Chantal GAUTHIER
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Chantal GAUTHIER
Protéines chaperonnes et protéines partenaires
impliquées dans la maturation et l'adressage membranaire de
CFTR
Maladie génétique à transmission autosomique récessive.
Résulte de mutations dans le gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator).
En 2005 > 1200 mutations dans le gène CFTR
La mucoviscidoseLa mucoviscidose
Dysfonctions observées dans la Dysfonctions observées dans la mucoviscidosemucoviscidose
voies respiratoires
pancréas
intestin grêle
appareil reproducteur
peau
foie
Transport des ions anormal
Cystic Fibrosis Transmembrane
conductance Regulator
Découverte du gène impliqué dans la mucoviscidose (gène CF, chr 7q31)
1989
Identification de la protéine (CFTR) et de ses mutations dans la maladie.
1980 19891936 1953 1990
Les travaux de Paul Quinton mettent en évidence l’importance du transport chlorure dans la mucoviscidose
1980
Maladie génétique à transmission autosomique récessive.
Présence de mutations dans le gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator).
En 2005 > 1200 mutations identifiées dans le gène CFTR
La mucoviscidoseLa mucoviscidose
noyau
RE
golgi
Pôle apical
Pôle basolatéral
Cl- CFTR
CFTR : canal chlorure localisé àla membrane apicale
NBD1NBD2
domaine R
Structure de CFTR
sites de glycosylation
Sites de phosphorylation de
CFTR par la PKA et la PKC
S660S686
S790
S700
S712 S753T788
S795
S670 S737
S768 S813
Sites de phosphorylation par la PKA
Sites de phosphorylation par la PKCVankeerberghen et al, J Cystic Fibrosis (2002)
CFTR : un canal chlore
Maturation de la protéine CFTR
Bertrand et Frizzell,
Am J Physiol (2003)
Suppression de l'agrégation des protéines, réactivation des protéines
dénaturées (Gething et Sambrook, 1992)
Translocation nucléaire (Shi et Thomas, 1992)
Élimination des manteaux de clathrine des vésicules (Ungewickell, 1985)
Import mitochondrial (Terada et al., 1995)
Ciblage de polypeptides vers les lysosomes pour la dégradation (Chiang et al., 1989; Terlecky et al., 1992)
Dégradation d'ARNm (Laroia et al., 1999)
Régulation de la réponse suite à un choc thermique (Lindquist, 1986)
Rôles des protéines chaperonnes
Conformation correcte des protéines (Martin et Hartl, 1994; Hartl et Martin, 1995)
Interactions CFTR - chaperonnes
Lumière RE
Cytosol
Membrane RE
Hsc70Hdj-2 Hsp90
Calnexine
Hsc70 avec Hdj-2 retient les protéines CFTR mal conformées dans le réticulum endoplasmique.
Hsp90 augmente la stabilité de CFTR.La calnexine est une protéine de rétention de CFTR dans le réticulum endoplasmique. Elle se lie au CFTR portant une N-glycosylation caractéristique d’une conformation erronée.
Hsc70, Hsp90 et calnexine ont des implications directes sur la maturation et le trafic de CFTR.
Interactions de CFTR avec
différentes protéines partenaires
Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)
Protéines interagissant avec
l’extrémité N-terminale de CFTR
Syntaxine 1A
SNAP-23} “Down-regulation” de la
fonction de CFTR
Interactions de CFTR avec
différentes protéines partenaires
Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)
PDZ = postsynaptic density-95 / disc large / zonula occludens-1
Domaines PDZ de CFTR
Protéines à domaines PDZ
pouvant se lier à CFTR
CAL = CFTR-associated ligand
Cheng et al., J Biol Chem (2002)
Régulation de la maturation de
CFTR par CAL
Cheng et al., J Biol Chem (2002)
NHE-RF = Na+/H+ exchanger regulatory factor
NHE-RF = EBP50 (ezrin-radixin-moesin binding protein 50kDa)
Régulation de CFTR par NHE-RF
Régulation de CFTR par NHE-RF
Moyer et al., J Biol Chem (2000)
Compétitivité entre NHE-RF et CAL
Guggino, Proc. Am. Thorac. Soc. (2004)
R = protéine membranaireE = ezrine
Interactions de CFTR avec
différentes protéines partenaires
Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)
Formation de complexes
macromoléculaires par interaction
de protéines à domaines PDZ
Protéines du cytosquelette : ezrine
Transporteurs : MRP
Récepteurs : ß2-adrénergique
Canaux ioniques : ROMK
Couplage du récepteur
ß2-adrénergique à CFTR
Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)
Complexes macromoléculaires
Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)
Différentes classes de mutations du gène CFTR
Classe IPas de synthèse
Classe IIPas de maturation
Classe IIIRégulationdéfectueuse
Classe VIPrésence à lamembrane réduite
Classe IVConductanceréduite
Classe VQuantité réduiteClasse VQuantité réduite
Conséquences des mutations
du gène CFTR
Dysfonctionnement ou absence fonctionnelle du canal
CFTR dans les membranes des cellules épithéliales
Réduction de la perméabilité des cellules aux ions chlore.
Mutation F508-CFTR
La protéine F508-CFTR conserve sa fonction de canal chlorure
lorsqu’elle est adressée à la membrane apicale.
Mutation la plus fréquente (environ 90% des patients ont au moins 1 allèle F508).
Classe IIPas de maturationCFTR-F508
Structure de F508-CFTR
Trafic de F508-CFTR
wtCFTR
RE
70%
30%
dégradation
F508-CFTR
RE
99%
1%
dégradation
Remerciements
Florian BOSSARD
Amal ROBAY
Jean MEROT
Gilles TOUMANIANTZ
Frédéric BECQ
U533, Nantes UMR 6187,Poitiers