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Transport membranaire : endocytose clathrine dépendante (CME)
Adaptateurs alternatifs

Sommaire

La clathrine a besoin des adaptateurs car elle ne peut se lier à la membrane (Endocytic adaptors – social networking at the plasma membrane 2011).

2. Adaptateurs à la 
  clathrine : adaptateurs 
  alternatifs

GGA

Les GGA (Golgi-localising, Gamma-adaptin ear domain homology, ARF-binding proteins) forment une famille de protéines monomériques adaptatrices pour la clathrine.

Les GGA (1,2 et 3) interviennent dans le trafic vésiculaire entre le réseau trans-golgi (TGN : Trans-Golgi Network) et les endosomes (The GGA proteins : adaptor on the move 2004).

Les GGA possèdent 4 domaines :

Epsines

Les epsines sont une famille de protéines qui courbent la membrane en se liant à la clathrine et d'autres protéines accessoires.

Elle joue un rôle essentiel dans la down-régulation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGF : (Epidermal Growth Factor) et à l'activation des voies Notch et Rho GTPases lors du développement embryonnaire des métazoaires.

Pour tout savoir sur l'epsine et son abondante bibliographie, lire " The epsin protein family: coordinators of endocytosis and signaling 2012 ".

L'epsine 1 et 2, impliqués dans l'endocytose médiée par un récepteur, se lient à l'AP2 (surtout au niveau cérébral), tandis que l'epsineR (enthoprotéine, clint ou epsine-4, intervenant dans le voie sécrétoire entre le réseau trans-Golgi et les endosomes, se lie à l'AP1 et au GGA.

Une epsine-3 est trouvée dans les kératinocytes migrants, cellules pariétales gastriques et de nombreux carcinomes.

L'epsine comprend plusieurs domaines.

1. Le domaine N-terminal ENTH (Epsin N-Terminal homology - The ENTH domain 2002 -), d'environ 150 acides aminés de long, est presque identique au domaine VHS des GGA ou au domaine ANTH des HIP1 (Contrasting Membrane Interaction Mechanisms of AP180 N-terminal Homology (ANTH) and Epsin N-terminal Homology (ENTH) Domains - 2003 - et Evolutionary analysis of the ENTH/ANTH/VHS protein superfamily reveals a coevolution between membrane trafficking and metabolism  -2012 -).

Epsine
Epsine
(Figure : vetopsy.fr)

Ce domaine contient également des répétitions de tatou (comme dans la β-caténine) et de Heat (comme dans la karyophérine-β, de la famille des protéines kariophérines impliquées dans le transport de molécules entre le cytoplasme et le noyau des cellules eucaryotes).

Ce domaine ENTH se lie au PIP2 [phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate ou PtdIns(4,5)P2] de la membrane.

  • Cette liaison provoque un changement de conformation qui ajoute une hélice-α à la fin du domaine :
  • cette hélice (α0) s'insère dans la couche cytoplasmique et pourrait constituer la première phase de la courbure de la membrane (Curvature of clathrin-coated pits driven by epsin 2002).

Ce domaine régule aussi Cdc42 et la voie de signalisation Rho GTPase en interagissant avec la GAP Cdc

42/Rac1 et Ral effector, Ral-binding protein 1 (RalBP1), voie essentielle puor la migration cellulaire (bord principal - leading edge -).

2. Deux ou trois domaines UIM (Ubiquitin Interacting Motifs) suivent le domaine ENTH et se lient au cargo qui doit être ubiquiné (une fois jusqu'à 4 fois) pour pouvoir s'accrocher à l'epsine (The Ubiquitin-Interacting Motifs Target the Endocytic Adaptor Protein Epsin for Ubiquitination 2002 et Solution structure of Vps27 UIM–ubiquitin complex important for endosomal sorting and receptor downregulation 2003).

3. Puis, une région instructurée possède :

  • deux boîtes à clathrine (CBM) chez les mammifères, comprenant le motif LΦZΦZ (leucine, Φ - acide aminé hydrophobe - et Z - acide aminé polaire -) qui se lient au domaine C-terminal de la chaîne lourde de la clathrine, et qui entourent,
  • huit répétitions DP(W/F) - aspartate-proline-tryptophane/phénylalanine) qui se lie à l'adaptateur AP2.
Adaptateurs alternatifs
Adaptateurs alternatifs
(Figure : vetopsy.fr d'après N.V. Popova)

4. La région C-terminale se finit par 2 ou 3 répétitions NPF (asparagine-proline-phenylalanine) qui reconnaissent le domaine EH - Eps15 Homology - (The Eps15 homology domain 2002) de nombreuses protéines (Eps15 impliquée dans la voie de l'internalisation de l'EGFR, récepteur à EGF - Facteur de croissance épidermique -, intersectine, P0B1).

Autres adptateurs

Bien d'autres adaptateurs existent (Clathrin-Mediated Endocytosis and Adaptor Proteins 2013) :

1. l'ARH (Autosomal Recessive Hypercholesterolemia : A Mild Phenotype of Familial Hypercholesterolemia: Insight from the Kinetic Study using Stable Isotope and Animal Studies 2014),

2. Dab2 (Disabled2 - The “intelligent adaptor” Dab2 regulates clathrin-mediated endocytosis 2012 -).

Dab2 est une protéine adaptatrice, largement exprimée, impliquée dans des voies de signalisation dans lesquelles intervient un récepteur transmembranaire (comme dans certains modèles de signalisation Wnt).

Dab2 contient :

  • un domaine N-terminal PTB (PhosphoTyrosine Binding) qui se lie aux membres de la famille du récepteur de la lipoprotéine (LDLR) et aux phosphoinositides,
  • des domaines qui se lient à la clathrine, l'AP2 , la myosine VI, ce qui facilite l'assemblage des vésicules de clathrine pour l'endocytose du cargo.

3. HIP1 (Huntingtin-interacting protein 1) et HIP1R (HIP1- related),

4. Numb (Numb Is an Endocytic Protein 2000),

5. Hrs (Hepatocyte-growth-factor receptor substrate) - Hepatocyte Growth Factor-regulated Tyrosine Kinase Substrate (HRS) Mediates Post-endocytic Trafficking of Protease-activated Receptor 2 and Calcitonin Receptor-like Receptor 2007 -,

6. Stam (signal-transducing adaptor molecule) - Evidence for Cooperative and Domain-specific Binding of the Signal Transducing Adaptor Molecule 2 (STAM2) to Lys63-linked Diubiquitin 2012 -,

7…

3. Formation de la cage de clathrine

Bibliographie
  • Marieb E. N. - Anatomie et physiologie humaines - De Boeck Université, Saint-Laurent, 1054 p., 1993
  • Maillet M. - Biologie cellulaire - Abrégés de Masson, 512 p, 2002
  • Lodish et coll - Biologie moléculaire de la cellule - De Boeck Supérieur, Saint-Laurent, 1207 p., 2014