Calcium signalingCalcium signaling is the use of calcium ions (Ca2+) to communicate and drive intracellular processes often as a step in signal transduction. Ca2+ is important for cellular signalling, for once it enters the cytosol of the cytoplasm it exerts allosteric regulatory effects on many enzymes and proteins. Ca2+ can act in signal transduction resulting from activation of ion channels or as a second messenger caused by indirect signal transduction pathways such as G protein-coupled receptors.
Voltage-gated calcium channelVoltage-gated calcium channels (VGCCs), also known as voltage-dependent calcium channels (VDCCs), are a group of voltage-gated ion channels found in the membrane of excitable cells (e.g., muscle, glial cells, neurons, etc.) with a permeability to the calcium ion Ca2+. These channels are slightly permeable to sodium ions, so they are also called Ca2+-Na+ channels, but their permeability to calcium is about 1000-fold greater than to sodium under normal physiological conditions.
Calmodulinevignette|Structure d'une calmoludine humaine (). La calmoduline (CaM, abréviation pour calcium-modulated protein) est une calciprotéine ubiquitaire, capable de s'associer aux ions calcium présents dans le milieu cellulaire. Elle possède en effet quatre motifs en main EF, chacun étant capable de s'associer avec un atome de calcium. Elle comprend constituant deux sous-unités globulaires. La liaison avec l'ion calcium induit un changement de conformation de la protéine et forme un complexe calcium-calmoduline (Ca2+-CaM).
Wnt (protéines)Wnt est une famille de glycoprotéines intervenant dans l'embryogenèse et le cancer. Le nom Wnt (prononcez « winnt ») est la réunion de Wg (, en français « sans aile ») et Int (, en français « site d'intégration »). Le gène wingless a été identifié en premier lieu en tant que gène impliqué dans la morphogenèse chez la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster. Wnt est une famille de glycoprotéines riches en cystéines d'environ 350 acides aminés sécrétées dans le milieu extracellulaire, jouant un rôle important chez tous les animaux dans l'embryogenèse et l'homéostasie des tissus adultes (de ce fait son dérèglement peut conduire à des cancers).
Potentiel électrochimique de membraneToute cellule biologique est entourée d'une membrane dite membrane plasmique. Cette membrane est relativement imperméable aux espèces électriquement chargées telles que les ions et aux molécules qui peuvent participer à l'activité électrochimique (molécules polaires) telles que l'eau. Elle présente ainsi une grande résistance électrique et forme en quelque sorte un dipôle (comme un condensateur). Grâce à ces propriétés, la membrane sépare en deux compartiments étanches l'intérieur de la cellule, le cytoplasme, de l'extérieur de la cellule, le milieu extracellulaire.
Potentiel d'actionvignette|Le déplacement d'un potentiel d'action le long d'un axone, modifie la polarité de la membrane cellulaire. Les canaux ioniques sodium Na+ et potassium K+ voltage-dépendants s'ouvrent puis se ferment quand la membrane atteint le potentiel seuil, en réponse à un signal en provenance d'un autre neurone. À l'initiation du potentiel d'action, le canal Na+ s'ouvre et le Na+ extracellulaire rentre dans l'axone, provoquant une dépolarisation. Ensuite la repolarisation se produit lorsque le canal K+ s'ouvre et le K+ intracellulaire sort de l'axone.
Potentiel de reposLe potentiel de repos membranaire (RMP, pour l'anglais resting membrane potential) est le potentiel électrochimique de membrane de la membrane plasmique d'une cellule excitable lorsqu'elle est au repos ; c'est un des états possibles du potentiel de la membrane. En introduisant une électrode de mesure à l'intérieur de la cellule (voir la méthode de patch-clamp), on constate une différence de potentiel : la face interne de la membrane est négative par rapport à une électrode de référence placée sur la face externe de la membrane.
Gq (protéine)Les protéines Gq font partie de la famille des protéines G associées à un récepteur. Il s'agit entre autres de récepteur sensible à l'acétylcholine de type muscarinique. Elles s'expriment dans les cardiomyocytes, les cellules musculaires lisses, les plaquettes sanguines et dans l'hypothalamus. Ces protéines sont constitués de trois sous-unités respectivement appelées α, β, γ, d'où leur nom de protéines hétérotrimétriques. Mais seule la première de ces sous-unités est capable de fixer une molécule de GDP (guanosine diphosphate) ou GTP (guanosine triphosphate).
Gs alpha subunitDISPLAYTITLE:Gs alpha subunit The Gs alpha subunit (Gαs, Gsα) is a subunit of the heterotrimeric G protein Gs that stimulates the cAMP-dependent pathway by activating adenylyl cyclase. Gsα is a GTPase that functions as a cellular signaling protein. Gsα is the founding member of one of the four families of heterotrimeric G proteins, defined by the alpha subunits they contain: the Gαs family, Gαi/Gαo family, Gαq family, and Gα12/Gα13 family. The Gs-family has only two members: the other member is Golf, named for its predominant expression in the olfactory system.
MétabolismeLe métabolisme est l'ensemble des réactions chimiques qui se déroulent à l'intérieur de chaque cellule d'un être vivant et lui permettent notamment de se maintenir en vie, de se reproduire (se diviser), de se développer et de répondre aux stimuli de son environnement (échanges par exemple). Certaines de ces réactions chimiques se déroulent en dehors des cellules de l'organisme, comme la digestion ou le transport de substances entre cellules. Cependant, la plupart de ces réactions ont lieu dans les cellules elles-mêmes et constituent le métabolisme intermédiaire.
Échangeur sodium-calciumL'échangeur sodium-calcium (souvent noté Na+ / Ca2+ échangeur, NCX, ou protéine de change) est une protéine de membrane, ou canal ionique, qui utilise l'énergie qui est stockée dans le gradient électrochimique de sodium (Na+), en permettant au Na+ d'entrer dans la cellule selon son gradient en échange d'une sortie (antiport) d'ions calcium (Ca2+). Le NCX fait sortir un seul ion calcium, en échange de l'importation de trois ions sodium. L'échangeur existe dans beaucoup de différents types de cellules et d'espèces animales.
Vésicule synaptiqueLes vésicules synaptiques sont de petits compartiments des terminaux présynaptiques des neurones, stockant des neurotransmetteurs qui sont susceptibles d'être libérés dans l'espace intersynaptique à la suite de l'arrivée d'un potentiel d'action dépolarisant et l'augmentation des niveaux calciques intracellulaires. Le nombre ou la taille du pool de vésicules synaptiques est variable selon le type de neurones considérés (quelques dizaines pour les petites synapses telles que celles trouvées dans l'hippocampe).
Matrice mitochondrialeDans une mitochondrie, on appelle matrice mitochondriale le milieu, délimité par la membrane mitochondriale interne, qui contient les ribosomes, le matériel génétique et les enzymes solubles impliquées dans la production d'acétyl-CoA — β-oxydation, complexe pyruvate déshydrogénase — et l'oxydation de ce métabolite — cycle de Krebs. Le terme de « matrice » provient du fait que ce milieu est sensiblement plus visqueux que le cytoplasme, avec une teneur en eau d'environ de protéines dans la matrice contre environ de protéines dans le cytoplasme.
Calcium in biologyCalcium ions (Ca2+) contribute to the physiology and biochemistry of organisms' cells. They play an important role in signal transduction pathways, where they act as a second messenger, in neurotransmitter release from neurons, in contraction of all muscle cell types, and in fertilization. Many enzymes require calcium ions as a cofactor, including several of the coagulation factors. Extracellular calcium is also important for maintaining the potential difference across excitable cell membranes, as well as proper bone formation.
Interaction protéine-protéinethumb|upright=1.2|L'inhibiteur de la ribonucléase en forme de fer à cheval (en représentation « fil de fer ») forme une interaction protéine–protéine avec la protéine de la ribonucléase. Les contacts entre les deux protéines sont représentés sous forme de taches colorées. Une Interaction protéine–protéine apparait lorsque deux ou plusieurs protéines se lient entre elles, le plus souvent pour mener à bien leur fonction biologique.
Medium spiny neuronMedium spiny neurons (MSNs), also known as spiny projection neurons (SPNs), are a special type of GABAergic inhibitory cell representing 95% of neurons within the human striatum, a basal ganglia structure. Medium spiny neurons have two primary phenotypes (characteristic types): D1-type MSNs of the direct pathway and D2-type MSNs of the indirect pathway. Most striatal MSNs contain only D1-type or D2-type dopamine receptors, but a subpopulation of MSNs exhibit both phenotypes.
Succinate déshydrogénaseLa succinate déshydrogénase (SDH), ou complexe de la chaîne respiratoire, également appelée succinate-coenzyme Q réductase (SQR), est une oxydoréductase membranaire qui catalyse la réaction : succinate + ubiquinone fumarate + ubiquinol. Cette enzyme est présente chez un très grand nombre d'êtres vivants. On la trouve ainsi dans la membrane plasmique des bactéries et dans la membrane mitochondriale interne des eucaryotes, notamment des mammifères.
CalpaïneLes calpaïnes (, ) sont des protéases à cystéine, non-lysosomiales, dont l'activité, de type papaïne, est dépendante du calcium. Ces enzymes sont responsables de la protéolyse neutre calcium-dépendante. Les calpaïnes possèdent un domaine leur permettant d'interagir avec le calcium. Ce domaine, fortement homologue à la calmoduline, est dit calmodulin-like et présente des structures EF-Hand capables de lier les ions calcium. Le site actif des calpaïnes est constitué de trois acides aminés (triade catalytique): Cystéine (C), Histidine (H) et Asparagine (N).
BioénergétiqueLa bioénergétique est une branche de la biochimie qui analyse les flux d'énergie dans les systèmes vivants. Constituant un champ de recherche biologique très actif et multidisciplinaire, la bioénergétique étudie les processus cellulaires, comme la respiration ou la photosynthèse, qui permettent de stocker, sous forme d’un excès de molécules d'ATP, l’énergie chimique nécessaire pour de nombreuses réactions biologiques. Un concept central est celui de la transduction d’énergie, les organismes vivants convertissant l’énergie d'une forme à une autre : lumineuse, osmotique, chimique.
Striatumthumb|260px|Vue en 3D du striatum (en rouge). En neuroanatomie, le striatum ou néostriatum, appelé également le corps strié est une structure nerveuse subcorticale (sous le cortex) paire. Il est impliqué dans le mouvement involontaire, la motivation alimentaire ou sexuelle, la gestion de la douleur (via le système dopaminergique) et la cicatrisation voire la régénérescence de certains tissus cérébraux. Il est lié aux maladies de Parkinson, de Huntington et de Gilles de la Tourette, ainsi qu'au phénomène d'addiction.
