Partie II : Calcium, Canaux et Physiologie
VII. La modulation des SOCEs
8. Les protéines accessoires
Alo s ue “TIM est apa le d'a ti e O ai sa s i te a tio suppl e tai e a e d aut es protéines dans un système de composants purifiés dans les liposomes (Zhou et al., 2010), cela n'empêche pas la possibilité que ces interactions fonctionnelles soient modulées in vivo par des protéines accessoires ou des conditions environnementales particulières. Ainsi la localisation subcellulaire, l'efficacité d'interaction et l'activité de STIM1 et Orai1 sont affinées par de nombreux régulateurs protéiques. Ces régulateurs couvrent un large éventail de famille incluant les protéines
d'échafaudage, les protéines de liaison au Ca2+, et les protéines chaperonnes qui présentent à la fois des interactions transitoires et stables avec STIM1, Orai1 mais aussi TRPC1 pour contrôler l'assemblage et le désassemblage des complexes STIM1-Orai1 au niveau des jonctions RE-MP. Finalement, ces protéines et ces interactions forment le signalplex et optimisent l'entrée de Ca2+ pour les fonctions effectrices (Figure I.37). A noter néanmoins que dans la plupart des cas, la base
moléculaire et les détails mécanistiques de la régulation de la fonction des canaux CRAC par ces protéines, sont encore inconnus. Par conséquent, ces protéines présentent un intérêt important pour de futures investigations afin de comprendre les mécanismes moléculaires et structuraux à
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Figure I.37. Représentation du signalplex impliquant les différentes protéines accessoires. STIM intéragit avec Junctate permettant son accumulation au niveau des jonctions RE-MP. Cette interaction est stabilisée par CRACR2A et Golli. STIM interagit avec Orai1 pou l a ti e et recrute POST au niveau de la jonction. POST recrute à son tour la PMCA et la SERCA. POST et STIM inhibent l efflu de Ca2+ initié par la PMCA, augmentant la disponibilité du Ca2+ pour la signalisation. La SERCA
permet le remplissage du Ca2+ dans le RE. Finalement, laug e tatio de Ca2+ cytosolique entraîne le détachement de CRACR2A et Golli du complexe déstabilisant ce dernier. La CaM favorise l i a ti atio de O ai . La liaison de SARAF à STIM permet la dissocation des protéines STIM. CaM: Calmodulin; CRACR2A: CRAC Regulatory protein 2A; PMCA: Plasma Membrane Ca2+ ATPase; POST: Partner of STIM1; SARAF: SOCE-Associated Regulatory Factor; SERCA: Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca2+ ATPase. Adaptée de : (Soboloff et al., 2012).
Parmi ces protéines est retrouvée la septine, une protéine d'échafaudage qui facilite l'organisation des domaines membranaires nécessaires pour l'interaction entre Orai1 et STIM1 (Sharma et al., 2013). Elle augmente également la translocation de STIM1 au niveau des jonctions RE- MP stabilisant ainsi les clusters de Orai1 à travers l'organisation des microdomaines lipidiques autour
des complexes, résultant en une augmentation de l'efficacité du couplage STIM1-Orai1 et des SOCEs (Sharma et al., 2013).
De même, CRACR2A (CRAC Regulatory protein 2A), est une protéine localisée dans le cytoplasme possédant un domaine EF-hand, qui peut se fixer directement à STIM1 mais également à l'extrémité N-terminale de Orai1 formant ainsi un complexe ternaire. Ce complexe stabilise l'interaction de STIM1 et Orai1, facilite le regroupement de STIM1 et Orai1 au niveau des jonctions
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Junctate est une protéine de liaison au Ca2+ localisée au niveau de la membrane du RE qui
interagît avec STIM1 et qui est ainsi importante pour le couplage des jonctions RE-MP (Srikanth et al.,
2012). La translocation de STIM1 à travers l'action de junctate permet l'accumulation de STIM1 dans les jonctions RE-MP, assurant un assemblage des canaux CRAC opportun et efficace (Srikanth et al., 2012).
Contrairement aux protéines précédentes qui facilitent les SOCEs, la protéine SARAF (SOCE- Asso iated ‘egulato Fa to di i ue les “OCEs e e p ha t l i te a tio “TIM -Orai1. Comme STIM1, SARAF est une protéine située dans la membrane du RE mais ne contenant pas de motifs de
liaison au Ca2+. SARAF peut néanmoins se fixer à STIM1 et STIM2 puis transloquer au niveau des jonctions RE-MP suite à la déplétion des stocks calciques intracellulaires de façon dépendante de STIM. Son interaction avec STIM1 a été rapportée comme facilitant l'inactivation lente dépendante du Ca2+ à travers un mécanisme impliquant la dissociation des clusters STIM1, jouant ainsi un rôle dans la régulation négative des SOCEs (Palty et al., 2012b). SARAF a également été rapportée
récemment comme pouvant se lier à TRPC1 de façon indépendante de STIM1 afin d'en moduler sa fonction (Abarran et al., 2016).
De même, la CaM a été rapportée comme impliquée dans la régulation rétroactive du courant CRAC servant de senseur calcique et permettant de transduire le signal calcique à travers le
pore des canaux CRAC afin d'initier l'inactivation rapide dépendante du Ca2+ (Litjens et al., 2004; Mullins et al., 2009).
Golli est ancrée de manière constitutive à la MP via une myristoylation et est impliquée dans l'inhibition des SOCEs (Feng et al., 2006). Golli se lie directement à l'extrémité C-terminale de
STIM1 et co-localise avec STIM1 et Orai1 après un traitement à la thapsigargine (Walsh et al., 2010).
Enfin, la majorité des protéines POST (Partner of STIM1, ou TMEM20, TransMEMbrane protein 20) est localisée dans la membrane du RE et peut se fixer à STIM1 suite à la déplétion des stocks calciques intraréticulaires et transloque également au niveau des jonctions RE-MP. POST n'est pas nécessaire à l'interaction entre STIM1 et Orai1 et n'influence pas l'activation des canaux CRAC. Suite à la déplétion des stocks calciques intracellulaires, le complexe POST-STIM1 se lie à une variété
de molécules telles que SERCA, PMCA, Na/K-ATPase, des transporteurs nucléaires, des exportines,
l'importine , et à travers ces interactions, POST semble assembler des complexes de signalisation autour des canaux CRAC (Krapivinsky et al., 2011). Ces protéines principales présentent ainsi des localisations cellulaires différentes ainsi qu'un effet régulateur propre sur les SOCEs. Ces données
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Protéine
accessoire Localisation cellulaire Effet sur les SOCEs
Partenaires de liaison/ mécanisme
possible
Septine
Réside aux jonctions RE-MP, organise les domaines
membranaires pour faciliter les interactions STIM1-Orai1 au niveau de ces jonctions
Améliore les SOCEs Complexe STIM1- Orai1
CRACR2A
Réside dans le cytoplasme, facilite le regroupement de STIM1 et Orai1 aux jonctions RE-MP
Améliore les SOCEs
Régule les SOCEs de manière dépendante de la [Ca2+]c
STIM1 Extrémité N- terminale de Orai1
Junctate Réside dans la membrane du RE,
recrute STIM1 aux jonctions RE-MP
Assure un assemblage des complexes STIM1-Orai1 au niveau des jonctions RE-MP
STIM1
SARAF
Réside dans la membrane du RE, transloque aux jonctions RE-MP de manière dépendante à STIM, et facilite la dissolution des regroupements de STIM1 pour bloquer les SOCEs
Peut également réguler de manière négative TRPC1, indépendamment de STIM1
Diminue les SOCEs
STIM1 STIM2 TRPC1
CaM Réside dans le cytoplasme, site
d'action non établi
Réduit les SOCEs via une inactivation dépendante du Ca2+
Extrémité N- terminale de Orai1
STIM
Golli Ancré à la MP, fonction cellulaire
inconnue
Pourrait inhiber les SOCEs (mécanisme inconnu)
Extrémité C- terminale de STIM1
TMEM20 (POST)
Réside premièrement dans la membrane du RE, se lie à STIM1, migre aux jonctions RE-MP après la déplétion des stocks, et organise les molécules de signalisation autour du canal CRAC
Pas d'effet direct sur les SOCEs mais semble jouer un rôle dans l'organisation des molécules de signalisation autour du canal CRAC
STIM1 Orai (indépendant
des stocks)
Tableau I.2. Les principales protéines accessoires impliquées dans la régulation des SOCEs. CRACR2A: CRAC Regulatory protein 2A, SARAF: SOCE-Associated Regulatory Factor, CaM: Calmoduline, POST: Partner Of STIM1. Adapté de (Shim et al., 2015).
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