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D1. Introduction de la signalisation des nutriments - Biologie


Imaginez quand vous étiez au lycée, vous pesiez 135 livres (61 kg). Disons que c'est 50 ans plus tard et que vous pesiez toujours 135 livres. Ces chiffres sont essentiellement inchangés même si vous avez gagné une livre par an pour un total de 50 livres.

Ces chiffres suggèrent que nous avons un système élaboré qui régule combien nous mangeons et combien de poids nous gagnons ou perdons. Il y a des moments évidents dans notre vie où nous grandissons et gagnons activement de la masse corporelle. Les aliments entrants ne sont pas seulement transformés en énergie, mais également en synthèse nette de protéines, de lipides, de glucides et d'acides nucléiques. Ce système est manifestement dérégulé chez un nombre toujours croissant de personnes atteintes de diabète de type II et d'obésité à travers le monde. Les candidats évidents pour les régulateurs en général du poids corporel net et en particulier de la synthèse des protéines et des lipides sont les nutriments que nous consommons et stockons. De nombreuses hormones et neurotransmetteurs systémiques sont impliqués dans la faim, la satiété et le comportement alimentaire. Ce chapitre ne se concentrera pas sur ceux-ci mais plutôt sur les mécanismes des voies de signalisation des nutriments dans la croissance qui nécessitent évidemment une nouvelle synthèse de protéines, de lipides et d'acides nucléiques pour la croissance et la division cellulaires. De même, il ne se concentrera pas sur la signalisation des nutriments via les hexosamines et l'UDP-GlcNAc.

Un acteur clé de ces voies de signalisation est mTORC (mammalian ou mechanistic Target Of Rapamycin Complex). Une protéine clé de ce complexe multiprotéique est mTOR, une kinase Ser/Thr qui régule la croissance cellulaire, la division, la synthèse des protéines, la synthèse de l'ARN (transcription) et même l'autophagie (le principal processus par lequel les cellules meurent et leur contenu est recyclé pour être utilisé). Il existe deux complexes physiologiquement pertinents de mTOR, mTORC1 et mTORC2. Ces deux complexes ont été appelés les principaux régulateurs des processus métaboliques et de croissance.

  • mTORC1 active la synthèse des protéines, des lipides et des nucléotides, tous nécessaires à la croissance et à la division cellulaires ; il est inhibé par la rapamycine. Pour l'activation, il faut deux conditions évidentes : l'énergie et les facteurs de croissance. De plus, il a besoin d'acides aminés.
  • mTORC2 active de nombreux processus par phosphorylation ; il n'est pas inhibé par la rapacmycine.

Qu'est-ce que la rapamycine ? Cela ressemble à un antibiotique, mais il s'agit en fait d'un agent antifongique produit par certaines bactéries pour se défendre contre les agents pathogènes fongiques (eucaryotes). Il bloque la division cellulaire chez les champignons en arrêtant la croissance cellulaire. Le cycle cellulaire comprend les étapes séquentielles générales suivantes : (Go-G1)-->S -->G2-->M--> G1. L'écart 0 (Go) est une phase de repos en dehors du cycle. Dans G1, les cellules se développent et se préparent à la synthèse d'ADN qui se produit en phase S. Après la réplication/synthèse de l'ADN (phase S), les cellules se développent à nouveau et se préparent à la division cellulaire mitotique (phase M). La rapamycine piège les cellules fongiques en phase G1. Il piège également les cellules de mammifères, et en particulier les lymphocytes immuns en G1, empêchant les lymphocytes de se diviser. Par conséquent, la rapamycine a été utilisée pour empêcher le rejet des tissus transplantés car elle supprime le système immunitaire. La rapamycine inhibe mTORC1. Le fait qu'il inhibe mTOR est cohérent avec ses effets immunosuppresseurs (anti-croissance et antiprolifératifs).

Contributeurs

  • Prof. Henry Jakubowski (College of St. Benedict/St. John's University)


Voir la vidéo: utilisation des nutriments (Janvier 2022).