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Que se passe-t-il si une cellule B naïve circulante rencontre un antigène polysaccharidique/lipidique ?

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Ces antigènes devraient provoquer une réponse T-indépendante, alors vont-ils se différencier sur-le-champ pour former des plasmocytes à courte durée de vie ? Ou doivent-ils aller dans le tissu lymphoïde, entrer dans un follicule B, puis se différencier ? et peuvent-ils se différencier en cellules mémoire à courte durée de vie et en plasmocytes à courte durée de vie ? Ou seulement ce dernier ?


Naviguer dans les cellules CAR-T dans le microenvironnement de la tumeur solide

Le transfert adoptif de cellules T qui sont conçues pour exprimer des récepteurs antigéniques chimériques (CAR) a montré un succès remarquable dans le traitement des tumeurs malignes des cellules B, mais seulement une efficacité limitée contre d'autres types de cancer, en particulier les tumeurs solides. Par rapport aux maladies hématologiques, les tumeurs solides présentent un ensemble unique de défis, notamment un manque de cibles antigéniques exclusives aux tumeurs exprimées de manière robuste, ainsi que des microenvironnements tumoraux hautement immunosuppresseurs et métaboliquement difficiles qui limitent la sécurité et l'efficacité du traitement. Ici, nous passons en revue les stratégies d'ingénierie des protéines et des cellules qui cherchent à surmonter ces obstacles et à produire des cellules T de nouvelle génération avec une spécificité tumorale améliorée et une fonction effectrice soutenue pour le traitement des tumeurs malignes solides.


Un cadre modulaire pour la modélisation multi-échelle, multicellulaire et spatio-temporelle de l'infection virale primaire aiguë et de la réponse immunitaire dans les tissus épithéliaux et son application au calendrier et à l'efficacité du traitement médicamenteux

  • T. J. Sego,
  • Josua O. Aponte-Serrano,
  • Juliano Ferrari Gianlupi,
  • Samuel R. Heaps,
  • Kira Breithaupt,
  • Lutz Brusch,
  • Jessica Crawshaw,
  • James M. Osborne,
  • Ellen M. Quardokus,
  • Richard K. Plemper

2. Nomenclature et identification des macrophages

Mills et ses collègues ont introduit pour la première fois les paradigmes M1 et M2 de la polarisation des macrophages comme corollaire de la polarisation Th1/Th2 au début des années 2000 [7]. Cela s'est produit avec l'observation que les macrophages des souches de souris à dominance Th1 produisaient plus d'oxyde nitrique (NO) en réponse à la stimulation de l'interféron-γ (IFNγ) ou des lipopolysaccharides (LPS) par rapport aux macrophages des souches à dominance Th2 stimulées avec les mêmes facteurs. De plus, l'observation que les macrophages des souches à dominance Th2 pourraient subir le métabolisme de l'arginase en réponse au LPS par rapport aux macrophages des homologues Th1 a dichotomisé ces deux états de polarisation des macrophages [7]. Avec le temps, et avec les progrès de la génomique et de la transcriptomique, nous en sommes venus à comprendre que la discrétion de ces deux populations est une simplification excessive des populations complexes et dynamiques et pourrait bénéficier d'un raffinement [8,9]. Qian et Pollard ont depuis soutenu que les populations de macrophages devraient être définies en fonction de leurs capacités fonctionnelles et biologiques [8]. Bien qu'il y ait eu des tentatives pour normaliser la nomenclature des macrophages basée sur la source des macrophages, la définition des activateurs et une collection consensuelle de marqueurs pour décrire l'activation des macrophages, un langage unificateur n'a pas encore été accepté [10].

Au sens canonique, les macrophages M1 sont dérivés sous l'influence de l'IFNγ ou du LPS et sécrètent des niveaux élevés de facteur de nécrose tumorale-alpha (TNFα), d'interleukine (IL)-6, d'IL-12 et d'espèces réactives de l'oxygène pour favoriser l'inflammation et se défendre contre les agents pathogènes [11]. À l'inverse, les macrophages M2 se développent en réponse à l'IL-4 et à l'IL-13 et sécrètent des niveaux élevés d'IL-10 et de facteur de croissance transformant-β (TGFβ) pour favoriser la réparation des tissus et l'angiogenèse, ils modulent également les fonctions effectrices des lymphocytes pour résoudre l'inflammation [12]. Fait important, bien que la construction M1/M2 de la polarisation des macrophages reflète les définitions Th1/Th2, les cellules Th1/Th2 n'instruisent pas exclusivement la polarisation des macrophages. Au contraire, les macrophages orchestrent la polarisation des cellules T et les réponses effectrices, et ainsi, une compréhension claire de ces processus de modulation des cellules T médiés par les macrophages est essentielle pour comprendre la progression du cancer. Malgré certaines limitations, le paradigme M1/M2 a fourni un cadre utile, quoique simpliste, pour classer les processus à médiation par les macrophages impliqués dans la progression du cancer. Alors que les programmes de promotion tumorale des macrophages dans le cancer ont été largement décrits comme étant de type M2 dans un TME asymétrique Th2 [13], les propriétés anti-tumorales des macrophages sont inversement attribuées aux phénotypes M1 et aux réponses polarisées Th1 [14]. Il est important de noter que les macrophages au sein du TME présentent une plasticité substantielle et peuvent modifier les états de polarisation lorsqu'ils sont exposés à des signaux environnementaux appropriés [15]. En effet, un objectif majeur de la thérapie immunitaire centrée sur les macrophages est d'induire la repolarisation des macrophages promoteurs de tumeurs en macrophages suppresseurs de tumeurs [16].


Leçon 1 : Protéines

Aperçu/Objectifs

Après avoir terminé cette leçon, vous devriez être capable de :

  1. Identifiez les 20 acides aminés communs.
  2. Décrivez et dessinez une liaison peptidique.
  3. Discutez de la façon dont 20 acides aminés peuvent produire des milliers de protéines avec des différences très marquées dans leurs propriétés physico-chimiques.
  4. Déterminer les formes ioniques prédominantes de chaque acide aminé à pH 1, pH 7 et pH 11.
  5. Définir la structure des protéines primaires, secondaires, tertiaires et quaternaires.
  6. Expliquez comment une comparaison de la structure primaire des protéines homologues est utilisée pour déterminer à la fois la parenté évolutive et l'importance de la séquence.
  7. Expliquez pourquoi les protéines évoluent à des rythmes différents, même si les taux de mutation sont constants dans le temps.
  8. Nommez les principales caractéristiques de la structure des protéines secondaires et expliquez le rôle des liaisons H.
  9. Expliquez pourquoi la glycine et la proline se trouvent à des positions où une chaîne polypeptidique fait un virage inverse.
  10. Décrire comment les propriétés physico-chimiques (solubilité, polarité, charge, taille, etc.) de ses acides aminés déterminent la structure tertiaire d'une protéine.
  11. Énumérez les forces qui jouent un rôle dans la stabilisation de la structure tertiaire.
  12. Décrire comment la cristallographie aux rayons X est utilisée pour déterminer la structure tertiaire d'une protéine.
  13. Démontrer une compréhension de la dénaturation des protéines et énumérer les conditions requises.
  14. Expliquez la méthode de Chou et Fasman pour prédire la structure tridimensionnelle des protéines.
  15. Expliquez comment les familles de protéines peuvent évoluer à partir d'un seul ancêtre.
  16. Énumérez le rôle majeur que jouent les protéines in vivo.

Lectures et activités

Vous pouvez également visionner cinq conférences vidéo :

(Un lien vers ceci est également fourni à la page 42 du manuel.)

(Des liens vers ceux-ci sont également fournis aux pages 44 et 47 du manuel.)

(Des liens vers ceux-ci sont également fournis à la page 52 du manuel.)

Commentaire

Acides aminés

La structure générale d'un acide alpha-aminé peut être dessinée comme suit :

Noter: Dans le diagramme ci-dessus, le &ldquoR&rdquo désigne l'une des différentes chaînes latérales. Le groupe R est une caractéristique distinctive de chaque acide aminé.

À pH 7, à la fois le groupe amino et le groupe acide carboxylique sont chargés, donc un acide aminé est généralement dessiné de cette manière :

Ce type de molécule, dans lequel il y a des charges opposées de chaque côté, est connu sous le nom de &ldquozwitterion.&rdquo

Le &alpha-C a quatre groupes différents attachés ($ce<->$H, $ce<->$R, $ce<->$NH3 + , $ce<->$COO &minus ), et peuvent donc exister sous forme de deux énantiomères différents (images miroir). Seul l'énantiomère &ldquoL&rdquo se trouve dans les protéines. Il est souvent difficile d'imaginer l'arrangement spatial d'un acide aminé sans utiliser des molécules &ldquoball-and-stick&rdquo, comme indiqué à la page 43 du texte.

Plusieurs conventions ont été développées pour donner une idée de l'organisation spatiale des molécules lorsqu'elles sont présentées sur papier. Par exemple, dans les structures ci-dessous, le &alpha-C est considéré comme étant dans le plan du papier. Les lignes pointillées indiquent que $ce<->$COO &moins et $ce<->$R sont en dessous du plan du papier les lignes en forme de coin indiquent que $ce<->$NH3 + et $ce<->$H sont au dessus du plan du papier.

Vingt groupes R différents sont trouvés lorsque la majeure partie des protéines connues est analysée, et quatre ou cinq autres groupes R sont trouvés dans des protéines sélectionnées de fonction spécialisée. (Noter: &ldquoR&rdquo est un terme utilisé en chimie organique pour représenter la chaîne latérale d'un groupe. En chimie organique, R désigne un groupe fonctionnel alkyle. En biochimie, il a un sens plus large, se référant à tout petit groupe fonctionnel organique attaché au &alpha-C d'un acide aminé.) Les groupes R peuvent être non polaires ou polaires. Les groupes Polar R peuvent être chargés.

Au fur et à mesure que les protéines sont synthétisées, le groupe carboxylique d'un acide aminé est lié au groupe aminé d'un deuxième acide aminé, et l'eau est éliminée. La nouvelle liaison (entourée dans le schéma ci-dessous) est appelée liaison peptidique.

Lorsque deux acides aminés sont liés par une liaison peptidique, le résultat est appelé un &ldquodipeptide.&rdquo Trois acides aminés joints par des liaisons peptidiques forment des &ldquotripeptides.&rdquo Lorsque trois à dix acides aminés sont liés, la structure est appelée &ldquooligopeptide,&rdquo et les liaisons de plus de dix acides aminés forment des &ldquopolypeptides.&rdquo

Noter: L'extrémité amino de la chaîne polypeptidique est appelée « résidu N-terminal » et l'extrémité carboxyle est appelée « résidu C-terminal » (voir page 44 du texte).

Il est important que vous vous souveniez que les liaisons peptidiques ne sont faites que d'une seule manière : en liant les groupes amino et les groupes acide carboxylique qui sont attachés au &alpha-C. Ainsi, dans la longue chaîne que nous appelons une protéine, les groupes R ressortent. Quatre acides aminés contiennent soit un groupe amino, soit un groupe acide carboxylique comme groupe R (lys, arg et glu, asp respectivement). Les liaisons peptidiques ne sont jamais réalisées en utilisant un groupe amino ou un groupe acide carboxylique dans le groupe R de ces acides aminés. Pour répéter : une liaison peptidique se fait uniquement à travers les groupes acide &alpha-amino et &alpha-carboxylique.

Protéines : structure primaire

Les acides aminés sont liés entre eux par des liaisons peptidiques covalentes pour former des protéines. En raison de la nature chargée des acides aminés, la longue chaîne polymère (la protéine) se repliera en une forme compacte assez stable. En discutant de la forme tridimensionnelle d'une protéine, nous parlons de ses structures primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire. Cette leçon aborde la structure primaire des protéines. Vous verrez comment les protéines forment des molécules globulaires dans les leçons suivantes.

  • &ldquoStructure primaire&rdquo fait référence à la séquence linéaire d'acides aminés pour un exemple, voir la figure à la page 45 du texte. Chaque chaîne de la molécule de protéine est constituée d'une ligne d'acides aminés reliés par des liaisons peptidiques.
  • &ldquoLa structure secondaire&rdquo fait référence à des arrangements réguliers et facilement reconnaissables de l'épine dorsale de la protéine, par exemple, les &alpha-hélices (formes de tire-bouchon) et les feuilles &bêta-plis (formes en zigzag).
  • La "structure tertiaire" fait référence à la structure tridimensionnelle d'un polypeptide entier.
  • La &ldquostructure quaternaire&rdquo décrit l'arrangement spatial des sous-unités dans une protéine avec plus d'une chaîne polypeptidique.

À une exception près (discutée plus loin), les forces qui stabilisent les structures secondaires, tertiaires et quaternaires d'une protéine sont non covalentes : liaison H, forces hydrophobes, interactions ioniques et forces de van der Waals. Nous examinons ces liens plus en détail dans les leçons suivantes.

Plus tôt dans ce commentaire, une liaison peptidique s'est avérée être une liaison simple entre C et N. Cette représentation n'est pas strictement vraie. La liaison peptidique a un caractère de double liaison (vous vous souvenez de la délocalisation des électrons de votre cours de chimie organique ?) et peut être dessinée comme indiqué ci-dessous.

En raison du caractère partiel de la double liaison, une rotation complètement libre autour de la liaison peptidique n'est pas possible. Cependant, les acides aminés adjacents se tordront les uns par rapport aux autres pour minimiser les interactions des groupes R. Ces facteurs contribuent à la structure rigide des peptides et à une hélice alpha naturelle. La torsion des liaisons peptidiques et leur relative rigidité créent des structures secondaires dans les protéines.

Il existe un certain nombre de méthodes chimiques pour analyser et synthétiser les protéines. Il est important de réfléchir aux raisons pour lesquelles l'analyse et la synthèse des protéines sont si importantes en biochimie et en recherche actuelle. L'unité 9 présentera des méthodes d'analyse des protéines, mais ci-dessous, nous discuterons de la façon dont ces méthodes contribuent à comprendre comment la séquence protéique peut déterminer la parenté des organismes et comment ils ont évolué.

Ces techniques sont des outils puissants qui nous permettent de déterminer l'histoire évolutive et la parenté des espèces. Cette détermination peut être faite si les structures primaires d'une protéine (commune à tous les membres de l'espèce) sont connues. L'arbre phylogénétique dérivé du cytochrome c illustre cette technique. Pour construire un arbre phylogénétique, un scientifique détermine non seulement le nombre d'acides aminés qui diffèrent entre les espèces, mais aussi la probabilité qu'un acide aminé mute directement en un autre acide aminé. L'analyse est généralement effectuée sur une petite protéine. Il serait utile de construire plusieurs arbres phylogénétiques, basés sur plusieurs protéines différentes, pour des vérifications croisées. Malheureusement, peu de protéines autres que le cytochrome c sont suffisamment petits et répandus.

Les arbres phylogénétiques déterminés par l'analyse des protéines ne sont pas la fin des études évolutives. Le nombre de fois où une protéine est exprimée est au moins aussi important que sa séquence d'acides aminés pour déterminer les propriétés biochimiques d'une cellule.

Structure 3-D des protéines I : structure secondaire

Ce que nous appelons la "structure secondaire" d'une protéine consiste en de courts tronçons de la structure hélicoïdale ou en zigzag du squelette de la protéine. Ces caractéristiques (&alpha-hélices et &beta-feuilles) surviennent parce que les groupes R dans ces régions de la protéine sont suffisamment petits pour ne pas interférer avec la forme &ldquonatural&rdquo du squelette de la protéine. Ces caractéristiques sont toutes deux stabilisées par des liaisons H. Repensez à votre cours de chimie organique. Les grosses molécules adoptent des formes qui minimisent les interactions entre atomes voisins. Les acides aminés (et, par conséquent, les protéines) sont constitués d'atomes qui ont à peu près la même taille : carbone, oxygène et azote. Lorsque les acides aminés sont réunis dans une liaison peptidique, les groupes attachés au &alpha-C se tordent les uns des autres pour minimiser les interactions atomiques.

Cependant, si la minimisation des interactions atomiques était la seule force importante, toutes les protéines seraient composées d'hélices &alpha et seraient aussi régulières que l'ADN. Comme vous le savez, l'ADN existe sous la forme d'une double hélice et c'est l'une des structures macromoléculaires les plus régulières connues. Cela se produit parce que les groupes attachés au squelette de l'ADN ont tous à peu près la même taille, la même forme et la même charge, et donc se tordent autour du squelette de l'ADN de manière régulière pour minimiser les interactions atomiques.

Les feuillets &bêta dans les protéines apparaissent lorsque les groupes R sont très petits (hydrogène ou méthyle) et non chargés. Dans les feuilles plissées &beta, des liaisons H se produisent entre les chaînes polypeptidiques. (Rappelez-vous que dans les hélices &alpha, les liaisons H se produisent dans une chaîne polypeptidique.) Voir la page 46 du texte pour une figure d'une feuille &beta.

Pensez à la façon dont les caractéristiques de la structure secondaire pourraient être importantes pour la fonction d'une protéine. Considérez les deux exemples suivants : la fibroïne de soie (&beta-sheets) et le collagène (&alpha-helix). Les fibres de soie sont solides car elles ne peuvent pas être étirées sans rompre les liaisons covalentes de la colonne vertébrale. Cependant, les fibres de soie sont également flexibles, car les feuilles & bêta voisines ne s'associent que par les forces de van der Waals. Le collagène a une structure rigide à triple hélice qui confère une grande résistance à la traction. Cependant, certains collagènes, comme celui du tendon d'Achille, peuvent être étirés, car l'hélice &alpha est extensible. Dans une hélice &alpha, l'étirement ne rompt que les liaisons H, pas les liaisons covalentes. Un schéma du collagène, une protéine hélicoïdale fibreuse, se trouve à la page 46 du texte.

En résumé, la liaison H et la minimisation de l'encombrement stérique donnent la forme de la protéine &ldquonatural&rdquo : &alpha-helices. Si les groupes R d'acides aminés sont très petits, les forces de liaison H entre les chaînes peptidiques peuvent produire des feuillets &bêta.

Structure 3-D des protéines II : structures tertiaires et quaternaires

Les structures tertiaires apparaissent parce que certains groupes R d'acides aminés sont très grands ou sont fortement chargés, et interfèrent ainsi avec l'hélice alpha ou la feuille bêta. Des structures tertiaires se forment également en raison de la nature hydrophobe (qui déteste l'eau) ou hydrophile (qui aime l'eau) des groupes R. Les groupes R chargés ou polaires (hydrophiles) se trouvent le plus souvent sur la surface extérieure d'une protéine. (Rappelez-vous à pH 7 que les groupes amino et les groupes acide carboxylique sont chargés. Par conséquent, asp, glu, lys et arg auront tous des groupes R ioniques au pH physiologique.) Les groupes R non polaires (hydrophobes) se trouvent le plus souvent dans l'eau. intérieur libre d'une protéine.

Très peu de protéines ne possèdent que des hélices &alpha ou des feuillets &beta. La plupart contiennent des hélices et des bêta-feuilles, mais leur forme globale peut être appelée « ldquoglobulaire », c'est-à-dire qu'elles consistent en des formes d'œufs compactes. La forme globale (qui comprend les &alpha-hélices, &beta-sheets, et les régions apparemment désorganisées) est appelée la &ldquoterciary structure &rdquo d'une protéine. La structure tertiaire passe par

  • Liaison H entre différentes parties de la chaîne peptidique
  • interactions hydrophobes entre les groupes R non polaires pour exclure l'eau
  • interactions entre les groupes R ioniques et polaires et l'eau (c'est-à-dire formant la surface extérieure de la protéine)
  • la formation, par deux cystéines, d'une liaison disulfure (covalente) qui maintient ensemble deux parties de la chaîne peptidique. (Si vous avez déjà eu un &ldquoperm&rdquo dans vos cheveux, vous avez rompu chimiquement les liaisons disulfure existantes dans les protéines capillaires en utilisant un agent réducteur, puis vous avez formé différentes liaisons disulfure en utilisant une solution neutralisante.)

Notez que certaines protéines contiennent des &ldquocofacteurs&rdquo (le groupe hème, un ion métallique divalent ou un petit groupe organique non acide aminé). Les cofacteurs sont discutés plus en détail lorsque les enzymes sont présentées, ils sont mentionnés dans cette leçon car leur liaison à une protéine (qui peut être covalente, ionique ou hydrophobe) aide également à déterminer la structure tridimensionnelle d'une protéine. La plupart des informations dont nous disposons sur la structure des protéines proviennent de la cristallographie aux rayons X ou de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire. Une figure de la structure de la myoglobine montrant sa structure tertiaire se trouve à la page 48.

La &ldquostructure quaternaire&rdquo décrit la forme d'une protéine qui se compose de plus d'une chaîne polypeptidique. Dans ce cas, il existe généralement un nombre pair de chaînes polypeptidiques (deux, quatre ou six), appelées "sous-unités". Les forces qui maintiennent les sous-unités ensemble ne sont pas covalentes. L'hémoglobine en est un exemple. L'hémoglobine se compose de deux ensembles de deux chaînes polypeptidiques identiques : &alpha2 &bêta2. La structure quaternaire (maintenue par des liaisons H, des interactions hydrophobes et, dans certains cas, des liaisons disulfure) peut généralement être perturbée par des conditions de solution plus douces que la structure tertiaire. Une figure illustrant la structure quaternaire de l'hémoglobine se trouve à la page 52 du texte.

La « dénaturation des protéines » fait référence au dépliement ou à la perturbation des structures tertiaires et quaternaires des protéines. La structure tridimensionnelle d'une protéine est un équilibre de liaisons H, d'interactions hydrophobes et d'association avec l'eau. Tout ce qui perturbe cet équilibre (augmentation de la température, changement de pH, changement de solvant ou agitation violente) favorise la dénaturation. L'utilisation d'isopropanol (changement de solvant) pour nettoyer la peau avant les injections dénature les protéines bactériennes et vous espérez. Faire bouillir un œuf dénature l'albumine contenue dans le blanc d'œuf. Les blancs d'œufs battus (meringues) sont également de l'albumine dénaturée. Le poisson cru trempé dans du jus de citron présente également des protéines dénaturées. La dénaturation et la renaturation de la ribonucléase sont illustrées dans la figure à la page 56 du texte.

Pliage des protéines et dynamique des protéines

Supposons que nous connaissions la structure primaire d'une protéine, mais que nous n'ayons pas accès à la cristallographie aux rayons X. Peut-on dire quelque chose sur les structures secondaires et tertiaires ? Oui nous pouvons. Connaître la structure primaire d'une protéine nous permet de faire des prédictions approximatives sur la structure secondaire. La méthode la plus fiable pour faire de telles prédictions a été conçue par Peter Y. Chou et Gerald D. Fasman (1925 et 2003). Ils ont analysé les structures d'un grand nombre de protéines dont les structures cristallines aux rayons X étaient connues et ont déterminé la fréquence à laquelle un acide aminé donné se produisait dans une hélice &alpha et à quelle fréquence dans une feuille &beta. Lorsque leur schéma de classification est appliqué à une protéine de structure tridimensionnelle inconnue, la structure secondaire de la protéine inconnue peut être prédite avec une précision raisonnable.

Plus tôt dans cette unité, nous avons noté que la structure d'une protéine est considérée comme relativement rigide. Cette affirmation est à la fois vraie et fausse. Il est vrai qu'une protéine conservera une forme donnée, car toutes les forces de liaison et les interactions hydrophiles/hydrophobes sont en équilibre avec l'environnement de la protéine. (Cette déclaration signifie que si la concentration en sel, le pH et la température d'une solution ne changent pas, la forme de la protéine dans cette solution ne changera pas non plus.) Cependant, au niveau moléculaire, il y aura toujours des changements mineurs dans l'environnement de la protéine (le &ldquomicroenvironnement&rdquo). D'autres molécules vont interagir avec la protéine, et le pH va changer localement en raison des réactions voisines. Par conséquent, une protéine subira des changements de forme mineurs et continus (ces changements sont appelés flexibilité conformationnelle ou &ldquobreathing&rdquo).

Fonction des protéines

Les protéines varient en masse d'environ 10 3 daltons (insuline) à 10 6 daltons (immunoglobulines). La plupart des protéines sont solubles dans l'eau, en raison des groupes R chargés et polaires sur leur surface extérieure. La plupart des protéines sont chargées négativement à pH 7,0, car, en général, les protéines contiennent plus de groupes R acides que basiques. Cependant, certaines protéines se trouvent également dans la partie membranaire non aqueuse de la cellule. Parce que plus de 20 acides aminés peuvent être assemblés dans presque n'importe quelle combinaison pour constituer des protéines, vous pouvez voir que les protéines sont un groupe très grand et hétérogène, et en fait, les protéines ont de nombreuses fonctions différentes. Les paragraphes suivants décrivent les principaux rôles que jouent les protéines in vivo:

  • Certaines protéines (appelées enzymes) agissent comme des catalyseurs. Pratiquement toutes les réactions dans le corps sont contrôlées par des enzymes. Pour avoir une idée de l'efficacité des enzymes, pensez à une époque où vous souffriez d'un « faible taux de sucre dans le sang » et à quelle vitesse vous vous êtes réveillé en buvant du jus d'orange ou en mangeant une barre chocolatée. Des centaines de réactions, toutes contrôlées par des enzymes, sont impliquées dans la transformation du sucre du jus ou de la barre chocolatée en une sensation de bien-être.
  • Les enzymes contiennent fréquemment des sections de structure primaire qui sont pratiquement identiques pour toutes les espèces. Ces structures, connues sous le nom de " régions à variantes différentes ", sont généralement la partie de l'enzyme qui est le site catalytique.
  • Parce que les enzymes sont une classe de protéines si importante, nous les discutons plus en détail dans l'unité 4.
  • Les hormones, qui régulent l'activité enzymatique, se répartissent en deux classes : les protéines constituent l'une de ces classes, l'autre est basée sur le cholestérol, un lipide.
  • Les facteurs de croissance sont un groupe de molécules protéiques qui induisent la croissance et la différenciation de cellules spécifiques.
  • Certaines protéines, généralement des protéines avec des séquences d'acides aminés qui se répètent régulièrement, agissent comme des composants structurels. La fibre de soie et le collagène sont des exemples de cette classe.
  • Les protéines agissent comme des molécules de transport (par exemple, les transporteurs d'oxygène, l'hémoglobine et la myoglobine) et comme molécules de stockage (par exemple, la protéine contenant du fer, la ferritine).
  • Les membres d'une classe globulaire de protéines, appelées immunoglobulines, qui font partie du système immunitaire, reconnaissent et se lient aux molécules étrangères pour être finalement éliminées du corps.
  • Les protéines qui constituent les éléments contractiles impliqués dans les mouvements de tous les muscles des formes de vie non stationnaires sont un exemple de tels éléments contractiles.
  • Des protéines chargées positivement, appelées histones, entourent étroitement les molécules d'ADN chargées négativement pour protéger l'ADN de la dégradation et des réactions inappropriées avec d'autres biomolécules. Ils jouent également un rôle important dans le &ldquopackaging&rdquo de l'ADN.
  • Une classe très diversifiée de protéines non histones interagit avec l'ADN pour inhiber la production d'ARN, améliorer la production d'ARN, indiquer où la production d'ARN doit commencer et se terminer, réparer les erreurs dans l'ADN et contrôler en général tous les aspects de l'action de l'ADN.

Questions d'étude

Dessinez la structure de chacun des 20 acides aminés et remplissez le tableau suivant avec l'abréviation appropriée pour chacun.


Gènes SAA et biologie moléculaire

demain et al. (1981) ont montré que le niveau d'ARNm hépatique murin pour la SAA augmentait de 500 fois après l'induction de l'APR par administration intrapéritonéale de lipopolysaccharide bactérien (LPS) et que la synthèse de la SAA pouvait augmenter pour représenter 2,5 % de la synthèse totale des protéines hépatiques de la souris. Cela a permis le clonage de l'ARNm pour le SAA murin par Lowell et al. (1986a). Tous les gènes cartographiés sur le chromosome 7 murin (Taylor et Rowe 1984). Deux membres de cette famille de gènes (Saa1, 2) montrent 96 % d'homologie sur toute leur longueur un troisième gène (Saa3) est similaire dans sa structure générale mais avec des différences de séquence distinctes. Dans la souris Saa1, Saa2 et Saa3 sont tous des gènes de phase aiguë. La famille de gènes murins SAA comprend un groupe de 42 kb de 5 membres (Butler et Whitehead 1996) un (Saa5) est un pseudogène.

La conservation évolutive frappante des séquences de protéines SAA a permis d'utiliser des clones d'ADNc de SAA murins pour isoler leurs homologues génomiques humains (Sack 1983). La famille de gènes SAA humaine est regroupée dans une région de 160 kb du chromosome 11p15.1 (Kluve-Beckerman et al. 1986 Sac et al. 1989), une région analogue à la région du chromosome 7 chez la souris (Taylor et Rowe 1984). Humain Saa1 et Saa2 sont des gènes de phase aiguë.

Les humains et les souris contiennent tous deux un autre membre de la famille des gènes (Saa4) cartographie au sein du cluster (Steel et al. 1993a DeBière et al. 1996 Uhlar et Whitehead 1999a). La protéine correspondante, SAA4, également trouvée comme apoliprotéine de HDL, est synthétisée de manière constitutive (c'est à dire. il n'est pas induit dans l'APR) et dans le foie murin et humain et comprend une insertion de 8 aa entre les résidus 69 et 70 de Saa1 et Saa2. La figure 5a présente une carte de l'humain Saa famille de gènes. Tous les gènes partagent la même organisation de 4 exons et 3 introns (par exemple. 5b). Une séquence signal 18 aa est présente dans le transcrit initial mais est éliminée dans les protéines sériques.

une Organisation des quatre membres de l'humain Saa famille de gènes sur le chromosome 11p. b Structure exon/intron du gène SAA1 humain (un modèle commun à tous Saa membres de la famille de gènes)

Malgré la conservation remarquable d'une grande partie de leurs séquences, il existe une variation considérable à court et à long terme chez les humains. Saa gènes et protéines (voir Fig. 2), leur(s) relation(s) avec l'APR et leur(s) site(s) de transcription/traduction. Saa1 et Saa2 sont les gènes des protéines sériques APR classiques chez l'homme et la souris. Le foie, une source majeure de protéines sériques APR, était initialement considéré comme le seul site de synthèse de SAA 1/2. Cependant, les protéines SAA 1/2 sont maintenant connues pour être synthétisées dans de nombreux autres tissus, notamment les macrophages, les reins, les poumons, les adipocytes et la glande mammaire (Urieli-Shoval et al. 1998 Sac et al. 2018). La transcription a également été trouvée dans les cellules synoviales, le cerveau et la glande mammaire (Sack et Zink 1992 Tucker et Sack 2001 Larson et al. 2003a).

Comme indiqué ci-dessus, le Saa5 locus est un pseudogène chez la souris. Cependant, le statut de l'homme Saa3 le lieu a été déroutant. La première séquence rapportée d'un clone génomique (Sack et Talbot 1989) a prédit une protéine transcrite 104 aa différente des protéines sériques APR en raison de changements dans la région N-terminale. La séquence prédite était similaire à celle d'une protéine de type SAA produite par des macrophages de lapin après un traitement à l'ester de phorbol et qui fonctionnait comme un inducteur autocrine de la collagénase (Brinckerhoff et al. 1989). Plus tard, le séquençage partiel d'un clone d'une autre bibliothèque humaine (Kluve-Beckerman et al. 1991) ont trouvé un codon stop précoce suggérant qu'il s'agissait d'un pseudogène non traduit. Plus récemment, Larson et al. (2003a) ont détecté un produit de RT-PCR dans des cellules épithéliales mammaires humaines stimulées avec de la prolactine ou du LPS et correspondant à SAA3. Leurs données prédisaient un ARNm codant pour une protéine avec une séquence N-terminale correspondant à 29/31 résidus du rapport initial (Sack et Talbot 1989). Cependant, leur séquence d'acide nucléique comprenait également un résidu T supplémentaire à leur nt 204 changeant le cadre de lecture et, par conséquent, la séquence aa au-delà du résidu 31 avec un arrêt au résidu 42 (après la séquence signal 18 aa). De plus, l'extension RACE 3' a prédit un long UTR 3' de 406 nt (en raison du codon d'arrêt vraisemblablement "précoce" généré par le cadre de lecture altéré) alors que le rapport précédent (Sack et Talbot 1989) n'avait prédit qu'un 145 nt 3' UTR. Les deux ont prédit le même signal de polyadénylation (AAUAAAA). La position du codon de terminaison conduirait à un transcrit susceptible d'une décomposition induite par un non-sens (Nagy et Maquat 1998) la protéine courte correspondante n'a pas été trouvée. Les données de GenBank, basées sur plusieurs espèces, montrent ce codon d'arrêt « précoce » dans les gènes humains, chimpanzés et bonobos reflétant un décalage du cadre de lecture dû à un seul nucléotide « A » dans la séquence génomique (suivant le codon 30 de la protéine putativement sécrétée (Sack et Talbot 1989)) dans ces organismes Saa3 est donc considéré comme un pseudogène. Chez d'autres mammifères, la séquence est compatible avec la transcription et la traduction d'une protéine 104 aa pleine longueur dont le(s) site(s) de traduction peuvent être limités à l'épithélium mammaire (Larson et al. 2003a) et le tissu adipeux (Benditt et Meek 1989 Lin et al. 2001). Ainsi, l'humain Saa3 lieu est transcrit mais est ne pas une source pour une protéine 104 aa (avec vraisemblablement la même situation chez les chimpanzés et les bonobos). Cette distinction est importante car Saa3 est un gène authentique chez d'autres mammifères (par exemple. souris (Benditt et Meek 1989), voir également ci-dessous).

Transcription en lecture, vraisemblablement due à un épissage alternatif, entre humains Saa gènes a été rapporté. Comme le montre la figure 5, Saa2, Saa3, et Saa4 ont la même orientation transcriptionnelle. Une transcription de bas niveau connectant Saa2 (exon 3) avec Saa4 (exon 2) a été identifié mais la protéine présumée 208 aa n'a pas été trouvée. La distance entre ces exons est relativement courte – 10 kb. En revanche, Tomita et al. (2015) ont rapporté des transcriptions de lectures reliant l'exon 3 de Saa2 avec l'exon 1 de Saa3 dans plusieurs lignées cellulaires humaines. L'extrémité C-terminale de la protéine résultante est à aa 42 de la protéine potentiellement sécrétée, ce qui est cohérent avec le décalage du cadre de lecture et le codon d'arrêt précoce dans Saa3 décrit ci-dessus. Une telle lecture implique une longue distance (≈130 ko) pour l'épissage qui semble rare (Nacu et al. 2011 Hiratsuka et al. 2008).


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Science Médecine translationnelle

Vol 6, numéro 221
29 janvier 2014

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Par Leonel Maldonado, Jessica E. Teague, Matthew P. Morrow, Iveta Jotova, T.C. Wu, Chenguang Wang, Cindy Desmarais, Jean D. Boyer, Benjamin Tycko, Harlan S. Robins, Rachael A. Clark, Cornelia L. Trimble

Science Médecine translationnelle 29 janv. 2014 : 221ra13

T assistant 1 (TH1) les réponses immunitaires sont détectables dans les lésions cibles après vaccination thérapeutique.


CMB2004 (immunité)

Decrease in Ig means the immune response has been successful.

Has different domains, Hc identical as are Lc

IgA---- mucosal immunity, including tears and saliva

IgD--- coexpression with IgM, Secreted in blood serum

IgG---Most common, crosses placenta so protects the fetus, causes opsonisation

The heavy chain has 4 or 5 whilst the light has 2

Composed of 2 beta sheets held via disulphide bridges

It's a heterodimer of alpha and beta

each chain possesses a V and C region

V domains interact with antigen

they are heterodimers where the alpha and beta chains are similar in size as they are both transmembrane

encoded by seperate genes

alpha 2 and beta 2= Ig like

RAG (recombination activating gene) needed. type one and type two. (encode enzymes)
RAG encodes lymphoid specific components of the recombinase therefore helps rejoin the DNA
Also cleave to create a hair pin

Mutations lead to immunodeficiency

In a single b cell one allele of heavy chain expressed and one allele of light chain

Light chain isotype exclusion also must occur

2) combinatorial diversity (different V,D and J sequences recombine)

3) Junctional Diversity (different positions of joints, imprecise) and N regions, random addition of nucleotides at genes junctions by terminal transferase

4) The combinations of Heavy and Light chains

Portions of Ig heavy constant removed from the chromosome
the break is made through switch regions
the substitution is introduced

3 class 1 loci: HLA-A, HLA-B, HLA-C

if heterozygous at each loci one person can express 6 different class 1 molecules

2) Antigen is cleaved to peptide by acid proteases (in endocytic pathway)

3)Vesicle fuses with vesicle containing class II

5) Peptides bind class II molecules

CLIP is a part of the IR (Ii)

MHC class II and Ii are transported through gogli into a compartment where Ii is digested but CLIP remains and binds so it blocks.

2)Negative selection in the bone marrow occurs, the immature b cells which bind to self surface antigens on stromal cells are removed from the repertoire.

3) Migration to the peripheral lymphoid organs and activation (when the mature b cell is bound to foreign antigen)

4)In circulation waiting to meet an antigen, if not they die!

gene rearrangement that is successful produces mu heavy chains

lamda 5- closely resembles constant of lamda chain

It promotes Allelic exclusion by:
-reducing RAG1 and RAG2 expression
This turns it off
5-6 cycles of cell division occur
Surrogate light chain expression will also stop

2 chromosomes per locus so there are 4 attempts, double the chance of success

Acquire other markers (CD molecules)

each lobe is divided into many lobes

each lobule has outer cortex and inner medulla

Then double positive on the pre TCR

zeta chain dimer (intracellular) also present

Apoptosis if not recognised

Depleted of self reactive cells

2)The TCR then scans the APC peptide/MHC complexes,
if no recognition occurs it will disengage
If however recognition occurs then there will be a signal from the TCR complex,

SIGNAL 2: professional APC (those efficient at internalizing antigens) also express co-stimulatory molecules, such as B7.1/2, That bind CD28 to deliver this signal to the T cell. This process is known as SURVIVAL

Icos is related to CD28 and binds to IcosL on APC to induce Cytokine secretion by the T cells

The binding of pathogen associated molecules activates APC (danger signal)

APC upregulates MHC and co-stimulatory molecules

2) TLR signal molecules will induce CCR7 and enhance processing of pathogen derived antigens

3) CCR7 directs migration into lymphoid tissues and augments expression of co-stimulatory molecules and MHC molecules

Express MHC Class II and B7, increases T cell help

Resident in many peripheral tissues as well as lymphoid tissues

They are poor at phagocytosis (don't engulf the microorganism)

Ag binding to BCR upregulates B7 (can provide signal 2)

Found in lymphoid nodes presenting to T cells

Naive T cells, have a low affinity IL2R
Mature T cells, a high affinity IL2R and secrete IL2

Th2: On eosinophils, mast cells and the plasma

TFH: B cell, involved in isotype switching

Opsonisation: Antibody promotes phagocytosis

c3b activated the CR2 (complement receptor 2) also known as CD21 when on the b cell surface

the two signals: 1 is from the BCR, 1 from TLR leading to B cell activation, proliferation and Ig secretion

B cell binds bacterial polysaccharide epitope linked to a toxoid protein (tetanus/diptheria) inactivated bacterial toxin

Antigen is internalised and processed

Peptides from protein component are presented to T cell

Protection requires Ig to capsular polysaccharide

coupling to tetanus converts it to TD

germline centres for within the follicle

B cells rapidly divide forming centroblasts,

2)Form long lived memory cells which recirculate

1 mutation/region/cell division

capture via FCR and CR as immune complexes

centrocytes will compete for Ag on FDC and the signal from TFH

works for 3D and linear epitopes
very sensitive method
detects presence of biological material in wide range of samples

2)INDIRECT
unlabelled primary Ig, Labelled seconday Ig, then substrate, Measure colour

protected by antibodies, IgA and antimicrobial peptides

Tuberculoid Leprosy: Strong Th1 response, few live bacteria, slow progression, granuloma formation

Lepromatous Leprosy: Strong Th2 response, large number of bacteria in macrophages, disseminated infection, fatal if widespread

IFNalpha and IFNbeta induce resistance to viral replication, this occurs by inducing mx proteins, 2'-5' linked adenosine oligomers and the kinase PKR, these genes cause destruction of mRNA so prevent translation of viral proteins

Increase MHC class I expression and antigen presentation in all cells

Activate DC and macropages

Activate NK cells to kill virus infected cells

How is it controlled by the immune system?

some opportunistic infections that arise are Oral Candidiasis, kaposi's sarcoma and pneunmocystis

Antibodies to HIV won't protect the individual but the infections may be controlled by Cytotoxic T cells
(The higher the levels the slower the progression)


8. Blood and Immunity

B cell is activated following binding of antigen
- secrete IgM antibodies
- or undergo class switching to produce any of the other Ig antibodies = changing the CH domains without changing the VH domain or light chains

IgG = most plentiful blood and tissue fluids can be transferred across from the placenta (ma->ba) because of special IgG binding receptor (FcRn) expressed on placenta

IgA = blood and internal tissue fluids as monomers dimeric IgA transported across mucosal epithelium into mucosal secretions of GI, respiratory and Genito-urinary tracts - due to IgA binding receptor expressed by mucosal epithelial cells

IgE = very low levels in blood because most binds to specific receptors (FceR1) expressed by mast cells in tissues

fetus + neonate - liver and spleen

thrombopoietin levels determine platelet count levels
- too high = risk of clot formation
- too low = risk of bleeding

CSF are stimulated by infection

recombinant CSFs useful to improve reduced WBC counts after anticancer drugs


Cell Glycobiology and Development Health and Disease in Glycomedicine

H. Yamada , H. Kiyohara , in Comprehensive Glycoscience , 2007

4.34.3.1.3 Mode of action of anticomplementary activity

All the active pectic polysaccharides activate both the classical and alternative complement pathways. Other acidic polysaccharides such as Plantago mucilage A and paniculatan also activate both pathways. 47,64

The complement system is also assumed to contribute to the prevention of the development of tumors. Host-mediated, anti-tumor (1→3)-β- d -glucans have been indicated to activate the alternative pathway. 53 One such antitumor water-insoluble 6-branched (1→3)-β- d -glucan, lentinan, which was isolated from an edible mushroom, L. edodes (Berk.) Sing., activated C3 but not C1, and results in the generation of the corresponding complement fragments, C3b (large fragment of C3), C5a (small fragment of C5), and factor Ba (small fragment of complement regulator B) by the activation of the alternative complement pathway. 54 It has been postulated that the production of these complement fragments leads to activation of macrophages through enhancement of the incorporation of the C3b–lentinan complex into macrophages. 53,54 Hence the antitumor effect of lentinan has been suggested to be potentiated by the activation of the complement system.

The particulate forms of inulin are known to be activators for the alternative pathway of complement (APC) without affecting classical complement pathway . 4,51 Three polymorphic forms are present for the particulate inulin based on their water solubility β-inulin is instantly soluble in water at 23 °C, α-inulin is soluble at 37 °C with a halftime of 8 min, and γ-inulin is insoluble at 37 °C. 51 γ-Inulin has the highest molecular weight (10000–8500), and shows the most potent activating activity for APC compared with the other particulate forms of inulin. 51 C3 plays several important roles for specific immune response such as antigen presentation and antibody response, induction of redistribution of peptide–MHC complexes, promotion of antigen uptake and expression of costimulatory factors. 56 It has been reported that the intraperitoneal injection of γ-inulin in mice induced deposition of C3 fragment to antigen-presenting cells by APC activation, and enhanced the proliferation of antigen-specific T-cells through this C3 fragment deposition. 65 From these results, it has been deduced that γ-inulin might be a useful adjuvant for systemic vaccination. 66 Several studies have been performed to establish the effectiveness of γ-inulin as vaccine adjuvant against HPV E7 protein of cervical cancer, HbsAg of hepatitis B virus, whole and live viruses and their hemagglutinin of influenza virus, carcinoma, melanoma, whole meningcoccus, tetanus toxoid, diphtheria toxoid, etc. 66

Activation of the complement system through the classical pathway is initiated by the formation of immune complexes. 57 When IgG-depleted normal human serum was used to measure the complement-activating activity of pectic polysaccharides (AAFIIb-2 and-IIb-3) from leaves of Artemisia princeps PAMP, the activity was significantly reduced in comparison to the activity of untreated serum. 67 This observation raises the hypothesis that normal human serum contains antibodies against complement-activating polysaccharides. Because some immunoglobulin receptors are expressed in B-cells, macrophages, dendritic cells, natural killer (NK) cells, and mast cells, 8 this antibody may play an important role in the expression of immunopharmacological activity via the complement-activating pectic polysaccharides in medicinal herbs.

Kiyohara et al. 68 found that normal human sera and human colostrums contained IgM, IgG, immunoglobulin A (IgA), and secretory IgA classes of natural antibodies, which react with the complement-activating pectins, pectic polysaccharides, and arabinogalactans from medicinal herbs by different degrees. The reacting IgG antibody in normal human serum recognized the ramified regions of the active pectins as the active sites for the complement-activating activity. Correlation analysis indicated that a significant and positive correlation was observed between reactivity with the reacting antibody of the IgG class and the degree of complement-activating activity of the active polysaccharides. 68

Sakurai et al. 69 have reported that the pectic polysaccharide, bupleuran 2IIc from B. falcatum, was present in the liver after oral administration to the mice by using antipolysaccharide antibody, and based on this observation they postulated that bupleuran 2IIc can be absorbed from the digestive system into the blood stream. Because immunoglobulin receptors are expressed in several immune cells, 70 the pectic polysaccharide-reacting natural antibodies are assumed to contribute to the expression of immunopharmacological activities of the pectic polysaccharides through the immunoglobulin receptors after absorption. The presence of pectic polysaccharide-reacting natural and secretory IgA antibody in human colostrums also suggested that the same antibody exists in mucosal sites such as the human intestine. 71,72 The IgA receptor has been found to be located on microfold (M) cells of Peyer's patches in the human intestine, and the receptor contributes to the uptake of antigen–IgA immune complexes into Peyer's patches. 73 Sakurai et al. 69 have also reported that bupleuran 2IIc is accumulated in Peyer's patches after oral administration to mice. Meanwhile, dimeric IgA has been assumed to contribute to activate the alternative complement pathway to produce some biologically active complement fragments, 74 and complement components such as C3 and C4 which are known to be produced by the epithelial cells of the intestinal tract. 75 It is also speculated that the formation of immune complexes of pectic polysaccharide-reacting natural IgA antibody with the active pectic polysaccharide in the intestinal fluid may not only participate in effective incorporation of the active pectic polysaccharides into Peyer's patches but also activate complement components in the fluid to result in certain modulations of the intestinal immune system. 68



Commentaires:

  1. Teague

    Et cela doit être pris! Merci!

  2. Piers

    Je suis désolé, mais, à mon avis, vous vous trompez. Je peux le prouver. Écrivez-moi dans PM, nous parlerons.

  3. Bourkan

    C'est une idée remarquable et très amusante

  4. Eginhardt

    J'adore quand tout est disposé sur les étagères, même si je suis arrivé pour la première fois, mais je veux déjà lire la suite.

  5. Dustan

    Vous n'êtes pas correcte. Je suis sûr. Discutons. Envoyez-moi un courriel à PM, nous parlerons.



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