Les effecteurs de la voie Hippo

2.1. YAP

YAP a été identifiée dans les années 1990 comme une protéine tyrosine kinase associée à YES (YES proto-oncogene 1 tyrosine kinase) et contenant un domaine WW (Sudol 1994; Sudol et al. 1995). Le gène Yap1 va générer la protéine YAP constituée de 488 acides aminés. YAP est composée de deux domaines WW (Salah, Alian, and Aqeilan 2012). Comme mentionné précédemment, ces domaines sont reconnus par la séquence PPxY (proline/proline/acide-aminé/tyrosine) de LATS1/2 ce qui entraine la phosphorylation de différents résidus sérine sur YAP : S61, S109, S127, S164, et S381 (Zhao, Li, Tumaneng, et al. 2010; Hao et al. 2008) (Figure 1.6).

Les deux sites de phosphorylation les plus importants et les plus étudiés dans la fonction de YAP sont les sites S127 et S381 (Figure 1.7). Le remplacement du résidu sérine par un résidu alanine sur les sites S61A, S109A et S164A n’induit pas de changement dans l’activité de YAP, suggérant que ces sites ne participent pas à son activité contrairement aux sites S127 et S381. En effet, en cas de mutation de S127A, les fibroblastes en culture ont une capacité proliférative augmentée (Zhao et al. 2009). Dans les cellules NIH-3T3 (fibroblastes

Figure 1.6. Voie de signalisation Hippo chez la drosophile et les mammifères

Représentation schématique de la voie de signalisation Hippo chez la drosophile (A) et les mammifères (B). A) Chez la drosophile, dans une cascade de protéines kinases, le complexe Hpo/Sav phosphoryle et active le complexe Wts/Mats qui en retour phosphoryle l’effecteur Yki. Cette phosphorylation entraine le recrutement de la protéine 14-3-3 qui séquestre Yki dans le cytoplasme. Quand Yki n’est pas phosphorylé, il migre vers le noyau pour se fixer sur son facteur de transcription Sd afin de réguler l’expression de gènes. B) Chez les mammifères, les kinases MST1/2 associées à SAV1 forment un complexe qui, une fois phosphorylé, phosphoryle le complexe LATS1/2/MOB1 qui phosphoryle ensuite les coactivateurs transcriptionnels YAP et TAZ. En fonction du site de phosphorylation sur YAP/TAZ, ces derniers seront retenus dans le cytoplasme à la suite de l’interaction avec la protéine 14-3-3 ou dégradés par la voie du protéasome à la suite d'une interaction avec βTRCP. RASSF représente une famille de protéines possédant un domaine de liaison RASSF et dont l’action peut être activatrice ou inhibitrice de MST1/2. Les protéines en lien avec la membrane plasmique (Scribble, AMOT, AMOTL2) peuvent interagir avec YAP/TAZ ou LATS1/2 afin de réguler leur localisation cellulaire et ainsi réguler leur activité. Modifiée de (Piccolo, Dupont, and Cordenonsi 2014; Zhao, Li, Lei, et al. 2010).

embryonnaires), la double mutation de YAP (S127A / S381A) confère aux cellules la capacité de devenir oncogène (Zhao, Li, Tumaneng, et al. 2010). La phosphorylation de S127 induit la rétention cytoplasmique de YAP à la suite du recrutement de la protéine 14-3-3, rendant ainsi YAP inactive (Zhao et al. 2007). La phosphorylation de la sérine S381 permet la phosphorylation subséquente par la casein kinase 1 (CK1δ/ε) de deux résidus sérines : S384 et S387. Ces phosphorylations permettent le recrutement de la β-transducin repeat-containing protein (β-TRCP), activant ainsi le motif de dégradation phosphorylation-dépendant : le phosphodégron. Une fois activé, ce phosphodégron va recruter l’ubiquitine ligase E3 SCFβ- TRCP _{conduisant à la poly-ubiquitinylation et la dégradation de YAP (Zhao, Li, Tumaneng, et} al. 2010) .

C’est dans l’extrémité N-terminale de YAP que l’on retrouve le domaine de liaison avec les facteurs de transcription TEAD (Figure 1.7). Des études ont montré que YAP ne pouvait plus interagir avec TEAD lorsque YAP S94 était mutée, ce qui conduisait à une diminution de la prolifération cellulaire (Li et al. 2010). Toujours dans la région N-terminale, YAP possède une région riche en proline. Cette région a été rapportée comme étant capable d’interagir avec la protéine HRNPU (heterogeneous nuclear ribonucleoproteins), une protéine impliquée dans la régulation de la production d’ARN messager (Howell, Borchers, and Milgram 2004). L’extrémité C-terminale de YAP constitue un domaine d’activation transcriptionnelle. La présence d’un domaine de liaison SH3 permet l’interaction avec des protéines telles que c-ABL (ABL proto-oncogene 1), SRC (SRC proto-oncogene, non-receptor tyrosine kinase) ou YES (Sudol 1994) (Figure 1.7). Ces protéines vont ensuite avoir la capacité de phosphoryler le résidu tyrosine Y391 permettant ainsi une régulation de l’activité de YAP (Zaidi et al. 2004; Levy et al. 2008). Dans les derniers acides aminés de YAP se trouve un motif de liaison PDZ qui permet l’interaction avec le domaine PDZ qui est retrouvé dans différentes protéines dont beaucoup sont associées au cytosquelette (Ye and Zhang 2013). Il a donc été suggéré que ce domaine a une importance fonctionnelle dans la localisation de YAP (Oka and Sudol 2009) (Figure 1.7).

Figure 1.7. Domaines structuraux de YAP et TAZ

Représentation schématique des protéines YAP (A) et TAZ (B) incluant les domaines protéiques et les modifications régulant leur activité. Les structures de YAP sont TAZ fortement similaires. YAP/TAZ contiennent tous deux une région riche en proline (P Rich.), un domaine de liaison à TEAD (TEAD BD), un domaine d’interaction avec la protéine 14-3-3 activé lorsque la sérine de cette région est phosphorylée, 1 ou 2 domaine WW, une structure en forme de superhélice (CC : coiled coil), un domaine d’interaction conduisant vers la dégradation suite à la phosphorylation par CK1δ/ε (PhD : Phosphodégron) ainsi qu’un domaine de liaison PDZ en position C-terminale pour interagir avec des protéines portant un domaine PDZ (PDZ BD). TAZ ne possède pas de domaine de liaison SH3 (SH3 BD), mais comme YAP, TAZ peut être phosphorylée par c-ABL. Les sérines phosphorylées par LATS1/2 sont représentées en orange. Sur YAP, la sérine 94 (en bleu) est cruciale pour l’interaction avec les membres de la famille des TEADs. Modifiée de (Piccolo, Dupont, and Cordenonsi 2014; Varelas 2014)

2.2. TAZ

TAZ a été caractérisée comme étant une protéine capable d’interagir avec la protéine 14-3-3 dans les années 2000 et comme étant le paralogue de YAP chez les vertébrés (Kanai et al., 2000). Le gène codant pour TAZ est Wwtr1 (WW domain containing transcription regulator 1), et il va générer une protéine d’environ 452 acides aminés. TAZ possède des éléments structuraux similaires à YAP (Figure 1.7) mais possède qu’un seul domaine WW reconnu et phosphorylé par LATS1/2. La phosphorylation de la sérine S89 entraine l’interaction avec la protéine 14-3-3 qui va également maintenir TAZ dans le cytoplasme (Kanai et al. 2000) tandis que la phosphorylation de S311 par les kinases LATS1/2 entrainera la phosphorylation du résidu S314 et l’activation du phosphodégron (Liu et al. 2010). Les autres caractéristiques similaires avec YAP incluent la présence d’un site de liaison à TEAD dans la portion N-terminale de la protéine et d’un site de liaison PDZ en position C-terminale (Chan et al. 2009; Remue et al. 2010) (Figure 1.7).

Contrairement à YAP, TAZ ne possède pas de site de liaison SH3 nécessaire à l’interaction de c-ABL, SRC et YES. Malgré l’absence de ce site, c-ABL peut phosphoryler la tyrosine Y316 en réponse à un stress hyperosmotique (Jang et al. 2012). D’autres sites de phosphorylation sont également impliqués dans la régulation de la stabilité de TAZ. Par exemple, les sites S58 et S62 peuvent être phosphorylés par la glycogen synthase kinase 3β (GSK3β), ce qui entraine le recrutement de β-TRCP, conduisant TAZ vers la dégradation (Huang et al. 2012) (Figure 1.7).