Complexes protéiques associés

C.2.2.1 Les protéines de la famille MAGUK C.2.2.1.1 Zonula occludens

Structure

Les protéines zonula occludens sont les molécules intracellulaires des TJs les plus étudiées. Elles comptent ZO-1, la première identifiée, ZO-2 et ZO-3. Ces protéines font partie de la famille des MAGUK (membrane-associated guanylate kinase), protéines localisées dans des régions cellulaires spécifiques comme les jonctions ou les synapses. Elles possèdent spécifiquement un domaine

Motifs PDZ Domaine

IgG-like

Figure 55

SH3 (src oncogen homology domain), un domaine et un ou plusieurs domaines PDZ. Les domaines GUK sont impliqués dans la liaison de GMP alors que le domaine SH3 est impliqué dans l’assemblage des protéines (Shin, K., et al. - 2006).

ZO1 est une protéine de 225 kD, présente dans plusieurs types cellulaires, mais sa distribution est variable selon le type cellulaire. Son domaine NH2 ter contient 3 domaines PDZ, une région SH3, un domaine GUK suivi d’une séquence riche en proline (Figure 56).

Il existe 2 variants d’épissage alternatif avec insertion de 80 acides aminés dont le motif est appelé α : ZO-1α+ est retrouvé dans toutes les cellules épithéliales alors que ZO-1α- est majoritairement présent dans les cellules endothéliales. L’isoforme ZO-1α- permet une plasticité plus grande des jonctions (Bazzoni, G., et al. - 2004, Willott, E., et al. - 1992).

ZO-2 et ZO-3 partagent des homologies de séquence et d’organisation des domaines avec ZO-1 (Figure 57). ZO-2 est un polypeptide de 160kD pouvant contenir un motif β suite d’un épissage alternatif d’un segment de 32 AA. On retrouve plutôt ZO-2 au niveau des jonctions adhérentes des cellules non épithéliales.

ZO-3 est une protéine de 130 kD dont la séquence riche en proline est localisée entre le second et le troisième domaine PDZ contrairement à ZO-1 et ZO-2. L’expression de ZO-3 dans les cellules mène à une déstabilisation des jonctions serrées mais a un effet global sur le cytosquelette d’actine (Bazzoni, G., et al. - 2004).

Figure 56

C.2.2.1.2 Membrane-associated guanylate kinase inverted (MAGI)

Les MAGI appartiennent à la famille des MAGUK mais se distinguent par 3 différences avec les autres membres de la famille (Figure 58) :

(1) Le domaine GUK est localisé en N-ter plutôt qu’en C-ter

(2) Le domaine SH3 est remplacé par 2 domaines WW permettant une interaction protéine- protéine.

(3) Cinq domaines PDZ

On dénombre 3 MAGI : 1, 2 et 3. MAGI-1 et 3 sont exprimées largement dans les tissus adultes alors que MAGI-2 est exprimée préférentiellement dans le cerveau.

Les protéines MAGIs ont plusieurs fonctions :

- Dynamique du cytosquelette d’actine

- Evènements de transduction du signal. En effet elles interagissent avec les protéines PTEN, les recrutent aux jonctions cellules-cellules et les stabilisent (Shin, K., et al. - 2006).

Figure 57

Figure 58

C.2.2.2 Autres protéines intracellulaires

On décrit trois autres classes de protéines intracellulaires ne faisant pas partie de la famille des MAGUK mais possédant des domaines PDZ : AF6/afadine ; PAR-3/ASIP et MUPP-1. Il existe aussi des protéines ne possédant aucun domaine PDZ (Bazzoni, G., et al. - 2004).

C.2.2.2.1 Protéines à domaines PDZ

AF-6 contient 3 domaines : un domaine de liaison de RAS, un domaine PDZ et un domaine myosine-V like (Figure 59). Sa localisation cellulaire reste encore controversée mais il est décrit au niveau des TJs et aussi des Jonctions adhérentes (Bazzoni, G., et al. - 2004).

Les protéines PAR3 et PAR6 ont été identifiées chez C-elegans pour leur fonction dans la polarité « antérieur-postérieur ». Il s’agit des premières protéines contenant des domaines PDZ à avoir été identifiées dans cette fonction. Outre les domaines PDZ (3 pour PAR3 et 1 pour PAR6), ces protéines contiennent un domaine CRE et un domaine PB1. Nous verrons plus tard que la capacité de PAR3 et 6 à lier l’enzyme PKC est déterminant dans la mise en place de la polarité (Figure 59)(Shin, K., et al. - 2006).

On retrouve enfin la protéine MUPP-1. Cette protéine contient 13 domaines PDZ dont le 10 lie la claudine-1 et le 9 la claudine 8 et JAM1 (Figure 59). Elle est exprimée seulement au niveau des jonctions serrées des cellules épithéliales. Le nombre élevé de domaines PDZ suggère un rôle de protéine multivalente qui recrute un grand nombre d’autres protéines d’échafaudage. Les protéines participent à la régulation de la croissance et différentiation des cellules épithéliales

(Bazzoni, G., et al. - 2004, Schneeberger, E. E., et al. - 2004).

Figure 59

C.2.2.2.2 Protéines sans domaines PDZ

Les cingulines sont des protéines de 140 à 160 kD présentes au niveau des jonctions serrées des cellules épithéliales et endothéliales. Elles contiennent une tête globulaire, un domaine hélice α et une extrémité COOH (Bazzoni, G., et al. - 2004). L’hélice α centrale est responsable de la formation d’un dimère parallèle. Elles sont exprimées très tôt dans le développement embryonnaire à la fois chez l’embryon et la mère, indiquant un rôle potentiel des cingulines dans le développement embryonnaire et la maturation épithéliale. Elles interagissent avec ZO-1, ZO-2 et ZO-3 ainsi que JAM et l’actine. De plus, des études récentes montrent un rôle important de ces protéines dans la régulation transcriptionnelle et la prolifération cellulaire, car les cingulines inhibent l’activité de Rho A nécessaire pour la progression du cycle cellulaire. Ces observations suggèrent un rôle des cingulines dans la formation des TJs par régulation de l’expression des protéines et un blocage du cycle cellulaire (Shin, K., et al. - 2006).

Les simplekines sont des protéines largement distribuées de 125 kD. Dans les cellules épithéliales et les cellules de Sertoli on les retrouve à la fois au niveau des TJs mais aussi dans le noyau. Dans les autres types cellulaires la symplekine est présente seulement dans le noyau suggérant un possible rôle dans la régulation des gènes (Bazzoni, G., et al. - 2004).

PLIT (protein incorporated later into TJs) est une protéine de 61 kD possédant un domaine riche en proline. Comme son nom l’indique cette protéine est recrutée au niveau des TJs après la formation des claudines.

JEAP (junctions-en-riched and-associated protein) est une protéine de 98kD contenant des séquences répétées d’acide polyglutamique, d’un domaine coiled-coil et d’une séquence consensus COOH permettant la liaison des domaines PDZ. Il est particulièrement présent dans les cellules épithéliales des glandes exocrines comme le pancréas (Bazzoni, G., et al. - 2004).

D. INTERACTIONS DES PROTEINES(D’après (Bazzoni, G., et

al. - 2004, Paris, L., et al. - 2008)

Les protéines des TJs interagissent avec les autres protéines présentes dans les TJs mais aussi avec des enzymes comme les kinases ou phosphatases, des molécules de signalisation ou encore des protéines régulatrices (Figure 60). Ces interactions font appel aux domaines spécifiques de chaque protéine.