Communication Cellulaire Licence BioMath 2012 Plan de lensemble

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Plan de l’ensemble du cours. 1. Principes généraux de communications cellulaires 2. Principes d’homéostasie, grands principes thermodynamiques, transports membranaires 3. Communication électrique, transmission nerveuse 4. Synapses 5. Protéines G et récepteurs couplés à une enzyme 6. Jonctions neuromusculaires 7. Les récepteurs à activités kinase & phosphatase 8. Seconds messagers 9. Récepteurs nucléaires et régulation de la transcription 10. Biosynthèse et dégradation des protéines 11. La cellule dans son environnement 12. Jonction cellulaires, adhésion intercellulaires, matrices extracellulaires 13. Prolifération cellulaire & apoptose 14. Bases d’immunologie TP/TD A. TP/TD : Potentiel d’action neuronal (EXAO) B. TP/TD jonction neuro-musculaire (EXAO) C. TD Phytohormones D. TP. Synthèse protéique

Communication Cellulaire Principes généraux de communications cellulaires Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Principes généraux de communications cellulaires : La communication cellulaire existe également chez les procaryotes et les eucaryotes unicellulaires Bacterial processes such as biofilm formation, virulence factor secretion, bioluminescence, antibiotic production, sporulation, and competence for DNA uptake are often critical for survival. However, these behaviors are seemingly futile if performed by a single bacterium acting alone. Keller et al. Nature Reviews Microbiology

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Notion de « quorum sensing » Keller et al. Nature Reviews Microbiology; published online 27 February 2006 | doi: 10. 1038/nrmicro 1383

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Vibrio fischeri Euprymna scolopes Monocentris japonicus

Communication Cellulaire « Slime mold » moisissure visqueuse Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de signalisation Paracrine Signalisation contact dépendante Cellule de signalisation Cellule cible molécule de signalisation fixée sur la membrane Synaptique Médiateur local synapse Neurone Endocrine Cellule endocrine hormone axone Corps cellulaire Cellule cible neurotransmetteur Courant sanguin Cellule cible

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Signalisation autocrine Une seule cellule de signalisation reçoit un faible signal autocrine Dans un groupe de cellules de signalisation identiques, chaque cellule reçoit un fort signal autocrine

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Dépendance d’une cellule animale vis-à-vis de multiple signaux extracellulaire A B survivre C A B Se diviser C E A D B Se différencier C G F mourir

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Une même molécule peut induire des réponses diverses en fonction des cellules cibles Cellule de la glande salivaire Cellule musculaire cardiaque Baisse de la vitesse et de la force de contraction Sécrétion Cellule du muscle squelettique acétylcholine Contraction

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Une même molécule peut induire des réponses diverses en fonction des cellules cibles Action de l'acétylcholine dans le système nerveux périphérique Tissu Effet de l'acétylcholine Récepteurs impliqués Système nerveux Mémorisation et apprentissage M 1 Cœur Bradycardie M 2 Vaisseaux Vasodilatation, baisse de la pression artérielle M 3 Poumon Contraction des bronches, sécrétion M 3 Intestins, Estomac Contractions, sécrétions M 3 Glandes salivaires Sécrétion M 3 Œil Contraction de la pupille, larmes M 3 Glande médullosurrénale Libération d'adrénaline N muscle squelettique Contraction N

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Rappels La membrane plasmique : propriétés de perméabilité O 2 CO 2 N 2 benzène Urée Glycérol Ethanol Stéroïdes H 2 O Glucose Saccharose Acides aminés Protéines H+ ; K+ ; Na+ Cl- ; Ca 2+ ; HCO 3 -

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Rappels La membrane plasmique : propriétés de perméabilité Exoplasme Protéine Membranaire Périphérique Têtes Hydrophiles des phospholipides Bicouche de Phospholipides Cytosol Ancrage lipidique des protéines Protéine Membranaire Intégrale Chaînes latérales Hydrophiles D’acide gras Protéine Membranaire Périphérique

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Le transport des molécules au travers de la membrane s’effectue par - Diffusion - Osmose - des processus de transport assurés par des protéines

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 La diffusion : mouvements Browniens A B Mouvement Brownien des molécules dans le compartiment

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 La diffusion : A B A vers B B vers A Flux net de diffusion

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 La diffusion : Notion d’équilibre dynamique A B Notion d’équilibre dynamique B vers A A vers B

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Diffusion Ajout d’Ions Eau distillée Equilibre Temps Membrane semiperméable Les charges sont équilibrées deux côtés

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 La diffusion : coefficient de diffusion et première loi de Fick Distance de diffusion (µm) Temps requis pour la diffusion 1 0, 5 ms 10 50 ms 100 5 sec 1000 (1 mm) 8, 3 min 10000 (1 cm) 14 h

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 La diffusion : coefficient de diffusion et première loi de Fick Le coefficient de diffusion D est proportionnel à la vitesse avec laquelle la molécule diffusive peut se déplacer dans le milieu qui l’entoure. • Plus la molécule est large plus D diminue • Plus le milieu est visqueux plus D diminue • Pour les petites molécules D est Xel à la racine carré du poids moléculaire • Pour les macromolécules D est Xel à la racine cubique du poids moléculaire Différence de concentration au travers de la membrane (mole/cm 3) Flux net de diffusion (Mole ou g/ sec) Coefficient de diffusion (cm 2/sec) Surface de la membrane (cm 2) épaisseur de la membrane cm)

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 La diffusion : coefficient de diffusion et première loi de Fick Nombre de molécules perméantes limité par les propriétés physiques de la membrane Vitesse de transport lente et linéaire, et dépendante du gradient de concentration Vitesse de transport du soluté Concentration du soluté sur la face opposée m. M

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Pression hydrostatique Membrane semi-perméable Initialement il n’y a pas de mouvement net d’eau de I vers II A l’équilibre il n’y a pas de mouvement net d’eau

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Membrane semi-perméable Solution A H 2 O B

Communication Cellulaire L’osmose Licence Bio-Math 2012 10 m. M saccharose eau membrane semi-perméable = perméable à l’eau imperméable aux solutés

Communication Cellulaire L’osmose 10 m. M saccharose Licence Bio-Math 2012 244 h. Pa pression sur le piston saccharose eau membrane semi-perméable = perméable à l’eau imperméable aux solutés

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 L’osmose Na. Cl saccharose eau membrane semi-perméable = perméable à l’eau imperméable aux solutés

Communication Cellulaire L’osmose 10 m. M Na. Cl pression sur le piston Licence Bio-Math 2012 453 h. Pa Na. Cl saccharose eau membrane semi-perméable = perméable à l’eau imperméable aux solutés

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 L’osmose pression osmotique La pression osmotique est la pression exercée par les particules en solution, et responsable de l’osmose mouvement d’eau à travers une membrane semi-perméable, du compartiment le moins concentré en particules en solution vers le compartiment le plus en particules en solution. osmolarité L’osmolarité d’une solution est le nombre de moles de particules en solution dans 1 litre de solution. 1 osmole (osm) correspond à une mole de particules.

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 L’osmose molarité et molalité La molarité est la concentration exprimée en moles par litre de solution. Une solution qui contient une mole par litre est une solution molaire. La molalité est la concentration exprimée en moles par kg d’eau. Une solution qui contient une mole par kg d’eau est une solution molale. osmolarité et osmolalité L’osmolarité d’une solution est le nombre de moles de particules en solution dans 1 litre de solution. L’osmolalité est le nombre de moles de particules en solution dans 1 kg d’eau.

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 NB : concentration ionique La concentration ionique d’une solution est le nombre de moles de charges présentes dans la solution. Son unité est l’équivalent (Eq) par volume de solution. exemple : calcul de la concentration ionique d’une solution de 10 m. M de Na. Cl est à la concentration de 10 m. M. Na. Cl se dissocie en Na+ et Cl-. Chaque mole de Na. Cl porte une mole de charges + et une de charges -. La concentration ionique de la solution est donc : 2 x 10 = 20 m. Eq. l-1. concentration ionique osmolarité

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 L’osmose L’osmolarité d’une solution est le nombre de moles de particules en solution dans 1 litre de solution. 1 osmole (osm) correspond à une mole de particules. exemple : calcul de l’osmolarité d’une solution de 10 m. M de saccharose 10 m. M = 0, 001 mol/L = 10 -3 mol/ L = 10 mol/m 3 saccharose = soluble dans l’eau en solution : ne se dissocie pas 1 molécule de sacharose en solution = 1 particule en solution 10 millimoles de saccharose 10 milliosmoles de saccharose

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 L’osmose L’osmolarité d’une solution est le nombre de moles de particules en solution dans 1 litre de solution. 1 osmole (osm) correspond à une mole de particules. exemple : calcul de l’osmolarité d’une solution de 10 m. M de Na. Cl 10 m. M = 0, 001 mol/L = 10 -3 mol/ L = 10 mol/m 3 Na. Cl = soluble dans l’eau en solution : se dissocie en Na+ et Cl 1 molécule de Na. Cl en solution 2 particules en solution* (*tout le Na. Cl ne de dissocie pas en Na+ et Cl-) 10 millimoles de Na. Cl 20 milliosmoles de Na. Cl

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 coefficient osmotique l’osmolarité dépend de : concentration en solutés nombre de particules effectivement formées par la dissociation du soluté: nombre de particules formées par la dissociation d’une molécule de soluté facteur de correction : toutes les molécules de soluté ne se dissocient pas en solution

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 coefficient osmotique osmolarité = (n/V). i. F n: nombre de moles de soluté V: volume n/V = molarité de la solution i : nombre de particules formées par dissociation du soluté F (phi) : coefficient osmotique = facteur de correction F 1 (F = 1 100% de dissociation) exemples : Mg. Cl 2 : F = 0, 89 i = 3 Na. Cl : F = 0, 93 i = 2

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 définition La pression osmotique d’une solution est donnée par la loi de van’t Hoff, dérivée de la loi sur les gaz parfaits. p = R. T. (n/V). i. F R : constante des gaz parfaits T : température n: nombre de moles de soluté V: volume (!!! l’unité internationale de volume est le m 3, et non le litre) i : nombre de particules formées par dissociation du soluté F (phi) : coefficient osmotique = facteur de correction

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 unités calcul de la pression osmotique en unités internationale : Pascal (Pa) p = R. T. (n/V). i. F 1 atm = 101, 3 k. Pa = 760 mm. Hg R = 8, 314 (UI) T : en Kelvin (0 K = -273, 15°C ; 1 K = 1°C) n: sans unité i : sans unité F : sans unité V: !!! l’unité internationale de volume est le m 3, et non le litre

Communication Cellulaire exemples Licence Bio-Math 2012 p = R. T. (n/V). i. F exemple : calcul de la pression osmotique due à une solution de 10 m. M de saccharose, à 20°C. n/V = 10 m. M saccharose en solution : ne se dissocie pas i=1 F=1 p = 8, 314 x (20+273, 15) x 10 x 1 = 24372 Pa 244 h. Pa

Communication Cellulaire exemples Licence Bio-Math 2012 p = R. T. (n/V). i. F exemple : calcul de la pression osmotique due à une solution de 10 m. M de Na. Cl, à 20°C. n/V = 10 m. M Na. Cl en solution : se dissocie en Na+ et Cl i=2 F = 0, 93 p = 8, 314 x (20+273, 15) x 10 x 2 x 0, 93 = 45333 Pa 453 h. Pa

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 solutés imperméants exemple : calcul de la différence de pression osmotique d’une solution A contenant 10 m. M de saccharose et d’une solution B contenant 10 m. M de Na. Cl saccharose p = R. T. (n/V). i. F p. A = 8, 314 x 293, 15 x 10 = 244 h. Pa = R. T. osmolarité Dp = p. A - p. B = 244 - 453 = -209 h. Pa A p. B = 8, 314 x 293, 15 x 18, 3 = 453 h. Pa B la différence de pression osmotique crée un mouvement d’eau de A vers B

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 le mouvement d’eau de A vers B crée, par la différence de hauteur, une pression hydrostatique qui s’oppose à l’osmose. saccharose Na. Cl Dp’ = p’A – p’B = p. A final > p. A initial DPh = r. g. (h. A – h. B) p. B final < p. B initial (concentration due à la perte d’eau) r = masse volumique (dilution due au gain en eau) h. A – h. B A B à l’équilibre, la différence de pression osmotique est égale à la différence de pression hydrostatique qui s’exerce en sens opposé

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 solutés perméants certains solutés traversent la membrane semi-perméable exemple : calcul de l’osmolarité et de la pression osmotique d’une solution contenant 10 m. M d’urée osmolarité = molarité x(i. F) osmolarité : 10 x 1 = 10 mosm. L-1 p = R. T. (n/V). i. F = R. T. osmolarité purée = 8, 314 x 293, 15 x 10 = 244 h. Pa

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 solutés perméants exemple : calcul de la différence de pression osmotique d’une solution A contenant 10 m. M de saccharose et d’une solution B contenant 10 m. M d’urée saccharose p = R. T. (n/V). i. F p. A = 8, 314 x 293, 15 x 10 = 244 h. Pa = R. T. osmolarité Dp = p. A - p. B = 244 - 244 = 0 h. Pa A p. B = 8, 314 x 293, 15 x 10 = 244 h. Pa B si la membrane est imperméable à l’urée, il n’y a aucun mouvement d’eau

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 solutés perméants exemple : calcul de la différence de pression osmotique d’une solution A contenant 10 m. M de saccharose et d’une solution B contenant 10 m. M d’urée saccharose p = R. T. (n/V). i. F p. A = 8, 314 x 293, 15 x (10 + 5) = 144 + 122 = 366 h. Pa = R. T. osmolarité Dp = p. A - p. B = 366 - 122 = 144 h. Pa A p. B = 8, 314 x 293, 15 x 5 = 122 h. Pa B urée si la membrane est perméable à l’urée, les concentrations en urée s’équilibrent entre A et B (5 m. M)

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 exemple : calcul de la différence de pression osmotique d’une solution A contenant 10 m. M de saccharose et d’une solution B contenant 10 m. M d’urée saccharose p = R. T. (n/V). i. F p. A = 8, 314 x 293, 15 x (10 + 5) = 144 + 122 = 366 h. Pa = R. T. osmolarité Dp = p. A - p. B = 366 - 122 = 144 h. Pa A p. B = 8, 314 x 293, 15 x 5 = 122 h. Pa B si la membrane est perméable à l’urée, la pression osmotique est due au saccharose

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Forte perméabilité • Dépend de – Taille des molécules (électrolytes plus perméables) – Polarité (hydrophile) – Charge (anion vs. cation) – eau vs. Solubilité lipidique Faible perméabilité

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Les aquaporines sont les transporteurs de l’eau Peter Agre pris Nobel de chimie 2003

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Les aquaporines sont les transporteurs de l’eau Rôle des aquaporines 1. 5 + AQP 1 Relative volume 1. 4 1. 3 - AQP 1 ou + AQP 1 + Hg. Cl 2 1. 1 1. 0 0 1 2 3 4 5

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Vitesse de transport à travers la membrane Des protéines spécialisées pour transporter les solutés à travers la membrane • Simple diffusion • Transport Membranaire Transport par protéine membranaire Concentration en soluté – Globalement non limité par la taille, la charge ou l’hydrophobicité – Très spécifique d’un soluté ou d’une famille de soluté – Vitesse rapide et non linéaire

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Le transport par des molécules transmembranaires : modes de transport Molécule transportée Gradient de concentration Bicouche lipidique Diffusion simple canaux transporteurs Transport passif Transport actif

Communication Cellulaire Transports actifs • 3 méchanismes principaux: – L’énergie est apportée par l’hydrolyse de l’ATP (transporteurs actifs primaires) coupled carriers: a solute is driven uphill compensated by a different solute being transported downhill (secondary) – Pompes activées par la lumière, l’énergie ici est apportée par les photons (transporteurs actifs primaires) (ex la bacteriorhodopsine) – Les transporteurs couplés où l’énergie est apportée par le ttransport d’un soluté dans le sens de son gradient pour pomper un autre soluté contre son gradient ( Na+/glucose par ex) Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Transports actifs la pompe 3 Na+/2 K+ ATPase Na+ cytosolique se fixe au transporteur 7. La pompe est prête pour un nouveau cycle 2. La fixation du Na+ initie l’hydrolyse de l’ATP en ADP et la phosphorylation du transporteur (fixation de Pi) 6. Le K+ est relagué dans le cytosol 3. La fixation du Pi induit un changement conformationnel qui permet le relargage du Na+ côté extracellulaire 5. La fixation du K+ induit le relargage du Pi et permet le changement de conformation retour 4. Les sites de fixation du K+ maintenant exposés et disponibles peuvent être remplis

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Si la pompe Na/K est bloquée par la ouabaïne Plus d’eau entre dans la cellule

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 +- K+ ATPase pump is responsible for The Na Mode de transport : Transport couplé maintaining cellular osmotic balance Charged intracellular molecules attract ions & increase internal tonicity The pump’s net effect is to remove + ions

Communication Cellulaire Transports actifs la pompe 3 Na+/2 K+ ATPase Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire • Licence Bio-Math 2012 Halobacterium salinarum – Archeae – Vivent en eau salée et au soleil – Possèdent des "patch" dans leur membrane plasmique appelée "membrane pourpre" – Chaque patch ne contient qu'une sorte de protéine : la bactériorhodopsine Fig 10 -36 60

Communication Cellulaire Membrane lyophylisées Licence Bio-Math 2012

Top view of the purple membrane patch. The hexagonal unit cell is displayed in the middle of the patch, surrounded by white line defining the unit -cell dimensions. 62

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Fontionnement de la rhodopsine • Un photon le chromophore (rétinol) change de forme modification de la conformation de la protéine • Transfert d'un ion H+ du cytosol vers l'extérieur de la cellule • • • La Bacteriorhodopsine tire son énergie des photons Cette énergie est convertie et crée un gradient de protons en pompant les protons à l’extérieur de la cellule Les protons retournent dans la cellule en empruntant une ATP synthase 63

• Bactériorhodopsine 7 hélices de 25 acides aminés chacune Fig 10 -37 64

Communication Cellulaire • • • Licence Bio-Math 2012 La Bacteriorhodopsine tire son énergie des photons Cette énergie est convertie et crée un gradient de protons en pompant les protons à l’extérieur de la cellule Les protons retournent dans la cellule en empruntant une ATP synthase

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 VH+ ATPase ATP synthase

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : chaque type de transporteur a ses particularités Canaux facilitent la diffusion à travers un pore aqueux, lorsque un changement conformationnel ouvre une “porte” gradient canaux Porte ouverte Certains types de transporteurs facilitent la diffusion, d’autres utilisent l’énergie pour pomper contre le gradient. Il doivent fixer le soluté pour initier le changement conformationnel transporteur Changement de conformation pompe Apport d’énergie

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport par des canaux ioniques • Les protéines forment un pore aqueux permettant le passage spécifique des solutés à travers la membrane • permet un transport extrêmement rapide comparée au protéines canaux Bicouche lipidique Pore aqueux

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : canaux ioniques Les canaux ioniques sont sélectifs pour une espèce chimique • Certains très spécifiques, d’autres moins • Spécificité basée sur – taille – Charge • Cas des canaux K+ Na+ plus petit & même charge – Nécessité d’un filtre à l’entrée Filtre au Na+ dans un canal K+

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : canaux ioniques Les canaux ioniques sont sélectifs pour une espèce chimique

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : canaux ioniques Les canaux K+ bloquent les Na+ K+ hydraté Na+ hydraté

Communication Cellulaire Mode de transport : canaux ioniques Les canaux K+ bloquent les Na+ Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Mode de transport : canaux ioniques • • L’ouverture du transporteur se fait comme si une porte (“gate) s’ouvrait – Ouvert par un ligand – Ouvert par le votage – Ouvert par la contrainte mécanique – Autres… Quelque uns sont en permanence ouverts (fuite = leak) Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : canaux de fuite • Ouverts en permanence • Les plus connus sont les canaux K+ • K+ sort de la cellule le long de son gradient électrochimique • Augmente la négativité intracellulaire • Gradient créé par la pompe Na+ / K+ Extérieur de la cellule Intérieur de la cellule

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : canaux ouverts par un ligand • • La fixation d’un ligand change la conformation du canal L’ouverture de la porte permet le passage des ions vers l’intérieur ou l’extérieur de la cellule

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : canaux ionique dépendants du voltage • Sont sensibles au potentiels à travers la membrane • Lorsque le voltage dépasse un certains seuil ils s’ouvrent • La porte se ferme lorsque le voltage retourne en dessous de la valeur seuil Qu’est qui ne va pas dans cette définition ?

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Canaux ioniques Certains canaux sont inactivés par un autre mécanisme que les « portes » • Le canal Na+ voltage dépendant est un bon exemple • L’ouverture du canal dépolarise la cellule et s’il reste comme çà la porte ne se fermera jamais • Un mécanisme de fermeture indépendant est donc nécessaire

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : canaux mécanosensibles

Communication Cellulaire Mode de transport : Canaux ioniques phylogénie Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : exemple d’uniport le transport du glucose • • • La fixation du ligand (le glucose permet un changement de conformation du transporteur La nouvelle conformation relargue le glucose à l’autre face de la membrane Le relargage permet le retour à la conformation originelle prete pour un nouveau cycle

Communication Cellulaire Mode de transport : Transport couplé Le site de fixation du ligand est exposé sur la surface externe de la Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport couplé Le patron de repliement de la protéine change pour une nouvelle disposition Le site de fixation du ligand est maintenant exposé sur la face interne

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport couplé Sans le ligand fixé, la conformation retourne à l’état initial Le transporteur est maintenant prêt pour transporter une nouvelle molécule

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport médié • Le soluté se lie à la protéine membranaire (intégrale) puis celle ci subit un changement conformationnel afin d’assurer le transport du soluté à travers la membrane Protéine de transport Soluté Bicouche lipidique Site de fixation du soluté

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport couplé • • • Uniport- transporte seulement une seule espèce chimique Symport- transport couplé de 2 espèces chimiques dans la même direction Antiport- transport couplé de 2 espèces chimiques différentes dans des directions opposées Symports & antiports sont souvent des pompes Certains types transportent plus d’une molécules par cycles transport couplé

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport couplé La bande 3 facilite la diffusion des anions au travers de la membrane des globules rouges • Proteine transmembranaire à plusieurs boucles qui se lie à la spectrine • Echange les Cl- contre des HCO 3 • Important pour le transport du CO 2 vers les poumons

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport couplé Molécule transportée Ion co-transporté Soluté Bicouche lipidique Transport couplé

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport couplé • Lorsque le gradient de diffusion est inversé la protéine travaille dans l’autre sens

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport actif secondaire • Les gradients créés par les pompes (transporteurs actifs primaires) fournissent l’énergie pour les transports actifs secondaires • Différent types, soit des antiports soit des symports • Exemple du transport de glucose grâce au gradient de Na+

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Mode de transport : Transport couplé Absorption du glucose au niveau des entérocytes

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Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Équilibre de Donnan Ajout d’anions Diffusion Équilibre Plus de Cl- partent de I afin de balancer les charges

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2011 Équilibre de Donnan [K+]i [Cl-]ii = [K+]ii [Cl-]i A- K+ Ca 2+K+ A- Cl-K+ A- ANa+ Na+

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 La perméabilité au différents solutés ainsi que l’activité des pompes génèrent les gradients électrochimiques, le volume cellulaire d’équilibre ainsi que le potentiel de membrane (pump-leak concept) Tosteson, D. C. , and Hoffman, J. E (1960). J. Gen. Physiol. 44, 169 -194.

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012 Divers critères de classification des échanges transmembranaires Ce E e ext Ce ++++++ Ye< Yi membrane plasmique Yi= Yih+ Yio ---- int Sz Ci S Ye= Yeh+ Yeo =Pe-Pe Ci H 2 O =Pi-Pi (1) (2)

Communication Cellulaire Potentiel de membrane Licence Bio-Math 2012

Communication Cellulaire Licence Bio-Math 2012