Les phospholipases A2

Les phospholipases A2 catalysent l’hydrolyse en position sn-2 des phospholipides, libérant un acide gras et un lysophospholipide (Fig 26). Le développement de nouvelles techniques biologiques a permis de montrer l’implication de ces enzymes dans de très nombreuses fonctions cellulaires dont certains sont impliqués dans la physiologie spermatique comme la réaction acrosomique ou la mobilité flagellaire (Escoffier et al., 2010).

Figure 26 : Une réaction catalysée par les PLA2 donnant un acide gras et un lysophospholipide (Lambeau and Gelb, 2008).

De même, les PLA2, par leur action favorisent ou retardent le développement de nombreuses pathologies. Leur intérêt dans ce travail, est relatif à la régulation de la signalisation impliquée dans la biologie de la reproduction et du développement pour améliorer les techniques de procréation médicalement assistée (AMP). Dans ce chapitre, je vais présenter les six types de PLA2 et pour chacun d’eux : les différentes formes, les groupes, les sous-groupes, les mécanismes d’action, les propriétés biologiques, l’implication dans diverses pathologies et les divers inhibiteurs sélectifs développés contre les PLA2 afin de mieux comprendre leur rôle biologique. À l’heure actuelle, plus d’une trentaine d’enzymes possédant une activité PLA2 ont été identifiées chez les mammifères. Ces enzymes sont classées en différentes catégories

selon leurs structures, leurs mécanismes catalytiques, leurs localisations (Tableau 2) ainsi que leurs relations évolutives. Ainsi, ces différentes PLA2 sont regroupées en six grandes catégories : les PLA2 sécrétées (sPLA2), les PLA2 cytosoliques dépendantes du calcium (cPLA2), les PLA2 intracellulaires indépendantes du calcium (iPLA2), les platelet-activating factor acétylhydrolase (PAF-AH), les PLA2 lysosomales et enfin les adipose-specific PLA2 (adPLA).(Burke and Dennis, 2009; Kudo and Murakami, 2002; Lambeau and Gelb, 2008; Schaloske and Dennis, 2006; Valentin and Lambeau, 2000).voir le tableau 2 qui représente la grande famille des PLA2.

Tableau 2:La grande famille des Phospholipases A2 Adapté de (Dennis et al., 2011; Schaloske and Dennis, 2006).

6.1.4.1.

Les phospholipases A

intracellulaires

Les PLA2 intracellulaires regroupent la famille des cPLA2 et des iPLA2, également appelées patatin-like phospholipase domain-containing lipases (PNPLA), bien que certaines PAF- AH

et les PLA2 lysosomales soient également localisées à l’intérieur de la cellule. Actuellement 6 cPLA2 et 9 iPLA2 sont répertoriées chez les mammifères voir tableau 3.

Tableau 3: Classification des phospholipases A2 intracellulaires. (Adapté de Murakami et al.2011)

6.1.4.1.1. Les PLA2 cytosoliques dépendantes du calcium (cPLA2)

Les cPLA2 (groupe IVA, B, C, D, E, F ) présentent des hauts poids moléculaires (60-85kDa) et sont impliquées dans la signalisation cellulaire en contrôlant la libération d’acide arachidonique et de médiateurs lipidiques dérivés de ce dernier (prostaglandines, thromboxanes et leucotriènes) (Ghosh et al., 2006). Les cPLA2 sont caractérisées par la présence d’un domaine C2 (domaine de liaison au calcium) au niveau N-terminal et sont dépendantes du calcium. Il y a cependant une exception avec la PLA2 du groupe IVC appelée cPLA2γ puisqu’elle est dépourvue du domaine C2.

6.1.4.1.2. Les PLA2 intracellulaires indépendantes du calcium (iPLA2)

Le premier membre de cette famille d’enzyme a été cloné en 1994 à partir de macrophages et a été appelé iPLA2 VIA (ou iPLA2β) (Ackermann et al 1994).Actuellement, il y a 9 enzymes de ce groupe qui sont répertoriées dans le génome humain. Ces enzymes sont également appelées patatin-like phospholipase domain-containing lipases ou PNPLA1-9 (tableau3). Les membres de ce groupe partagent un domaine protéique commun découvert dans la patatin, la protéine la plus abondante de la pomme de terre. Les enzymes de ce groupe ont toutes une activité enzymatique indépendante du calcium. L’appellation PNPLA semble être plus appropriée puisque plus de la moitié des enzymes de ce groupe fonctionnent principalement comme des lipases plutôt que comme des phospholipases (Murakami et al 2011). Les iPLA2 (groupe VIA, B, C, E, F) sont des enzymes de hauts poids moléculaires (85-90 kDa) et interviennent dans le métabolisme des phospholipides membranaires (Wilkins and Barbour, 2008). Elles pourraient également participer à la libération d’acide arachidonique et à la signalisation cellulaire.il faut savoir aussi qu’il existe des PLA2 intracellulaires indépendantes du calcium de type lysosomale (iPLA2, groupe XV).

6.1.4.2. Les phospholipases A

sécrétées

Les sPLA2 sont des enzymes de 14 à 19 kDa ayant un domaine de liaison au calcium ainsi qu’un site catalytique conservé chez les mammifères. Le site catalytique est constitué d’une histidine et d’un acide aspartique. L’histidine, généralement en position 48, est essentielle pour leur activité enzymatique (Murakami et al 2011). Cette propriété est d’ailleurs utilisée afin de générer des mutants enzymatiquement inactifs qui conservent un repliement tridimensionnel intact. Ceci permet donc d’étudier le rôle de l’activité catalytique de ces enzymes. Généralement, l’histidine est remplacée par une glutamine et les mutants ainsi obtenus sont suivis de l’appellation H48Q (Janssen et al 199). La sPLA2 XIIB est enzymatiquement inactive due à la présence d’une leucine à la place d’une histidine au niveau du site catalytique ce qui souligne l’importance de l’histidine dans le site catalytique (Rouault et al 2003). Les sPLA2 de mammifères ont toutes des caractéristiques communes, notamment une structure compacte très riche en ponts disulfures (plus de 10% des acides aminés), ce qui leurs confère une grande stabilité et rigidité. Cependant, ces protéines ont moins de 50% d’identité entre elles (Valentin and Lambeau, 2000). On distingue différents groupes de sPLA2, dont les groupes I, II, III, V, X et XII présents chez les mammifères (Tableau 4). Le génome humain contient neuf sPLA2, celui de la souris en contient dix, incluant la sPLA2 GIIC, qui n’existe que sous forme de pseudogène chez l’homme.

Tableau 4: Classification des phospholipases A2 secrétés. Adapté de (Dennis et al., 2011; Schaloske and Dennis, 2006).

La famille des PAF acetyl-hydroxylase (PAF-AH) a été plus tard reconnue comme un groupe de PLA2 avec une spécificité pour une courte chaîne acyle en position sn-2 et pour les lipides oxydés dans le plasma. Leur substrat majeur naturel est le PAF(Arai et al., 2002; Zimmerman et al., 2002). Ce groupe est également désigné lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2). Ces enzymes ont été classées dans les groupes VII et VIII. Les groupes IX à XIV sont de nouvelles PLA2 dont la séquence ou l’organisation des ponts disulfres diffère des groupes I, II, III et V. Le seul nouveau type de PLA2 identifié qui n’appartient à aucun des quatre types de PLA2, secrété, cytosolique ou calcium indépendant, est la LPLA2, qui a été classée dans le groupe XV. Récemment un nouveau groupe de PLA2 a été isolé à partir de tissus adipeux de mammifères et classé dans le groupe XVI. Il s’agit d’un nouveau groupe de PLA2