Post-traductionnelle

Pendant tout le processus d adressage des canaux Nav1.5, depuis leur traduction jusqu à leur dégradation, ces protéines sont modulées par différents acteurs moléculaires via des glycosylations, des méthylations ou encore des phosphorylations. La Figure 6 illustre les différentes protéines partenaires et régulatrices identifiées comme interagissant avec les canaux Nav1.5.

 Glycosylations et méthylations

Des modifications post-traductionnelles de Nav1.5 ont été identifiées notamment concernant leurs N-glycosylations et méthylations.

Récemment, une équipe a identifié trois sites de méthylation, les arginines R513, R526 et R680, qui sont localisées dans la boucle liant DI et DII (Beltran-Alvarez et al., 2011). Bien que l effet fonctionnel de ces modifications ne soit pas encore connu, l existence de mutations de ces sites retrouvées chez des patients atteints du syndrome de Brugada et du Syndrome du QT long 3 suggère un rôle essentiel dans la régulation des canaux Nav1.5.

PKA

PKC Fyn

Methylases?

ψ

Figure 6 : Illustration des protéines régulatrices partenaires des canaux Nav1.5 et de leurs sites d’interaction sur la sous-unité .

Certains sites putatifs de phosphorylation (PKA, PKC, Fyn kinase), de méthylation et de glycosylation sont indiqués respectivement par des cercles, des losanges ou des arbres de glycosylation (Adaptée d'après Shy et al., 2013).

Bien que l identité exacte des N-glycanes ainsi que leurs sites d attachement à Nav1.5 restent à déterminer, plusieurs études ont mis en évidence la régulation des propriétés biophysiques de ce canal par les N-glycosylations (Zhang et al., 1999 ; Stocker & Bennett, 2006). Contrairement aux autres VGSC qui sont considérés comme étant lourdement glycosylés, le canal Nav1.5 est une sialoglycoprotéine contenant environ 5% de carbohydrates (Cohen & Levitt, 1993). Le rôle des acides sialiques a été particulièrement étudié dans des systèmes d expression hétérologue ou des cardiomyocytes de rats adultes et ce après traitement en présence de sialidase. Ces équipes ont ainsi montré un déplacement des courbes d activation et d inactivation à l état stable des canaux Nav . vers des potentiels plus dépolarisés. L hypothèse avancée serait que les acides sialiques attachés sur des résidus asparagine de la boucle DI S5-S6, sont chargés négativement à pH physiologique. Ces charges négatives influenceraient alors localement le potentiel de surface et entraineraient une activation des canaux Nav1.5 à des potentiels moins dépolarisés (Stocker & Bennett, 2006). Il faut noter toutefois que ces effets observés sur Nav . n ont pas été retrouvés dans un autre système d expression, la lignée C(O Chinese Hamster Ovary). En étudiant une lignée déficiente pour la sialylation, aucun effet significatif sur les propriétés biophysiques de Nav . n a pu être rapporté (Bennett, 2002). Cependant, ces résultats sont à contraster avec une étude récente menée dans des cardiomyocytes de souris déficientes pour la sialyltransférase ST3Gal4 (beta-galactoside alpha-2,3-sialyltransferase 4) où des effets majeurs sur l activité des canaux sodiques cardiaques ont été observés (Ednie et al., 2013). En effet, la dépendance au potentiel de l activation et de l inactivation à l état stable est décalée vers des potentiels plus dépolarisés alors que les cinétiques d inactivation de ces canaux ainsi que leur récupération de l inactivation rapide sont sensiblement altérées.

 Phosphorylations

Dans les myocytes cardiaques, lors d une stimulation de la voie -adrénergique, l élévation du taux d AMPc intracellulaire active la protéine kinase A PKA dont l effet drastique sur les canaux Nav1.5 est une augmentation du courant INa (Frohnwieser et al., 1997 ; Lu et al., 1999 ; Zhou et al., 2002). Les sites de phosphorylation de la PKA ont été localisés dans la boucle cytoplasmique reliant DI et DII où se trouveraient des motifs putatifs de rétention réticulaires RXR adjacents à ces sites (Zhou et al., 2002). Des

travaux suggèrent l existence de deux sous-populations de canaux, l une réticulaire et l autre sous-membranaire qui serait rapidement mobilisable via l action directe de la PKA (Zimmer et al., 2002b ; Hallaq et al., 2006).

L activation de la protéine kinase C (PKC) entraîne également une modulation de la densité de courant INa associée aux canaux Nav1.5, et cela de manière négative (Qu et

al., 1996 ; Murray et al., 1997). Un site de phosphorylation de la PKC, la sérine S1503,

ainsi que l implication de la G3PD1-L (Glycerol-3-Phosphate Dehydrogenase 1-Like) dans la régulation PKC-dépendante des canaux Nav1.5 ont été mis en évidence (Liu et al., 2009 ; Hallaq et al., 2012). En effet, il semble que la phosphorylation du résidu 1503 et la production mitochondriale d espèces réactives à l oxygène ROS médiées par la PKC induisent l effet inverse de la PKA sur la mobilisation, l adressage et l activité des canaux Nav . . Bien que la fonction de l enzyme G3PD1-L reste encore incertaine, il a été montré que la phosphorylation de S était dépendante de l activité de cet enzyme notamment via la modulation du taux de NAD(H) (Nicotinamide Adénine Dinucléotide) intracellulaire (Valdivia et al., 2009 ; Liu et al., 2013b).

L activité des canaux Nav . est également régulée par la phosphorylation d un résidu tyrosine T1495, proche du motif IMFT dans la boucle DIII-DIV, via l activité de la protéine tyrosine kinase Fyn. Celle-ci induit un déplacement de la courbe d inactivation vers des potentiels plus dépolarisés (Ahern et al., 2005 ; Hartmann et al., 1994). Il faut noter ici que la protéine tyrosine phosphatase PTPH1 en interagissant au niveau du domaine PDZ (acronyme de PSD-95 (Post-Synaptic Density-95), Dlg (Drosophila Disc-

large tumor suppressor) et de ZO-1(Zona occludens-1)) induit l effet inverse de la Fyn

kinase (Jespersen et al., 2006). L état de phosphorylation des tyrosines de Nav1.5 semble donc moduler l état inactivé de ce canal.

Il faut noter que très récemment, huit nouveaux sites de phosphorylation ont pu être identifiés in situ au niveau de la boucle cytoplasmique DI-DII de canaux Nav1.5 ventriculaires murins (Marionneau et al., 2012b).

 Homéostasie calcique

De nombreuses études ont mis en avant le rôle prépondérant du calcium intracellulaire dans la régulation de l expression des ‡GSC (Kim et al., 2004 ; Duff et al., 1992 ; Casini et al., 2009). C est au niveau de l extrémité carboxy-terminale présentant un domaine « EF-hand » fonctionnel que le calcium peut se fixer directement aux canaux

Nav1.5 (Wingo et al., 2004). Le calcium régule également ces canaux via une voie dépendante de la calmoduline capable de se fixer sur un motif )Q au niveau d une région adjacente au domaine « EF-hand » (Mori et al., 2003). D autre part, il faut savoir que ce domaine et le motif )Q peuvent interagir directement, ce qui a pour effet d augmenter l affinité du domaine « EF-hand » pour le calcium (Shah et al., 2006). Quant aux effets directs du calcium et de la calmoduline sur les canaux Nav1.5, de nombreuses études ont rapporté des résultats contradictoires concernant leurs cinétiques d inactivation (Tan et

al., 2002 ; Deschenes et al., 2002 ; Potet et al., 2009).

D autre part, l élévation de calcium intracellulaire entraîne l activation d une sérine/thréonine protéine kinase bien spécifique, la CamKII. Celle-ci a été montrée comme interagissant et phosphorylant la boucle intracellulaire reliant DI et DII sur les résidus S516, S571 et T594 (Hund et al., 2010 ; Koval et al., 2012 ; Ashpole et al., 2012). Ces modifications post-traductionnelles en modifiant les propriétés biophysiques du canal Nav . , moduleraient l excitabilité des cardiomyocytes, notamment via une augmentation d un courant persistant )Na et un déplacement de l inactivation vers des potentiels plus hyperpolarisés (Wagner et al., 2006). Très récemment, l équipe de King a montré qu une élévation du calcium intracellulaire induisait une diminution du courant INa qui serait associée à une réduction de l expression des canaux Nav1.5 plutôt quà une altération de leurs caractéristiques biophysiques (King et al., 2013).

 Ubiquitinylation

Les canaux Nav1.5 sont également régulés par un membre de la famille des protéines E3 ubiquitine-ligases, la protéine Nedd4-2 (Neuronal precursor cell Expressed

Developmentally Downregulated protein 4-2) (van Bemmelen et al., 2004). Un domaine

consensus, le motif PY xPPxY , localisé au niveau de l extrémité carboxy-terminale des Nav1.5, constitue un site de fixation directe pour Nedd4- . L étiquetage des canaux par les molécules d ubiquitine via l action de Nedd -2 aboutirait alors à une augmentation du taux d internalisation des canaux et donc régulerait leur densité à la membrane (Rougier et al., 2005).