Lipides
Formation des lipoprotéines
Protéines de lipidation des apoB
MTTP (Microsomal Triglyceride Transfer Protein)

MTTP (Microsomal Triglyceride Transfer Protein)

1. MTTP (Microsomal Triglyceride Transfer Protein), abrégée aussi en MTP, serait une protéine non spécifique de reconnaissance de motifs et de transfert de lipides capable de reconnaître des motifs hydrophobes.

2. En effet, MTTP est impliqué dans le transfert (Microsomal Triglyceride Transfer Protein Transfers and Determines Plasma Concentrations of Ceramide and Sphingomyelin but Not Glycosylceramide 2015) :

• des glycérides, i.e. triglycérides (TG), des diglycérides (DAG), mais pas des monoglycérides (MG),
• des phospholipides (PL),
• du cholestérol libre et des esters de cholestérol (CE),
• de la sphingomyéline et des céramides, mais pas les glucosylcéramides, i.e. cérébrosides à un seul glucose.

Expression

MTTP était principalement exprimé dans les hépatocytes et les entérocytes, i.e. les deux principales cellules qui synthétisent les B-lps, i.e. lipoprotéines à apoB, mais aussi dans d'autres tissus (Multiple functions of microsomal triglyceride transfer protein 2012 et Targeting Microsomal Triglyceride Transfer Protein for the treatment of Homozygous Familial Hypercholesterolaemia 2017).

1. La fonction dans le foie, l'intestin, le cœur et les reins est liée à l'assemblage et à la sécrétion des B-lps principalement pour :

• exporter les lipides vers d'autres tissus,
• et/ou pour éviter la lipotoxicité dans ces tissus.

2. Cependant, MTTP est également exprimée dans :

• le tissu adipeux dans lequel sa fonction est inconnue,
• le cerveau dans lequel elle pourrait jouer un rôle dans le contrôle de la marche, des mouvements volontaires et de la parole,
• les cellules présentatrices d'antigène, elle intervient dans la synthèse des protéines CD1 impliquées dans la présentation des antigènes lipidiques aux cellules tueuses naturelles (Microsomal triglyceride transfer protein lipidation and control of CD1d on antigen-presenting cells 2005).

Structure de MTTP

1. MTTP fait partie de la superfamille des grandes protéines de transfert des lipides (LLTP ou Large Lipid Transfer Protein), qui comprend également l'apoB, les apolipophorines et la lipovitelline (Comparative genomic and phylogenetic analysis of vitellogenin and other large lipid transfer proteins in metazoans 2010).

• L'apolipophorine I/II est le principal transporteur de lipides chez les insectes (Apolipophorin-II/I Contributes to Cuticular Hydrocarbon Transport and Cuticle Barrier Construction in Locusta migratoria 2020).
• La lipovitelline transporte les lipides vers l'ovocyte en développement chez les vertébrés et les invertébrés ovipares.

MTTP pourrait être le membre le plus ancien de la superfamille LLTP (Molecular diversity and evolution of the large lipid transfer protein superfamily 2007).

2. MTTP est un hétérodimère composé par (The crystal structure of human microsomal triglyceride transfer protein 2019) :

• une sous-unité β multifonctionnelle de la protéine disulfure isomérase (PDI), d'environ 55 kDa,
• une grande sous-unité MTTPα unique (∼97 kDa).

PDI

PDI (protéine disulfure isomérase), i.e. EC 5.3.4.1, est un membre de la superfamille des thiorédoxines, qui catalyse l'oxydation et l'isomérisation des ponts disulfure lors du repliement naissant des protéines (The human protein disulphide isomerase family: substrate interactions and functional properties 2005).

1. PDI comprend 4 domaines thiorédoxine, contenant des plis thiorédoxine, dont 2 sont catalytiques, a et a', i.e. catalysent les ponts disulfure et contiennent un motif catalytique CXXC caractéristique (WCGHCK).

Les domaines catalytiques sont séparés par les domaines b et b', le domaine b' fournissant le site de liaison primaire aux protéines (The b′ domain provides the principal peptide-binding site of protein disulfide isomerase but all domains contribute to binding of misfolded proteins 1998).

2. Le rôle de PDI dans la fonction MTTP est obscur.

• Soit, il maintiendrait MTTPα sous une forme soluble.
• Soit, il l'obligerait à rester dans le réticulum endoplasmique (RE) par un signal de rétention C-terminal KDEL, i.e. la rétention RE fait référence aux protéines retenues dans le réticulum endoplasmique après repliement et appelées protéines résidentes du RE.

MTTPα

MTTP partage une homologie de séquence avec les LLTP dont la lipovitelline qui a servi de modèle pour construire les structures possibles de MTTP (A Mechanism of Membrane Neutral Lipid Acquisition by the Microsomal Triglyceride Transfer Protein 2000).

MTTP est composée par :

• un tonneau β N-terminal,
• un domaine α-hélicoïdal central,
• un feuillet β double (A et C) C-terminal.

1. Le tonneau β N-terminal et le domaine α-hélicoïdal central stabilise la molécule naissante d'apoB et sert donc de chaperon (The Structure of Vitellogenin Provides a Molecular Model for the Assembly and Secretion of Atherogenic Lipoproteins 1999).

2. Le domaine central en hélice est le site de liaison pour PDI.

Transfert de lipides

1. Le domaine C-terminal de MTTP est formé de 2 feuillets β, qui, selon la convention, sont appelés feuillets A et C.

a. Les feuillets A et C, composé chacun de 6 brins, forment un sandwich légèrement tordu, qui englobe le site de liaison des lipides entre eux.

• 

  La cavité de liaison aux lipides du MTTP, est étroite 2 100 ų et correspond en gros au volume d'une seule molécule de triglycéride (∼1 620 ų pour la trioléine).
• La grande cavité de liaison aux lipides de la lipovitelline est en forme d'entonnoir., i.e le domaine de liaison aux lipides C-terminal a divergé parmi les membres de la famille LLTP, reflétant leurs capacités à lier différents types et quantités de lipides.

b. Une hélice a de 11 acides aminés à l'extrémité du domaine C-terminal contient un pont disulfure Cys827/Cys878 important, i.e. la mutation de Cys878 en Ser entraîne une expression plus faible et une perte d'activité de transfert de lipides.

2. Selon d'autres études antérieures qui ne sont pas incompatibles avec l'étude récente, l'entrée de la cavité lipidique comprendrait deux hélices α conservées, i.e. hélice A et hélice B du feuillet A (A Mechanism of Membrane Neutral Lipid Acquisition by the Microsomal Triglyceride Transfer Protein 2000).

• 

  L'hélice A s'insèrerait dans les membranes lipidiques provoquant une instabilité thermodynamique locale.
• L'hélice B pourrait alors interagir avec les chaînes acyle des lipides pour l'extraction de la cavité et le transfert ultérieur.

L'existence de plusieurs mutations dans cette région abolit l'activité de transfert lipidique du MTTP (Targeting Microsomal Triglyceride Transfer Protein for the treatment of Homozygous Familial Hypercholesterolaemia 2017).

3. L'étude récente n'a pas pu visualiser un deuxième site probable de liaison lipidique pour les phospholipides (PL).

En effet, il semblerait que l'un des sites serait principalement pour les phospholipides et l'autre pour tous les lipides, y compris les phospholipides (Microsomal triglyceride transfer protein and its role in apoB-lipoprotein assembly 2003).

• MTTP interagit avec les membranes pour capter les lipides, puis interagit avec d'autres membranes pour les déposer.
• Cette activité de transfert de lipides ne nécessite pas d'énergie et dépend peut-être de modifications structurelles de la protéine ainsi que des membranes avec lesquelles elle interagit. (Transfer of cholesteryl esters and phospholipids as well as net deposition by microsomal triglyceride transfer protein 2005).

Fonctions de MTTP dans la formation de la particule apoB primordiale

Le rôle de MTTP est double.

1. MTTP peut transférer des lipides à la particule d'apoB primordiale :

• dans la première étape de la lipidation,
• dans l'extension du coeur.

2. Les interactions ioniques entre MTTP et l'extrémité N-terminale de l'apoB sont impliquées dans l'assemblage des lipoprotéines.

Autres protéines intervenant dans la lipidation des apoB