Constituants cellulaires : protéasome 26S
Fonctionnement : acceptation du substrat

Sommaire
  1. Biologie cellulaire et moléculaire
    1. Cellules procaryotes et eucaryotes
    2. Structure générale d'une cellule eucaryote
  2. Constituants de la cellule
    1. Membrane plasmique
    2. Noyau
    3. Cytoplasme
      1. Hyaloplasme
        1. Cytosol
        2. Cytosquelette
          1. Microfilaments d'actine
          2. Filaments intermédiaires
          3. Microtubules
        3. Proteasome
          1. Vue d'ensemble
          2. Structure générale du protéasome 26S
            1. Coeur catalytique : 20S
              1. Coeur catalytique canonique
                1. Anneau α
                2. Anneau β
              2. Alternatives au coeur catalytique canonique
            2. Complexe régulateur 19S
              1. Base du complexe régulateur 19S
                1. Rpt1-6 de la base
                  1. Structure des Rpt
                    1. Domaine N-terminal
                      1. Anneau OB
                      2. Superhélices (coiled-coil) des Rpt (Rpt3/6, Rpt4/5, et Rpt1/2)
                    2. Domaine AAA+
                      1. Anneau ATPase et corps rigides
                      2. Boucles du pore (pore loops)
                        1. Boucle Ar-Φ
                        2. Pore-2 loop
                      3. Extrémités C-terminales
                    3. Canal central
                2. Rpn de la base
                  1. Rpn1 et Rpn2
                  2. Rpn10 et Rpn13
              2. " Couvercle " (lid)
                1. Rpn à domaine PCI : Rpn3, 5, 6, 7, 9, 12 
                2. Rpn à domaine MPN : dimère Rpn11/8
                3. Rpn15
            3. Autres complexes régulateurs
              1. PA200 /Blm10
              2. Complexe 11S
          3. Assemblage du protéasome 26S
            1. Assemblage du coeur catalytique
              1. Anneau α
              2. Anneau β
            2. Assemblage du complexe régulateur 19S
              1. Assemblage de la base
                1. RAC (RP Assembly Chaperones)
                2. Ordre d'assemblage
                3. Action du coeur catalytique
              2. Assemblage du " couvercle " (lid)
          4. Fonctionnement du protéasome
            1. Acceptation du substrat
              1. Rpn10 et Rpn13
              2. Récepteurs alternatifs d'ubiquitine
            2. Engagement du substrat
              1. Déplacement du " couvercle " (lid)
              2. Déplacement de la base
            3. Translocation du substrat
              1. Positionnement de l'anneau ATPase
              2. Positionnement de l'anneau OB
            4. Désubiquitination du substrat
              1. Rpn11
              2. DUB supplémentaires
            5. Protéolyse du substrat
      2. Morphoplasme : organites
        1. Réticulum endoplasmique
        2. Appareil de Golgi
        3. Mitochondries
        4. Lysosomes
        5. Endosomes
        6. Peroxysomes
  3. Matrice extracellulaire
  4. Reproduction cellulaire
    1. Cycle cellulaire
    2. Mitose
    3. Méiose
  5. Biochimie
  6. Transport membranaire
  7. Moteurs moléculaires
  8. Voies de signalisation

Bibliographie


Le protéasome 26S reconnaît, en général, des protéines polyubiquitinées dont la chaîne comprend au moins 4 ubiquitines et plus par la particule 19S (Degradation signal diversity in the ubiquitin-proteasome system 2009 et The Ubiquitin–Proteasome System of Saccharomyces cerevisiae 2012).

La première est liée à la lysine du substrat, la deuxième à une lysine particulière (polyubiquitination)…

Acceptation, engagement et translocation du substrat
Acceptation, engagement et translocation du substrat
(Figure : © vetopsy.fr d'après Unverdorben)

La première étape du fonctionnement du protéasome est la liaison de la chaîne d'ubiquitine à ses récepteurs.

Dans un protéasome qui accepte le substrat,

Acceptation du substrat

Le protéasome reconnaît les chaînes d'ubiquitine grâce à (Recognition and Processing of Ubiquitin-Protein Conjugates by the Proteasome 2009) :

  • Rpn10 et Rpn13, principalement,
  • d'autres récepteurs alternatifs d'ubiquitine et détachables dans certains cas.

Rpn10 et Rpn13

Rpn10, par son domaine UIM, et Rpn13, par son domaine PRU, sont des récepteurs de l'ubiquitine.

Rpn10, situé à l'interface entre la base et le " couvercle ", est placé à proximité de Rpn11, la désubiquitinase (DUB) de la famille MPN/JAMM du " couvercle " (lid).

Liaisons entre les sous-unités du du complexe régulateur
Liaisons entre les sous-unités du complexe régulateur
(Figure : © vetopsy.fr d'après Bhattacharyya)

Rpn2 est en contact avec la superhélice (coiled coil) de Rpt3/6.

Les domaines PCI des Rpn du " couvercle " (lid) contactent les anneaux.

Récepteurs alternatifs d'ubiquitine

Des récepteurs alternatifs à l'ubiquitine contiennent des domaines UBL (UBiquitine-Like domain) et UBA (UBiquitin Associated).

Ces récepteurs se lient à Rpn1, la grande sous-unité organisatrice de la base du protéasome par leur domaine UBL et au substrat par leur domaine UBA.

Engagement du substrat

Fonctionnement complet du protéasome
Fonctionnement complet du protéasome
(Figure : © vetopsy.fr d'après Lander)

Biologie cellulaire et moléculaireMembrane plasmiqueNoyauCytoplasme
Réticulum endoplasmiqueAppareil de GolgiMitochondries
EndosomesLysosomesPeroxysomesProtéasomes
CytosqueletteMicrofilaments d'actineFilaments intermédiairesMicrotubules
Matrice extracellulaireReproduction cellulaireBiochimieTransport membranaire
Moteurs moléculairesVoies de signalisation

Bibliographie
  • Marieb E. N. - Anatomie et physiologie humaines - De Boeck Université, Saint-Laurent, 1054 p., 1993
  • Maillet M. - Biologie cellulaire - Abrégés de Masson, 512 p, 2002
  • Lodish et coll - Biologie moléculaire de la cellule - De Boeck Supérieur, Saint-Laurent, 1207 p., 2014