Transport membranaire : trafic vésiculaire
Voie sécrétoire
Sommaire
En construction
La voie sécrétoire traite de la synthèse et de la délivrance de protéines associées ou non à la membrane dans l'espace extracellulaire et en tant que récepteurs à la surface cellulaire.
Les protéines destinées à la sécrétion sont emballées dans des vésicules de sécrétion par bourgeonnement de l'appareil de Golgi.
À l'heure actuelle, il existe plus de 20 variantes des 4 modèles principaux et les différents modèles pourraient ne pas être incompatibles ( modèle du trafic endoplasmique et golgien)
Cependant, certains processus sont bien codifiés.
Début de la voie sécrétoire
1. Cette voie commence au niveau du réticulum endoplasmique (RE) où se produit la synthèse de protéines sécrétées.
a. Un événement précoce majeur de cette voie est l'insertion de protéines destinées à la sécrétion, telles que les protéines de la matrice extracellulaire, les cytokines, les hormones peptidiques et les neuropeptides, dans la lumière du RE.
Cette translocation est médiée par une courte séquence hydrophobe à l'extrémité N-terminale appelée peptide signal ou séquence leader, i.e. segment de 15 à 30 acides aminés
Les récepteurs hormonaux et neurotransmetteurs, les molécules d'adhésion et les pompes ioniques de la membrane plasmique sont en outre équipés d'un ou plusieurs domaines transmembranaires en plus de du peptide signal.
Peptide signal et différentes modifications
(Figure : vetopsy.fr d'après Signal Peptide Website)
Schéma de transport RE vers Golgi selon le VM, le CMPM et le KARM
(Figure : vetopsy.fr d'après Mironov et Beznoussenko)
Destination des vésicules sécrétoires
Les protéines destinées à la sécrétion sont emballées dans des vésicules de sécrétion qui bourgeonnent de l'appareil de Golgi qui les transportent ensuite vers différents compartiments.
c. Certaines vésicules peuvent retournées vers le réticulum endoplasmique (RE) pour recycler les protéines endoplasmiques.
Particularités de la voie sécrétoire
1. La voie sécrétoire conventionnelle peut être constitutive ou régulée, se référant en général à une régulation par la concentration de calcium intracellulaire, parfois à d'autres seconds messagers (Protein Secretion and the Endoplasmic Reticulum 2012 et exocytose 2008).
La sécrétion constitutive comme celle du collagène, des protéoglycanes et d'interleukines se produit constamment dans toutes les cellules ( constitutive secretion).
La sécrétion régulée telle que la libération d'hormones peptidiques telles que l'insuline ou les neuropeptides se produit dans certaines cellules animales spécialisées lors d'un signal de signalisation ( regulated secretion).
2. La voie sécrétoire peut être :
antérograde, c'est-à-dire qu'elle fait passer les vésicules du réticulum endoplasmique vers l'appareil de Golgi (cis, médian, puis trans), pour les amener à leur cible finale (membrane plasmique, lysosomes),
rétrograde, c'est-à-dire que le trajet s'effectue dans le sens inverse, mais seulement au niveau de l'appareil de Golgi : trans, médian et cis, ou cis pour retourner au réticulum.
1. Deux catégories de protéines sont sécrétées de manière non conventionnelle.
la première comprend des protéines cytoplasmique sans peptide signal et sans domaine transmembranaire, la plupart des protéines sécrétées par UPS, qui traversent la membrane plasmique et sont actives dans le milieu extracellulaire, i.e. sécrétions de type I, II et III.
Ces protéines peuvent contenir d'autres signaux qui dirigent leur sécrétion.
La deuxième catégorie comprend des protéines avec un peptide signal et/ou un domaine transmembranaire qui entrent dans le réticulum endoplasmique (RE), mais contournent l'appareil de Golgi appareil sur leur chemin vers la membrane plasmique, i.e. sécrétions de type IV.
Étapes du trafic vésiculaire
(Figure : vetopsy.fr d'après Dimou et Nickel)
Les sécrétions de type III et de type IV dépendent de protéines vésiculaires et de protéines SNARE.
La sécrétion de type III est l'emballage de protéines cytoplasmiques dans des vésicules qui sont origine d'originaires des autophagosomes, des endosomes et des lysosomes qui fusionnent avec la membrane plasmique et libèrent ces protéines dans l'espace extracellulaire ( exocytose lysosomale).
La sécrétion de type IV ou Golgi-bypass implique des protéines transmembranaires du réticulum endoplasmique (RE) qui atteignent la membrane plasmique pour être sécrétées.
Rôles des SNARE dans l'UPS
(Figure : vetopsy.fr d'après Vats et Galli)