Seconds Messagers Intracellulaires

Les seconds messagers sont de petites molécules intracellulaires qui relaient et amplifient les signaux des récepteurs activés vers les enzymes et autres cibles d'une cellule.

Definition

Un second messager est une petite molécule de signalisation intracellulaire dont la concentration varie rapidement en réponse à l'activation d'un récepteur et qui relaie le signal aux protéines effectrices.

Scope

Ce sujet couvre les principaux seconds messagers, notamment l'AMP cyclique, les ions calcium et les produits phospholipidiques de l'inositol, l'inositol trisphosphate et le diacylglycérol, leur production et leur élimination, ainsi que la manière dont ils activent les effecteurs en aval tels que les protéines kinases.

Core questions

• Qu'est-ce qui fait d'une molécule un bon second messager ?
• Comment l'AMP cyclique est-il produit et comment agit-il ?
• Comment le calcium sert-il de signal intracellulaire polyvalent ?
• Comment l'inositol trisphosphate et le diacylglycérol divisent-ils un signal en deux branches ?

Key theories

Signalisation par l'inositol trisphosphate et le calcium

La phospholipase C clive un phospholipide membranaire en inositol trisphosphate, qui libère le calcium des réserves internes, et en diacylglycérol, qui active la protéine kinase C, couplant ainsi l'activation du récepteur à deux branches intracellulaires.

Mechanisms

Les récepteurs activés stimulent des enzymes qui modifient les niveaux des seconds messagers. L'adénylate cyclase produit l'AMP cyclique, qui active la protéine kinase A ; les phosphodiestérases le dégradent. La phospholipase C clive le lipide membranaire PIP2 en inositol trisphosphate, qui ouvre les canaux calciques des réserves internes, et en diacylglycérol, qui active la protéine kinase C. Le calcium lui-même agit par l'intermédiaire de protéines de liaison telles que la calmoduline. Étant donné que ces messagers sont petits et diffusibles, ils propagent et amplifient les signaux, et leur élimination rapide permet une terminaison rapide.

Clinical relevance

Les seconds messagers expliquent comment les cellules convertissent l'activation des récepteurs en réponses rapides, amplifiées et spatialement organisées, un concept fondamental de la signalisation cellulaire. Le traitement ici est descriptif et non prescriptif.

History

La découverte de l'AMP cyclique par Sutherland a introduit le concept de second messager ; Berridge a élucidé la signalisation de l'inositol trisphosphate et du calcium, et Nishizuka a identifié la protéine kinase C comme cible du diacylglycérol, cartographiant ainsi les principaux systèmes de messagers.

Key figures

• Earl Sutherland
• Michael Berridge
• Yasutomi Nishizuka

Seminal works

• berridge1993
• alberts2014

Frequently asked questions

Pourquoi les seconds messagers sont-ils importants ?

Ils transportent le signal d'un récepteur profondément dans la cellule, l'amplifient car une enzyme peut produire de nombreuses molécules messagères, et permettent que la réponse soit coordonnée et rapidement désactivée.

Comment le calcium agit-il comme signal ?

Les cellules maintiennent le calcium cytoplasmique à un niveau très bas, de sorte qu'une libération contrôlée à partir des réserves ou une entrée de l'extérieur produit une augmentation rapide que les protéines de liaison, telles que la calmoduline, détectent pour déclencher des réponses.