Chapitre 6 — Les systèmes endomembranaires · Topic 2 : La voie de sécrétion (RE et Golgi) · Leçon 2.2
Entrer dans le RE ne suffit pas : la protéine doit être correctement maturée. Cette leçon décrit la N-glycosylation, les protéines chaperonnes qui assurent le repliement, le contrôle qualité (système ERAD) et la réponse au stress du RE (l’UPR).
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- décrire la N-glycosylation (motif préformé) ;
- citer les 4 familles de chaperonnes ;
- expliquer le rôle de BiP et des PDI ;
- décrire le système ERAD ;
- expliquer le stress du RE et l’UPR.
🧭 Plan de la leçon
- La N-glycosylation
- Les protéines chaperonnes et l’ERAD
- Le stress du RE et l’UPR
1. La N-glycosylation
Dans la lumière du RE, les protéines subissent des modifications, dont la glycosylation (ajout de motifs oligosaccharidiques = sucres) sur certains acides aminés :
- sur des asparagines (azote = N) → N-glycosylation ;
- sur des sérines/thréonines (oxygène = O) → O-glycosylation.
La N-glycosylation est co-traductionnelle et a lieu dans le RE (contrairement à la O-glycosylation, qui a lieu dans le Golgi). Elle intervient dans le repliement et le contrôle qualité des protéines.
La N-glycosylation utilise un motif préformé de 14 sucres en chaîne ramifiée :
- 3 glucose + 9 mannose + 2 N-acétylglucosamine ;
- ancré dans la membrane du RE via le dolichol-phosphate ;
- transféré par une glycosyltransférase sur les asparagines des motifs Asn-X-Ser ou Asn-X-Thr (X = tout acide aminé sauf une proline).
2. Les protéines chaperonnes et l’ERAD
Dans la lumière du RE, les protéines sont prises en charge par des protéines chaperonnes, qui assurent leur maturation et leur repliement sous forme native (fonctionnelle). Il existe 4 grandes familles :
| Famille | Rôle |
|---|---|
| Chaperonnes à site lectine | Calnexine et calréticuline : cycle de glycosylation/déglycosylation (les lectines reconnaissent les sucres). |
| Famille HSP70 | Se fixent sur les régions hydrophobes (cycle ADP/ATP). Représentant : BiP. BiP permet une structure correcte et oriente les protéines mal repliées vers le protéasome (ERAD). |
| Famille HSP90 | Agit sur les protéines partiellement repliées libérées par BiP. |
| Thiol oxydo-réductases (PDI) | Dans l’environnement oxydant du RE, catalysent la formation de ponts disulfures (maturation oxydative). |
BiP élimine les protéines mal repliées : elle les expulse hors du RE par rétro-translocation via le translocon. Ces protéines sont alors ubiquitinées (ajout d’une chaîne d’ubiquitine) puis dégradées par le protéasome dans le cytosol. Ce système s’appelle l’ERAD (ER-Associated Degradation) — le contrôle qualité du RE.
3. Le stress du RE et l’UPR
Toute perturbation des fonctions du RE provoque un stress du RE, caractérisé par une accumulation de protéines immatures (mal repliées) dans la lumière. Ce stress active un ensemble de voies appelé UPR (Unfolded Protein Response, réponse aux protéines mal repliées), avec 3 événements :
- diminuer l’afflux de nouvelles protéines (↓ traduction) → éviter de saturer davantage le RE ;
- augmenter la transcription de certains gènes, notamment des chaperonnes → ↑ capacité de maturation ;
- dégrader les protéines mal repliées par l’ERAD.
Le stress active 3 protéines de signalisation :
| PERK | Contrôle la traduction protéique. |
| ATF6 | Facteur de transcription ; régule la protéolyse. |
| IRE1 | Réduit la charge en protéines mal repliées (↓ traduction, dégradation d’ARNm liés au RE). |
En condition normale (homéostasie), ces 3 protéines sont séquestrées par BiP (interaction inhibitrice). En cas de stress, BiP prend en charge les protéines mal repliées et se dissocie des 3 capteurs → leur activation. Résultat : aucune protéine immature ne quitte le RE.
🧠 À retenir absolument
- N-glycosylation (RE, co-traductionnelle) : motif préformé de 14 sucres (3 glucose + 9 mannose + 2 N-acétylglucosamine), via le dolichol-phosphate, sur Asn des motifs Asn-X-Ser/Thr (X ≠ proline). Rôle : repliement + contrôle qualité.
- 4 familles de chaperonnes : lectine (calnexine, calréticuline), HSP70 (BiP), HSP90, PDI (ponts disulfures, milieu oxydant).
- ERAD : BiP expulse les protéines mal repliées → ubiquitination → protéasome.
- Stress du RE = accumulation de protéines immatures → UPR (↓ afflux, ↑ chaperonnes, ERAD).
- 3 capteurs UPR : PERK (traduction), ATF6 (transcription), IRE1 ; séquestrés par BiP au repos, activés quand BiP se détache.
❓ Questions fréquentes
En quoi consiste la N-glycosylation ?
C’est l’ajout, dans le RE et de façon co-traductionnelle, d’un motif préformé de 14 sucres (3 glucose, 9 mannose, 2 N-acétylglucosamine) sur une asparagine, dans les motifs Asn-X-Ser ou Asn-X-Thr (X étant tout acide aminé sauf une proline). Elle participe au repliement et au contrôle qualité des protéines.
Quelles sont les quatre familles de chaperonnes ?
Les chaperonnes à site lectine (calnexine, calréticuline), la famille HSP70 (dont BiP), la famille HSP90, et les thiol oxydo-réductases (PDI) qui forment les ponts disulfures. Toutes assurent la maturation et le bon repliement des protéines.
Qu’est-ce que le système ERAD ?
C’est le système de dégradation associé au RE. BiP expulse les protéines mal repliées hors du RE par rétro-translocation via le translocon ; elles sont alors ubiquitinées puis dégradées par le protéasome dans le cytosol.
Comment fonctionne l’UPR lors d’un stress du RE ?
L’accumulation de protéines mal repliées détache BiP des trois capteurs PERK, ATF6 et IRE1, qui s’activent alors. L’UPR diminue l’afflux de nouvelles protéines (↓ traduction), augmente la transcription des chaperonnes et fait dégrader les protéines mal repliées par l’ERAD, jusqu’à ce qu’aucune protéine immature ne quitte le RE.
🚀 Pour aller plus loin
La protéine est maturée : il faut maintenant la transporter. Place au transport vésiculaire.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.