Effecteurs et fonctions des RAB

Sous leur forme active, les RAB régulent chacune des étapes du trafic membranaire, à savoir le bourgeonnement d’une vésicule de la membrane du compartiment initial, le transport, l’ancrage et la fusion de cette vésicule avec la membrane du compartiment cible (Zerial et McBride 2001). En effet, lorsque les RAB sont liées au GTP, cela a pour effet de stabiliser les structures des domaines switch I et II et donc de permettre l’interaction avec divers effecteurs (Pylypenko et al. 2018). Les effecteurs sont les relais qui permettent d’effectuer les fonctions des RAB (Tableau 1). Les effecteurs sont caractérisés par leur capacité à lier les RAB : ils possèdent un domaine RDB (RAB Binding Domain) (Khan et

de double hybride et des approches de purification par affinité tel que les GST pull-down (Gillingham et al. 2014).

RAB Effecteur GEF GAP Localisation

RAB1 OCRL1, p115 TRAPPI TBC1D20 RE-Golgi RAB2 HOPS, RUND-1 N/A TBC1D1, TBC1D4,

TBC1D11, TBC1D20 RE-Golgi RAB3 NOC2, RIM1,

Rabphilin-3A

MADD RAB3GAP, TBC1D10D TGN

RAB4 RABPEP1 N/A TBC1D11 Endosomes précoces et de recyclage

RAB5 RABEP1, OCRL1, VPS35, EEA1 RABGEF1, GAPVD1 TBC1D2, TBC1D3, USP6NL Endosomes précoces et vésicules de clathrine RAB6 KIF20A N/A TBC1D11 Golgi RAB7 HOPS, RILP, VPS35 MON1-

CCZ1

TBC1D2A, TBC1D5, TBC1D15

Endosomes tardifs RAB8 RAB8IP, OCRL1 GRAB,

RAB3IP

TBC1D1 Golgi et TGN

RAB9 TIP47 DENND2 N/A Endosomes tardifs RAB10 KIF13A/B DENND4 TBC1D1, TBC1D4 Golgi et TGN RAB11 RAB11FIP5,

ZFYVE27, PI4KIIIb

SH3BP5 N/A TGN et endosomes de recyclage RAB14 OCRL1 DENND6 TBC1D1 Golgi et endosomes

précoces RAB22 HOOK1 RABGEF1 N/A Golgi et endosomes

précoces RAB27 MLPH, SLP4 MADD TBC1D10A,

TBC1D10B

RAB Effecteur GEF GAP Localisation RAB29 LRRK2, RAB8,

RAB11 N/A N/A TGN

RAB35 OCRL1, MICAL1 DENND1A N/A Endosome de recyclage

RAB39 MYO5A N/A N/A Golgi

Tableau 1 : Régulateurs, effecteurs et localisations des RAB

Dans ce tableau sont représentés une liste non exhaustive des effecteurs, GEF et GAP associés à 17 RAB. Lorsque les données sont non disponibles une mention non applicable (N/A) est annotée. Aussi, les localisations majeures de chacune des RAB sont précisées. Il est important de noter que les localisations sont celles ou les RAB ont principalement été observées. En effet, chacune de ces RAB peuvent être associées à la membrane d’autres compartiments cellulaires selon le contexte. Cette liste a été établie à partir des données des deux articles de revue suivant : Bhuin et Roy 2014, et Muller et Goody 2018.

Une même RAB peut interagir avec plusieurs effecteurs et un même effecteur peut interagir avec plusieurs RAB. Par exemple OCRL1 (Tableau 1), une enzyme qui hydrolyse le phosphate de PIP, est l’effecteur de RAB1, RAB5, RAB6, RAB8, RAB14, et RAB35 (Hyvola et al. 2006). De la même manière, RAB5 peut recruter plusieurs effecteurs tels que EEA1, RABEP1 (RAB GTPase Binding Effector Protein 1) et Rabenosyn-5 (RBSN) (Stenmark 2009). Aussi, il a été montré que RAB11 peut interagir avec deux effecteurs, Rabin8 et PI4KIII simultanément (Vetter et al. 2015). Enfin, des exemples montrent que certains effecteurs interagissent avec la forme inactive des RAB. En effet, la protrudine (ZFYVE27) interagit avec RAB11 sous sa forme liée au GDP (Campa et Hirsch 2017). Les RAB régulent chacune des grandes étapes du trafic membranaire, à savoir le bourgeonnement d’une vésicule, la fission, le transport et enfin l’ancrage et la fusion de cette vésicule avec la membrane d’un compartiment cible (Hutagalung et Novick 2011). Par exemple, RAB1, localisée au RE, régule la formation des vésicules COPII (Jedd et al. 1995). En effet, RAB1 recrute p115 qui est impliqué dans le recrutement de COPII et le bourgeonnement des

vésicules (Short et al. 2005). De plus, p115 recrute Rbet1 et Syntaxine 5, un complexe de SNARE, qui permet l’ancrage et la fusion des vésicules COPII avec la membrane du Golgi (Wang et al. 2015). D’autres données montrent que RAB5 est impliqué dans la formation des vésicules de clathrine issues de la membrane plasmique (Liu et al. 2017). Ensuite, les RAB peuvent interagir directement avec des protéines motrices qui permettent le transport de vésicules le long du cytosquelette. RAB6 interagit directement avec Rabkinesin-6 qui permet le transport de vésicules du Golgi au RE (Miserey-Lenkei et al. 2017). L’exemple le plus caractérisé est le cas de RAB27a qui interagit avec la myosine-Va qui permet le transport des mélanosomes le long du cytosquelette d’actine (Strom et al. 2002). L’ancrage de la vésicule avec la membrane du compartiment cible est un élément clé du trafic. En effet, avant d’induire la fusion des membranes, la vésicule doit être stabilisée à proximité du compartiment cible (Spang et al. 2016). Les protéines d’ancrage sont soit des protéines avec de longues répétitions de domaines en superhélice ou des complexes avec de grandes sous- unités (Eisenberg-Bord et al. 2016). Par exemple, RAB5 recrute directement EEA1 (Early Endosome Antigen 1) pour médier l’ancrage et ensuite la fusion homotypique des endosomes précoces (Christoforidis et al. 1999). La fusion est régulée par les SNARE (Wang et al. 2017). De la même manière, RAB5 recrute la SNARE, Syntaxin-13, et les effecteurs Rabaptin5 régulant ainsi la fusion des membranes des endosomes (Stenmark et al. 1995; McBride et al. 1999). Ainsi, une RAB peut recruter successivement plusieurs effecteurs impliqués dans le même processus et réguler tout un pan du trafic membranaire. Enfin, les RAB sont aussi impliquées dans la sélection des cargos. En effet, RAB7 recrute le CSC (VPS35-VPS26- VPS29) du Rétromère aux endosomes (Priya et al. 2015). De plus, certaines RAB comme RAB11 interagissent directement avec des cargos. Ainsi, RAB11 régule le transport antérograde du réseau transgolgien à la membrane plasmique de la protéine p14 FAST par

interaction directe (Parmar and Duncan 2016). Les RAB sont donc impliquées dans chacune des étapes de trafic membranaires de cargos.