Les flippases sont des protéines transmembranaires de transport des phospholipides localisées dans les membranes.
Les scramblases et flippases transportent des lipides à travers les membranes biologiques, mais leur classification comme transporteurs dépend du contexte et de la définition du mot " transporteur " qui est le souvent, pris dans le sens de transporteurs de solutés hydrophiles.
Vue d'ensemble des flippases
Les flippases sont chargées de faciliter le mouvement des molécules de phospholipides entre les deux feuillets qui composent la membrane d'une cellule, i.e. diffusion transversale, également appelée transition " flip-flop ", i.e. flip-flop signifie basculer en anglais.
1. Cette asymétrie est retrouvée dans de nombreuses membranes comme celles du réseau trans-Golgi (TGN), des vésicules sécrétoires et des endosomes, mais elle est particulièrement évidente dans la membrane plasmique.
Leur tête polaire doit franchir le cœur hydrophobe de la bicouche, ce qui est thermodynamiquement défavorable.
Les lipides qui sont synthétisés dans les cellules sont incorporés dans la membrane plasmique au sein du feuillet interne (cytoplasmique) de cette membrane, d'où des flippases peuvent les transférer dans le feuillet externe moyennant l'hydrolyse d'une molécule d'ATP.
Remarque : le cholestérol, un lipide majeur de la membrane plasmique, peut se déplacer librement entre les deux feuillets, mais est susceptible d'être plus concentré sur le feuillet exoplasmique en raison de son affinité pour la sphingomyéline (SM) et les glycosphingolipides.
Classification des flippases
Les flippases au sens large peuvent être classées selon la direction de la translocation des phospholipides.
Déplacement des phospholipides membranaires
(Figure : vetopsy.fr d'après Pomorski et coll)
2. Par exemple, la famille des protéines eucaryotes TMEM16 (Transmembrane Protein 16), également appelée famille des anoctamines (ANO1 à ANO10), forme chez les mammifères un groupe de protéines transmembranaires fonctionnellement diversifié (X-ray structure of a315 calcium-activated TMEM16 lipid scramblase 2022).
a. Plusieurs membres de cette famille fonctionnent commedes canaux Cl- activés par Ca2+ (CaCC) comme :
Remarque : les protéines TMC1 et TMC2 présentent une parenté structurale avec cette famille d'anoctamines,, ce qui a contribué à la compréhension de l'organisation tridimensionnelle du canal de mécanotransduction.
b. D'autres membres possèdent une activité de scramblase phospholipidique Ca2+-dépendante permettant la redistribution bidirectionnelle des phospholipides entre les deux feuillets membranaires.
TMEM16F (ANO6) constitue l'exemple le mieux caractérisé de cette fonction.
c. Certaines anoctamines présentent des propriétés intermédiaires ou des fonctions cellulaires spécialisées encore incomplètement élucidées, certaines combinant activité de scramblase et conductance ionique.
d. Les anoctamines interviennent dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques, notamment :
la signalisation sensorielle,
l'excitabilité cellulaire,
la coagulation sanguine,
le trafic membranaire,
l'homéostasie lipidique.
Flippases de la phosphatidylsérine (PS)
(Figure : vetopsy.fr d'après Shin et Takatsu)
Flippases (sens général)
D'autres flippases pilotent la translocation unidirectionnelle ATPasique dépendante des lipides contre les gradients de concentration dans la membrane et appartiennent à deux familles :
1. Les flippases proprement dites déplacent les lipides de l'extérieur des membranes vers l'intérieur, i.e. du milieu extracellulaire vers le cytosol, ou du cytosol vers le lumen des organites.
2. Les floppases les transportent de l'intérieur vers l'extérieur.
