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© L. NICOD - UFR SMP – Université de Franche-Comté PACES 2012-13 / S1 : UE2 -Peroxysomes-
Les peroxysomes
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PLAN
I. Généralités
II. Morphologie & composition chimique
Ultrastructure
Composition: Oxydases, catalase
III. Fonctions
IV. Biogenèse:
Bourgeonnement
Adressage / signal
Renouvellement et destruction
V. Maladies peroxysomales
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I. Généralités
Organites: 1 membrane d’enveloppe
ubiquitaires / eucaryotes
pas S.E.
pas de génome
→ importation protéines du cytosol
3 voies métaboliques / oxygène:
β-oxydation
Production / dégradation H2O2
Hydroxylation de molécules
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Ǿ :
0,25 – 1 µm
Région paracristalline:
enzymes oxydatives
Réseau canaliculaire
dynamique
II. Morphologie & composition chimique
1. Ultrastructure
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Région paracristalline Urate-oxydase (homme)
Matrice (Organite + canalicule)
- Catalase - Oxydases (AG ch. longue) - Amino-acide oxydase
Membrane d’enveloppe - Peroxines (importation) - Perméases ABC
2. Composition chimique:
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Perméases: Superfamille ABC
Protéines spécifiques / 1ères étapes d’importation:
1 CYP450
23 Peroxines:
- récepteurs solubles cytosoliques
- protéines ancrées dans la membrane / face
cytosolique
>> Protéines de la membrane peroxysomale
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Oxydases: production d’H2O2
RH2 + O2 R + H2O2
β-oxydation des acides gras (> C22 → < C12 + acétyl-CoA)
synthèse d’acides biliaires / oxydation cholestérol
D & L-amino-acides oxydases / dégradation ac. aminés
protéines
Catalase: utilisation d’H2O2 :
- peroxydation de substrats: H2O2 + R’H2 R’ + 2H2O
- détoxication d’H2O2 : H2O2 + H2O 2 H2O + O2 (protection / stress oxydant)
>> Enzymes de la matrice peroxysomale
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catalase
R'H2 R'
oxydase
RH2 + 02 R + H2O2 2 H2O
R'H2 = phénol, acide formique, formaldéhyde, alcool,
…
Foie, Rein, … rôle de détoxification
Enzymes de la matrice: bilan
Peroxydation
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III. Fonctions des peroxysomes
OXYDASES
H2O2 Acetyl-CoA
Acides gras à ch. raccourcie
Cytosol
Mitochondrie
O2
Acides gras à ch. très longue
Acides aminés autres molécules
CATALASE
Oxydation
détoxification
perméase
Perméases ABC + ATP
CYP450
O2, NADPH
canalicule
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Réticulum
endoplasmique
(vers Golgi)
Protéines membranaires
(type II: perméases ABC)
Protéines de la matrice
(+ signal d’adressage)
Protéines membranaires
(type I)
Réseau peroxysomal
bourgeonnement
Drp1, COP I
Peroxysome mature
S
y
n
t
h
è
s
e
c
y
t
o
s
o
l
i
q
u
e
division
Extension du RE
(lipides spéciaux)
IV. Biogenèse des peroxysomes a) par bourgeonnement
adressage
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b) Adressage au peroxysome
des composants issus du cytosol
Protéines de la matrice:
PTS1 (Peroxisome Targeting Signal) PTS2
[Ser–Lys-Leu] [Arg/Lys-X-X’]
// C-terminal // N-terminal
PEX 5 Récepteurs cytosoliques solubles PEX 7 + protéines chaperons (Hsp)
Fixation
[PTS1 – PEX 5]
=
2 types
[PTS2 – PEX 7] [Ligand-récepteur]
Interaction avec protéines d’amarrage
(PEX 13, 14, 17 membranaires)
Translocation par protéines d’importation
(= perméases membranaires PEX 2, 8, 10, 12)
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Adressage
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Adressage au peroxysome (suite)
Protéines membranaires:
- perméases (type II : famille ABC) : incorporation / membrane
- protéines (type I) → RE (domaine spécialisé) → réseau
peroxysomal
Lipides:
→ contrôlent synthèse & prolifération peroxysomales
ex: PPAR (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor)
= contrôlent transcription gènes codant protéines peroxysomales
c) Renouvellement des constituants: permanent
Destruction du peroxysome: par autophagie
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V. Maladies peroxysomales
Maladies génétiques (mutations) associées à des déficits peroxysomaux : 2 catégories :
1. déficit d’une seule enzyme peroxysomale
affecte une seule voie métabolique ex: Adrénoleucodystrophie liée à l’X (= mutation d’1 enzyme de la β-oxydation)
2. déficit dans la biogenèse du peroxysome (léthales)
ex: syndrome de Zellweger (= peroxysomes vides : pas d’importation de protéines)