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