Lipides
Trafic non vésiculaire
LTP ou protéines de transfert des lipides
Classification et fonctions
- Biochimie
- Chimie organique
- Bioénergétique
- Composition de la matière vivante
- Composés organiques
- Protides
- Acides nucléiques
- Glucides
- Lipides
- Coenzymes
- Hormones
- Composés inorganiques
- Composés organiques
- Transport membranaire
- Moteurs moléculaires
- Voies de signalisation
La majeure partie du trafic lipidique est un trafic non vésiculaire est assurée par un grand groupe de protéines appelées protéines de transfert des lipides (LTP ou Lipid Tranfer Protein).
Vue d'ensemble des LTP
Les LTP (Lipid Tranfer Protein) ou protéines de transfert des lipides ont la capacité de déplacer les lipides entre les membranes, dans lesquelles ils sont distribuées de manière très asymétrique.
Les différentes LTP et leurs mécanismes sont particulièrement étudiées à l'heure actuelle et leur nombre a considérablement augmenté. Ces études sont concomitantes à celles des sites de contact membranaire (MCS) en pleine évolution également.
1. Les LTP forment des assemblages multimériques ou monomériques qui changent de conformation pour permettre un transfert de lipides à une échelle de temps inférieure à la milliseconde ( avantages du transport non vésiculaire).
2. Chaque famille possède un domaine particulier de transfert des lipides (LTD ou Lipid-Transfer Domain) soluble et globulaire qui interagit et insère les lipides et les transporte à travers l'espace aqueux dans les compartiments cellulaires, tissulaires et corporels.
- Le domaine ML (MD-2-related lipid-recognition), trouvé, entre autres, dans NPC2 et les domaines lipocaline comme les FABP (Fatty Acid-Binding Proteins) ou l'apoM comprennent principalement des brins β qui entourent complètement la cavité de liaison.
- Les poches de liaison de la famille Orp/Osh (OSBP), LBP/BPI/CETP, CRAL-TRIO, la superfamille StARkin, SCP2, NPC1 et PITP sont définis à la fois par les brins β et les hélices α.
- GLTP (GLycolipid Transfer Protein) est uniquement constituée d'hélices (Sphingolipid transfer proteins defined by the GLTP-fold 2015).
a. La seule caractéristique commune des LTP est de posséder des cavités hydrophobes qui protègent les lipides de l'environnement pendant le transport, i.e. leur énergie est bien inférieure à celle des milieux aqueux.
Le lipide est inséré dans cette cavité avec, en général, un lipide pour une LTP.
- La sélection du lipide s'effectue par son groupe de tête et sa chaîne acyle (R-C(=O)-) grâce à une interaction spécifique avec des résidus distincts dans la cavité.
- Toutefois, certains LTP peuvent se lier à deux lipides à groupes de tête différents pour effectuer des échanges.
b. On comprend pourquoi la classification des LTP est encore mal définie.
3. Les LTP intracellulaires se localisent sur les sites de contact membranaire (MCS) au sein desquelles les LTP peuvent transférer les lipides d'un compartiment donneur à un compartiment accepteur sous forme (Lipid transfer proteins: the lipid commute by shuttles, bridges and tubes 2019 et Mechanisms of Non-Vesicular Exchange of Lipids at Membrane Contact Sites: Of Shuttles, Tunnels and, Funnels 2021) :
- de navette,
- de tube, de pont et de tunnel multimériques ou monomériques, ce qui a l'énorme avantage de déplacer le lipide dit par glissement (sliding en anglais) sans ou avec un minimum de mouvements des protéines, i.e. ce qui permet une augmentation substantielle de la vitesse du transfert.
Nous ne pouvons pas développer l'étude de toutes les LTP : vous pouvez vous référer à plusieurs chapitres de vetopsy.fr et à la bibliographie dédiée.
Classification des LTP
Nous pouvons utiliser la classification de : The orchestra of lipid-transfer proteins at the crossroads between metabolism and signaling (2016) qui définit 10 familles de LTP humaines et qui sert de référence à ce chapitre.
La plupart des cellules eucaryotes expriment plusieurs membres de chaque famille (Advances on the Transfer of Lipids by Lipid Transfer Proteins 2017).
Leurs caractéristiques sont exposées dans des tableaux :
- leur spécificité lipidique,
- leur localisation cellulaire,
- leur expression tissulaire.
Remarque : vous pouvez aussi voir une liste des 125 gènes des LTP humaines.
Abréviations de la figure : LBP/BPI/CETP (Lipopolysaccharide Binding Protein/Bactericidal Permeability-Increasing protein/Cholesteryl Ester Transfer Protein), PITP (PI-transfer protein), GLTP (Glycolipid transfer protein), ML (MD-2-related Lipid-recognition), CRAL-TRIO (Cellular RetinALdehyde-binding protein (CRALBP) et TRIple functional domain protein guanine exchange factor), NPC1 (Niemann–Pick C 1), SCP2 ((Sterol Carrier Protein 2), OSB (Oxysterol-binding proteins).
Fonctions des LTP
Les LTP pourraient remplir au moins l'une des trois fonctions principales dans les cellules The Diverse Functions of Oxysterol-Binding Proteins 2010).
1. Elles peuvent agir comme des transporteurs, i.e. transférer des monomères lipidiques entre les membranes en extrayant un lipide d'une membrane et en le délivrant à une seconde membrane.
2. Elles peuvent servir de chaperons pour présenter des lipides à une protéine acceptrice, i.e. enzymes, autres LTP, transporteurs transmembranaires ou facteurs de transcription.
3. Elles peuvent agir comme des capteurs (détecteurs) qui peuvent, par exemple, modifier leur interaction avec d'autres protéines en réponse à la liaison ou à la libération d'un lipide.
- La liaison à la cargaison lipidique agit comme un déclencheur qui induit des changements conformationnels et conduit à l'activation de la signalisation.
- Ce mécanisme est parfois couplé aux mécanismes décrits précédemment.
4. Des mutations dans certains LTP provoque des maladies ( revue) comme le plus connues :
- MTTP dans l'a-bêta-lipoprotéinémie,
- NPC1/NPC2 dans la maladie de Nieman-Pick.
Mécanisme général des LTP
BiochimieChimie organiqueBioénergétiqueProtidesGlucidesLipidesAcides grasLipides vraisLipides vrais simplesLipides vrais complexesLipoïdesCholestérolGlycéridesPhospholipidesGlycérophospholipidesSphingophospholipidesTrafic non vésiculaire et LTPDigestion et absorption entérocytaire des lipidesLipoprotéinesApolipoprotéinesGouttelettes lipidiques (LD)EnzymesCoenzymesVitaminesHormonesComposés inorganiquesTransport membranaireMoteurs moléculairesVoies de signalisation