20/09/2012

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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)