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Enzymes
Groupe des transférases (EC 2)
Lipides kinases
Phosphatidylinositol Kinases (PI-kinases)
Phosphatidylinositol 3-kinases (PI3K) : PI3KC3

Sommaire
définition

Les PI3K sont une famille de kinases, phosphatidylinositol kinases (PIK ou PI-Kinases) capables de phosphoryler le groupe hydroxyle en position 3 du cycle inositol des phosphoinositides.

Les autres classes de PI3K diffèrent par leur spécificité de substrat et génèrent donc des espèces de phosphoinositides distinctes.

Vue d'ensemble des PI3K de classe III

Les PI3K de classe III (EC 2.7.1.137) synthétisent PI(3)P, la seule classe conservée depuis la levure jusqu'à l'homme (Phylogenomics of phosphoinositide lipid kinases: perspectives on the evolution of second messenger signaling and drug discovery 2011).

$\ce{ATP + Phosphatidylinositol}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{ADP + Phosphatidylinositol 3-phosphate}$

La classe III des PI3K est représentée par une seule isoforme, PIK3C3, également connu sous le nom de hVPS34 (human Vacuolar Protein-Sorting34), homologue de Vps34 de la levure.

  • C'est la PIK3 la mieux conservée par l'évolution.
  • Elle est présente sous forme de complexes.

Vue d'ensemble des complexes

Les différentes fonctions cellulaires du complexe PIK3C3 sont régulées par l'association de protéines distinctes, aussi bien chez la levure que chez les mammifères.

bien

Nous apposerons aux Vps (Vacuolar Protein Sorting) de la levure, les homologues des mammifères.

1. Chez la levure, comme chez les mammifères, on trouve deux complexes principaux (The class III phosphatidylinositol 3-kinase Vps34 in Saccharomyces cerevisiae 2016).

Remarque : chez la levure, PIKC3-Gpa1 est retrouvée dans la signalisation phéromonale.

Complexes PIKC3 et leurs rôles
Complexes PIKC3 et leurs rôles
(Figure : vetopsy.fr d'après Tran et coll)

2. De par leur composition différente, le complexe II vise plus les surfaces membranaires plates que le complexe I.

3. PI3KC3 se trouve sous forme de deux complexes principaux (PI3KC3-CI et PI3KC3-C2) qui interviennent dans les différentes fonctions du trafic intracellulaire :

Composants invariants des complexes

Les trois composants invariants sont :

Vps34

1. Vps 34 ne comprend que le motif de signature PI3K (Structure and flexibility of the endosomal Vps34 complex reveals the basis of its function on membranes 2015) :

  • Sous-unités des complexes Vps34/PI3KC3
    Sous-unités des complexes Vps34/PI3KC3
    (Figure : vetopsy.fr d'après Burke)
    le domaine C2,
  • le domaine hélicoïdal dont le rôle est inconnu,
  • le domaine C-terminal catalytique responsable de l'activité enzymatique.

2. Le domaine C2, comparable à celui des PI3K de classe I, joue un rôle complétement différent.

  • C2 a un rôle d'échafaudage dans les complexes et non pas un rôle de liaison à la membrane en contactant directement toutes les sous-unités des deux complexes.
  • Le domaine C2 des PI3K de classe I interagit fortement avec le domaine hélicoïdal, tandis que Vps34-C2 est éloigné du reste de l'enzyme par les domaines HEAT de Vps15.

Vps15/p150

1. Vps15/p150, VPS15 ou PIK3R4 chez les mammifères est la sous-unité régulatrice.

Vps15 comprend :

Complexes Vps34/PIK3C3
Complexes Vps34/PIK3C3
(Figure : vetopsy.fr d'après Rostislavleva et coll)

Vps15/pl50 est myristoylée au niveau de la séquence consensus N-terminale.

2. Vps34 et Vps15 interagissent de manière anti-parallèle, chacun des trois domaines de Vps15, i.e. kinase, hélicoïdal et WD40 interagit avec au moins un domaine de Vps34, i.e. C2, hélicoïdal et kinase.

Ce réseau d'interactions explique la relation co-dépendante des deux protéines :

  • Vps34 est essentielle à l'intégrité de Vps15.
  • Vps15 est nécessaire au recrutement et à l'activité membranaires de Vps34.

Vps30/Beclin1

Vps30/Beclin1 contient le domaine BARA (Beta-Alpha-Repeated, Autophagy specific), un pli globulaire spécifique de l'autophagie (Beclin 1-vps34 complex architecture: understanding the nuts and bolts of therapeutic targets 2015 et Bidirectional Control of Autophagy by BECN1 BARA Domain Dynamics 2019).

 

Complexe Vps34/PIK3C3 chez la levure
Complexe Vps34/PIK3C3 chez la levure
(Figure : vetopsy.fr d'après Reidick et coll)

PI3KC3-CI