
C a s c a d e
d e
p h o s p h o r y l a t i o n s
5
La cascade débute
lorsqu’un intermédiaire
protéique active une molécule
de l’enzyme appelée
protéine kinase.
1
La protéine kinase 1 activée
transfère un groupement
phosphate d’une molécule d’ATP
à une molécule de protéine kinase 2
inactive, ce qui active cette dernière.
2
La protéine kinase 2
activée phosphoryle (et active)
la protéine kinase 3.
3
La protéine kinase 3
activée phosphoryle
une protéine (en rose)
qui entraîne la réponse de
la cellule au signal initial.
4
Les protéines sont
déphosphorylées par des
protéines phosphatases, qui
leur enlèvent leur groupement
phosphate et les ramène à l’état
inactif, ce qui les rend à nouveau
disponibles. Les groupements phosphate retirés serviront ultérieurement à reformer de l’ATP.
m Figure 11.10 Une cascade de phosphorylations. Dans une
cascade de phosphorylations, une variété de molécules protéiques sont
phosphorylées tour à tour : chacune ajoute un groupement phosphate
à la protéine située en aval. Dans cet exemple, la phosphorylation active
chaque molécule, et la déphosphorylation la ramène à sa forme inactive.
Pour vous rappeler que les molécules changent généralement de forme
lorsqu’elles sont activées, nous vous présentons les protéines actives
et les protéines inactives sous des formes différentes.
Quelle protéine est responsable de l’activation d’une protéine
kinase 3 ?
?