Fonctions proposées pour les DMKN

Le  patron  d’expression  des  différentes  isoformes  de  DMKN,  associé  à  leur  localisation  subcellulaire,  suggère  que  ces  isoformes  pourraient  jouer  des  rôles  physiologiques  très  différents.  De  plus,  les  familles  d’isoformes  présentent  des  points  isoélectriques  très  divergents :  les  DMKN  β  et  γ  de  grande  taille  sont  légèrement  acides  alors  que  les  petites  isoformes  δ  et  α  sont  fortement  basiques.  Malgré  quelques  caractéristiques  peptidiques  dans  leurs  séquences,  aucune  isoforme  de  DMKN  ne  présente  de  domaine  protéique  consensus connu pouvant nous éclairer sur leur fonction potentielle. Quelques hypothèses  sont cependant envisagées. 

‐ Les  isoformes  α  ont  été  apparentées  aux  cytokines,  du  fait  de  leur  petite  taille,  de  leur  basicité  et  de  leur  sécrétion.  Cependant  aucune  fonction  de  type  cytokine  n’a  pour  l’instant pu être attribuée à ces isoformes. Etant donné que 75% de la séquence des DMKNα  est incluse dans celle des DMKNβ, on pourrait envisager un rôle régulateur des DMKNα vis‐à‐ vis des DMKNβ, par compétition par exemple.   ‐ Les isoformes δ ne présentent aucun domaine protéique particulier ni de signaux de  localisation subcellulaire, rendant impossible la prédiction d’une fonction pour ces protéines.  ‐ Les isoformes longues β et γ  Comme les isoformes δ et α, aucune fonction particulière ne peut être déduite à partir de la  séquence peptidique des DMKN β et γ. Nous avons vu précédemment que les DMKN β et γ   présentent des séquences particulières telles que le peptide signal, la région riche en glycine  et  sérine,  les  cystéines  ou  les  domaines  NGS  et  RGD.  Afin  de  nous  éclairer  sur  leur  implication  physiologique,  nous  avons  cherché  leur  conservation  dans  les  autres  espèces  pour lesquelles des séquences de DMKN β et/ou γ ont été identifiées.  

L’expression  de  la  DMKNβ  n’a  été  décrite  que  chez  certains  mammifères  et  celle  de  la  DMKNγ uniquement chez l’homme et la souris. Dans les bases de données on retrouve des  séquences prédites ou validées de DMKNβ chez le chimpanzé, la vache, le mouton, le rat et  la  souris  (Figure  42).  En  alignant  les  séquences  protéiques  des  DMKNβ  de  ces  différentes  espèces,  on  trouve  un  pourcentage  d’identité  par  rapport  à  la  DMKNβ  humaine  allant  de  97%  pour  le  chimpanzé  à  environ  50‐60%  pour  les  autres  espèces.  Suivant  la  séquence  protéique de DMKNβ que l’on regarde, on trouve des séquences présentes ou absentes dans  les autres espèces. En ce qui concerne la souris, trois isoformes Dmknβ ont été identifiées 

Fonctions proposées pour les DMKN 

alors qu’une seule Dmknβ a été pour l’instant décrite chez les autres espèces, ce qui n’exclut  pas l’existence d’autres isoformes.   

Le  peptide  signal  en  position  NH2‐terminale  est  retrouvé  chez  tous  les  mammifères 

précédemment  cités.  La  région  riche  en  glycine  et  en  sérine  est  très  conservée,  avec  cependant des longueurs variables, plus proches de celle que l’on retrouve dans l’isoforme  DMKNβ1 humaine. Comme décrit précédemment (cf : Paragraphe I.E.2.b), des domaines de  ce  type  ont  été  identifiés  dans  d’autres  protéines  épidermique  telles  que  les  kératines,  la  loricrine  ou  la  cornéodesmosine,  et  semblent  former  des  structures  boucles  glycine  aux  propriétés  adhésives  (Steinert  et  al.,  1991).  Cependant,  le  domaine  riche  en  glycine  et  en  sérine des DMKN β et γ ne comporte pas de résidus aromatiques ou aliphatiques nécessaires  à  la  formation  des  pieds  de  boucle.  Il  semble  donc  peu  probable  que  cette  région  puisse  s’organiser en boucles glycine.  

Les deux cystéines encadrant la région riche en glycine et sérine sont également retrouvées  chez  toutes  les  espèces,  ce  qui  suggère  qu’elles  jouent  un  rôle  physiologique  important.   Elles  pourraient  être  à  l’origine  d’un  pontage  intramoléculaire  et  permettre  la  formation  d’une  grande  boucle  d’une  centaine  d’acides  aminés  et/ou  permettre  des  liens  intra‐  ou   inter‐ moléculaires.  

Le site potentiel de N‐glycosylation est présent dans la région riche en glycine et en sérine  des DMKNβ du chimpanzé, de la vache, du mouton et de la souris mais absent chez le rat. De  même, le site de liaison aux intégrines n’est pas retrouvé chez la vache et le mouton laissant  penser  que  ces  deux  sites  potentiels  n’ont  peut‐être  pas  une  importance  physiologique  majeure.  Ces  données  peuvent  être  extrapolées  aux  DMKNγ  humaines  qui  présentent  la  même séquence protéique que les DMKNβ à l’exception des huit derniers acides aminés.   

Figure 42 : Alignement des séquences protéiques de DMKNβ de différents mammifères 

Les  séquences  protéiques  de  DMKNβ  des  mammifères  suivants  ont  été  alignées  avec  le  logiciel  multalin  (http://multalin.toulouse.inra.fr/multalin/multalin.html):  homme,  chimpanzé,  vache,  mouton, rat et souris. Les zones correspondant à 100% d’identité sont représentées par des carrés à  fond noir tandis que les zones correspondant à au moins 50% d’identité sont représentées par des  carrés  à  fond  blanc.  La  numérotation  des  acides  aminés  est  celle  de  la  DMKNβ1  humaine.  Sont  entourés  en  orange  le  peptide  signal,  en  vert  les  cystéines  conservées,  en  bleu  le  site  de  N‐ glycosylation potentiel et en bordeaux le site potentiel de liaison aux intégrines. La région riche en  glycine et en sérine est soulignée en violet.  

Implications physiopathologiques 

Au laboratoire, des expériences de double hybride chez la levure ont permis d’identifier la  Galectine  3  (GAL3)  comme  partenaire  potentiel  des  DMKNβγ  (Gazeilles  et  al.,  En  préparation).  Cette  lectine  est  exprimée  par  la  plupart  des  types  cellulaires  et  peut  se  retrouver  dans  tous  les  compartiments  sub‐cellulaires,  le  noyau,  le  cytosol,  associée  à  la  membrane  plasmique  ou  extracellulaire.  A  ce  niveau,  elle  interagit  avec  de  nombreuses  protéines de la matrice, via son domaine lectine COOH‐terminal mais aussi via sa partie NH2‐

terminale par des interactions protéine/protéine (Ochieng et al., 2004). Des expériences de  GST  pull‐down  ont  permis  de  montrer  que  c’est  par  ce  domaine  NH2‐terminal  non  lectine 

que  GAL3  interagit  avec  le  domaine  riche  en  glycine  et  en  sérine  des  DMKNβγ.  L’analyse  immunohistologique  de  coupes  de  peau  humaine  a  montré  que  GAL3  est  fortement  exprimée  dans  la  couche  granuleuse,  où  elle  est  majoritairement  extracellulaire.  Des  expériences d’immunofluorescence indirecte sur coupe de peau ont révélé que les DMKNβγ  co‐localisent  avec  GAL3  dans  l’espace  intercellulaire  des  kératinocytes  granuleux.  De  plus,  des  expériences  de  PCR  quantitative  en  temps  réel  ont  mis  en  évidence  l’expression  de  protéines sécrétées appartenant à la famille des protéines de la matrice extracellulaire dans  les  couches  suprabasales  de  l’épiderme  humain.  L’existence  d’un  réseau  de  protéines  extracellulaires,  impliquant  les  DMKN  β  et  γ,  GAL3,  mais  aussi  d’autres  protéines  matricielles, pourrait jouer un rôle, encore largement inexploré, dans les étapes tardives de  la différenciation épidermique (Gazeilles, 2010). Il pourrait en effet réguler l’environnement  physico‐chimique de l’espace inter‐cornéocytaire, qui est riche en lipides et donc fortement  hydrophobe. Une matrice protéique pourrait ainsi créer des ilots hydrophiles et donc réguler  l’activité  enzymatique  des  protéases  de  la  desquamation  ou  des  enzymes  du  métabolisme  des lipides par exemple. 

4. Implications physiopathologiques 

Aucune  pathologie  humaine  n’a  été  à  ce  jour  associée  aux  DMKN  mais  quelques  données  laissent  supposer  qu’elles  peuvent  être  impliquées  dans  certains  processus  physiopathologiques. 

Des  expériences  d’immunohistochimie  sur  des  coupes  de  peau  lésionnelle  de  patients  psoriasiques  ont  montré  que  les  DMKNβγ  sont  exprimées  très  fortement  sur  un  nombre