Constituants cellulaires
Cytosquelette : microfilaments d'actine
Effets des toxines naturelles

Plusieurs toxines naturelles se lient à l'actine et modifient la dynamique des microfilaments selon des mécanismes différents.

• Certaines, comme la cytochalasine D et la latrunculine A, inhibent leur polymérisation ou favorisent leur dépolymérisation.?

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  D'autres, comme la phalloïdine et la jasplakinolide, stabilisent les microfilaments et s'opposent à leur dépolymérisation.

Toxines favorisant la
dépolymérisation de l'actine

Cytochalasine D

La cytochalasine D est un alcaloïde fongique (mycotoxine).

Elle se lie à l'extrémité barbée (+) des microfilaments d'actine, qu'elle coiffe en empêchant l'association et la dissociation des sous-unités d'actine à cette extrémité.

Elle inhibe ainsi la phase d'élongation des microfilaments et perturbe la dynamique et l'organisation des réseaux d'actine.

Latrunculine A

La latrunculine A est une toxine sécrétée par les éponges.

1. Elle se lie aux monomères d'actine G et les séquestre, inhibant ainsi leur incorporation dans les microfilaments d'actine.

2. Elle peut également accélérer directement la dépolymérisation des microfilaments à leurs deux extrémités, notamment en favorisant la libération du phosphate inorganique (Pi) des sous-unités terminales (Latrunculin A Accelerates Actin Filament Depolymerization in Addition to Sequestering Actin Monomer 2018).

3. Les propriétés de la cytochalasine D et de la latrunculine A ont été utilisées pour étudier la vitesse de renouvellement de certains assemblages d'actine (Effects of cytochalasin D and latrunculin B on mechanical properties of cells 2001).

• Dans les fibres de stress, elle est de 5-10 minutes.
• Dans le bord frontal (leading edge : bord d'attaque) des cellules mobiles, elle est de 30-180 secondes.

Toxines empêchant la dépolymérisation de l'actine

Phalloïdine

1. La phalloïdine est une des toxines de l'amanite phalloïde (Amanita phalloides ou ange de la mort).

L'amanite phalloïde possède deux principaux groupes de toxines :

• les amatoxines et les phallotoxines, toutes deux composées de peptides multicycliques.
• La phalloïdine fait partie des phallotoxines.

2. La phalloïdine se lie à l'interface de plusieurs sous-unités d'actine au sein du microfilament et stabilise ainsi l'actine F en inhibant sa dépolymérisation (Phalloidin and DNase I-bound F-actin pointed end structures reveal principles of filament stabilization and disassembly 2024).

• 

  Il semble que son effet sur les reins et le foie soit réduit car elle n'est pas absorbée par l'intestin, ce qui n'est pas le cas des autres toxines de l'amanite.
• D'ailleurs, elle est présente chez une autre espèce d'amanite, l'amanite rougissante (Amanita rubescens) parfaitement comestible si elle est bien cuite.

Remarque : une autre toxine, la viroïsine, à structure proche (phallotoxine) possède une toxicité identique.

3. La phalloïdine ne se lie qu'aux microfilaments d'actine et est souvent utilisée, lorsqu'elle est marquée par un fluorochrome, à les visualiser en microscopie optique.

Jasplakinolide

La jasplakinolide est une toxine sécrétée par les éponges qui se lie à l'interface de trois sous-unités d'actine au sein du microfilament et stabilise leurs interactions (Near-atomic structure of jasplakinolide-stabilized malaria parasite F-actin reveals the structural basis of filament instability 2017).

• En stabilisant les microfilaments, elle favorise la nucléation et abaisse la concentration critique nécessaire à la polymérisation de l'actine.
• Cette stimulation non contrôlée de l'assemblage, associée à la stabilisation des microfilaments, perturbe leur renouvellement et l'organisation dynamique des réseaux d'actine indispensables aux fonctions cellulaires.

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