Les lysosomes ont-ils des protéines ? 7 faits (quoi, où, comment)

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Les lysosomes sont des organites liés à la membrane qui possèdent plusieurs types de enzymes. Ils sont impliqués dans la dégradation de plusieurs biomolécules. Voyons s'il contient des protéines.

Les lysosomes contiennent des protéines dans leur structure car ils constituent une partie importante des biomolécules qui se décomposent dans les lysosomes. Ces protéines sont généralement protéines mal repliées et des protéines cycliques ou sont présents en tant que composants structuraux.

Discutons des types de protéines présentes dans les lysosomes, de la manière dont les protéines sont produites dans les lysosomes, de ses fonctions et de quelques autres sujets connexes dans cet article.

Quelles sont les protéines présentes dans les lysosomes ?

Les protéines lysosomales peuvent être présentes sous la forme de protéines membranaires, en tant qu'enzymes qui provoquent des réactions catalytiques et en tant que celles qui se décomposent. Certains types de protéines lysosomales sont énumérés ci-dessous :

  • Pompes à protons– Enzymes lysosomales ne peut fonctionner qu’à un pH faible maintenu par les pompes à protons. Un pH faible empêche l’organite de digérer accidentellement le contenu d’une cellule. En cas de libération accidentelle du contenu lysosomal, ses enzymes deviennent inactives dans le cytosol car son pH est neutre.
  • LAMP - Les LAMP ou protéines membranaires associées aux lysosomes font partie de la membrane lysosomale. Ce sont des glycoprotéines. Ils participent au transport des enzymes hydrolases et des lipides, à la phagocytose et à l'autophagie.
  • Enzymes - Les lysosomes sont riches en différents types d'enzymes qui sont essentiellement des protéines. Les précurseurs de ces enzymes sont biosynthétisés dans le réticulum endoplasmique qui est suivi des modifications et de l'empaquetage dans le Appareil de Golgi.
  • Protéines mal repliées - Différents facteurs environnementaux et facteurs stochastiques peuvent entraîner un mauvais repliement des protéines. L'accumulation de ces protéines mal repliées dans la cellule peut provoquer des troubles.
  • Protéines cycliques - Certaines protéines régulatrices subissent une dégradation contrôlée périodique. Un exemple est les protéines de cycline qui sont présentes aux points de contrôle pendant le processus de division cellulaire.

Où sont produites les protéines du lysosome ?

Les lysosomes provoquent la dégradation des protéines pour produire des acides aminés. Voyons où les protéines sont produites à l'intérieur des lysosomes.

Les protéines sont dégradées et recyclées dans la lumière du lysosome. La lumière des lysosomes est riche en toutes sortes d'enzymes. Par conséquent, ces réactions enzymatiques sont limitées à la lumière de l'organite. Les acides aminés ainsi produits sont ensuite transportés vers le cytosol.

Comment sont produites les protéines du lysosome ?

Les lysosomes peuvent dégrader une variété de protéines. Discutons des étapes impliquées dans le processus de dégradation des protéines mal repliées et de la production des acides aminés.

  1. Reconnaissance des protéines mal repliées : dans certains cas, les protéines contenant une séquence spécifique d'acides aminés (lysine, phénylalanine, acide glutamique, arginine et glutamine) sont ciblées par le lysosome pour la dégradation.
  2. Transport des protéines mal repliées : Les protéines mal repliées sont transportées vers les lysosomes par autophagie ou endocytose.
  3. Dégradation des protéines : Cathepsines sont responsables de la dégradation des protéines. Les cathepsines sont un groupe de protéines lysosomales qui sont actives à un pH bas. Ils forment la majorité des enzymes protéases présentes dans les lysosomes.

Comment les protéines vont-elles aux lysosomes ?

Le transport des protéines vers les lysosomes peut être médié par des structures membranaires qui possèdent différents facteurs de reconnaissance. Voyons en détail.

Autophagie et endocytose sont les voies par lesquelles les protéines cytoplasmiques sont transférées aux lysosomes. L'autophagie peut être de trois types- CMA (autophagie médiée par le chaperon), marcoautophagie et microautophagie.

1. Autophagie médiée par le chaperon

Les protéines cibles ont une séquence spécifique d'acides aminés qui est la lysine, la phénylalanine, l'acide glutamique, l'arginine et la glutamine. Cette séquence est exposée lors d'un mauvais repliement et est ciblée pour la dégradation. Les LAMP (ou protéines membranaires associées aux lysosomes) agissent comme des récepteurs dans cette voie.

2. Macroautophagie

Dans cette voie, des structures à double membrane appelées autophagosomes encapsulent des protéines cytosoliques. Voyons quelles étapes y sont impliquées.

  • Omégasome : Ces structures bicouches lipidiques se forment lors de l'initiation du processus. Ils sont de forme allongée.
  • Phagophore: Les omégasomes s'allongent et forment une structure en forme de coupe appelée phagophores. Ces structures s'allongent davantage pour encapsuler la cargaison telle que la protéine mal repliée.
  • Autophagosome: Lorsque les protéines sont encapsulées dans la membrane, elles forment des autophagosomes qui séparent la cargaison du cytoplasme.

3. Microautophagie

La microautophagie est un autre type d'autophagie qui se produit dans les lysosomes ou les vacuoles. Cette voie implique une dégradation intracellulaire non sélective des protéines et des organites cellulaires. Cette voie est principalement responsable du maintien de l'homéostasie membranaire, de la taille de l'organite et de la survie de la cellule en cas de pénurie d'azote.

Que fait le lysosome aux protéines ?

Les protéines peuvent également être présentes en conjugaison avec d'autres biomolécules. Plus de deux enzymes peuvent être nécessaires pour la dégradation. Discutons des différentes enzymes impliquées.

  • Cathepsine protéases : Enzymes peptidases appartenant à la famille des cathepsines, décomposent les protéines et les lipoprotéines de basse densité. Ils ont également médié l'endocytose et la macroautophagie de plusieurs enzymes. Ils peuvent également participer aux processus de signalisation.
  • Phospholipases : elles décomposent les lipoprotéines majoritairement présentes dans les membranes cellulaires et organites.
  • Glycosidases : glycogène contenant des composés tels que les glycoprotéines, les glycosaminoglycanes et les glycosphingolipides, sont généralement décomposés à l'aide d'enzymes glycosidases. Ceux-ci clivent les résidus glucidiques présents aux extrémités de ces polymères.
  • Lipases acides lysosomales : elles jouent un rôle essentiel dans l'intégrité de la membrane, la signalisation et le métabolisme énergétique. Ils interviennent dans la dégradation des lipoprotéines et des triglycérides en cholestérol libre et en acides gras respectivement.
  • Sulfatases : Ces familles d'enzymes conservées au cours de l'évolution sont responsables de la dégradation des glycosaminoglycanes. Quelques exemples de glycosaminoglycanes sont l'héparine, le sulfate d'héparane, le sulfate de kératane, les sulfolipides et les hormones contenant du soufre.
  • Nucléases : ces enzymes interviennent dans l'hydrolyse des acides nucléiques tels que les ARN (acides ribonucléiques) et les ADN (acides désoxyribonucléiques).

Fonction des protéines dans les lysosomes ?

Le lysosome contient une grande variété de protéines, chacune ayant une structure variée et des fonctions encore plus variées. Discutons de certaines de leurs fonctions.

  • Protéines membranaires : les protéines présentes dans la membrane régulent l'entrée et la sortie des matériaux vers et depuis le lysosome. Ils régulent également la fusion des phagosomes avec la membrane.
  • Pompes à protons : Elles sont noyées dans la membrane des lysosomes et lui permettent d'avoir un pH acide en pompant des ions hydrogène. L'environnement très acide de l'organite permet aux enzymes d'être activées.
  • Enzymes: Les lysosomes sont un magasin de différentes enzymes. Ils sont responsables de la dégradation de différentes macromolécules en leurs constituants respectifs.

Le lysosome fabrique-t-il des protéines ?

Les enzymes lysosomales décomposent les protéines sélectivement ou non sélectivement afin
produire des acides aminés réutilisables par la cellule.

Les lysosomes ne produisent pas de protéines, mais leurs éléments constitutifs, c'est-à-dire les acides aminés. Habituellement, la cellule décompose toutes les protéines qui lui sont apportées et dont la cellule n'a plus besoin. Mais, lorsque les cellules sont affamées, elles procèdent à une dégradation sélective des protéines afin de fournir à la cellule des acides aminés.

Conclusion

La décomposition des protéines est non seulement importante pour les recycler mais aussi pour éviter qu'elles ne s'accumulent dans les cellules. Des études ont suggéré que la capacité de décomposer le
les protéines se réduisent avec l'âge.

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