a Structure de l’ASGP-R

Une glycoprotéine oligomérique

L’ASGP-R est un complexe hétérooligomérique composé de deux polypeptides différents mais hautement homologues.

Les premiers ASGP-R ont été isolés à partir d’hépatocytes de lapin, puis de rats et enfin d’humain.94,107,118 Les compositions des protéines solubles obtenues sont très semblables et ont permis l’étude de la structure des deux sous-unités. Il est à noter que le niveau d’oligomérisation des sous-unités en solution n’est pas représentatif de celui à la membrane.

La lectine hépatique de lapin est composée de deux sous-unités de 48 et 40 kDa, qui s’auto-assemblent en solution en des complexes de 260 kDa avec une stœchiométrie

2:4.107,110 Les deux sous-unités sont des glycoprotéines contenant divers acides aminés et

des Gal, Man, GlcNAc et de l’acide sialique. La lectine ASGP-R de rat est quant à elle un peu différente.94,119 Elle est composée de trois sous unités notées RHL pour « rat hepatic lectin » : RHL-1 de 41 kDa, RHL-2 de 49 kDa et RHL-3 de 54 kDa dans un ratio de 8:1:1. Néanmoins, les deux polypeptides RHL-2 et 3 sont pratiquement identiques et pourraient être considérés comme une seule et même sous-unité. Seules des différences de glycosylation post-traductionnelles sur leurs extrémités N-terminales les distingueraient.120

Enfin, l’ASGP-R humain a d’abord été considéré comme composé d’une seule sous unité H1 de 46 kDa.118,121 Puis une seconde protéine a été découverte, H2 de 50 kDa,

partageant 58% d’homologie de séquence avec la première.4 Ces deux protéines sont codées par deux gènes différents très conservés.4 Les deux sous-unités H1 et H2 forment majoritairement des complexes au minimum trimériques, avec des stœchiométries de

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Figure 28 : Structure de l’ASGP-R ; ASGP = asialoglycoprotéine.4,126,127

L’extrémité N-terminale comporte environ 40 résidus. Elle favorise la formation des

puits recouverts de clathrines, qui rassemblent les récepteurs à la membrane et accomplissent leur endocytose.

Le cou, d’environ 80 acides aminés, comporte plusieurs motifs répétés hxxhcxc de sept

acides aminés, où h est un résidu hydrophobe, c est un résidu chargé et x un résidu variable.128 Cette heptade répétée induit une trimérisation des polypeptides par la formation d’une superhélice ou « coiled-coil » d’hélices α.

Enfin, l’extrémité C-terminale est composés de 230 résidus et contient le domaine de reconnaissance de type C, d’environ 150 résidus.106

Les protéines de rat et d’humain ont une très forte homologie de séquence, supérieure à 60% pour les extrémités C-terminales. Les homologies sont plus fortes entres les sous unités majoritaires des deux espèces, notée 1, qu’entre les deux sous-unités différentes d’une même espèce : H1 est plus homologue avec RHL1 qu’avec H2. (figure 28).4

Les deux sous-unités sont nécessaires pour avoir un récepteur fonctionnel.96,124 La sous-unité H1 seule a la capacité de s’homo-oligomériser, cependant elle ne peut réaliser l’endocytose. La glycoprotéine H2 seule n’est quant à elle pas capable de s’homo-oligomériser ni de quitter le Golgi pour se rendre à la membrane ; elle y est rapidement dégradée. Les deux sous-unités sont impliquées dans la liaison avec le ligand.129 Leur capacité à reconnaitre le Gal a notamment été montrée sur la lectine de rat.120 Il est à noter que H1 présente une meilleure affinité pour les galactosides que H2. Par ailleurs la sous-unité mineure H2 est plus accessible que la majeure à la membrane des hépatocytes.129,130

Pour conclure, le modèle le plus simple et satisfaisant consiste en une lectine

trimérique transmembranaire de type II, résultant de l’oligomérisation de H1 et H2 dans

53 Le domaine de reconnaissance de l’ASGP-R

Le domaine de reconnaissance de la sous unité H1 a été cristallisé par Meier et al.127 N’ayant pu être cristallisé en présence de ligand, la séquence impliquée dans la reconnaissance du sucre a été déterminée par analogie avec d’autres lectines homologues de type C, en particulier la MBP. Cette dernière est la première lectine de type C à avoir été cristallisée, donnant les bases de compréhension de structure et de reconnaissance des sucres pour toutes les lectines de cette catégorie.132,133 Comme nous l’avons évoqué, les caractéristiques communes à tous les domaines de reconnaissance de type C sont : deux

pont disulfures, deux sites de coordination de Ca2+, et un cœur hydrophobe étendu. Les

acides aminés impliqués à la fois dans la coordination d’un Ca et du sucre ont été mis en évidence, élucidant ainsi le mode de d’interaction avec le sucre dépendant du Ca2+.112,134

Le domaine de reconnaissance de H1 a la particularité de comporter trois sites de

coordination du Ca2+ et trois ponts disulfures ; il est dit domaine de reconnaissance de

forme longue. Ces Ca2+ et ponts disulfures stabilisent la structure du domaine de reconnaissance. Deux Ca2+, les sites 1 et 2, sont localisés dans la région de reconnaissance du sucre, et le troisième est proche de l’extrémité N-terminale du domaine de reconnaissance. Chaque Ca2+ est coordinné par huit atomes d’oxygène appartenant à la protéine, au sucre ou à des molécules d’eau en absence de sucre.

Le domaine de reconnaissance de H1 peut être divisé en deux domaines (figure 29) : - L’un est composé par le C-terminal et le N-terminal assemblés en 2 hélices α et un

feuillet β (figure 29 ; partie inférieure).

- L’autre est le domaine fonctionnel, composé de 2 feuillets β et 5 boucles. L’une de ces boucles, proéminente et riche en glycine, fait partie du site de liaison du sucre.117

Figure 29 : Diagramme en ruban de la structure cristallographique du domaine de reconnaissance de H1. Les deux hélices α sont en magenta, les feuillets β en bleu, les Ca2+ en vert, et les trois ponts disulfures en jaune. La division en deux sub-domaines est visible au niveau du feuillet β3. Le site de liaison du sucre est signalé par la flèche, au niveau du Ca2+ du site 2. D’après Meier et al., J. of Mol. Biol., 2000, 300, 857.

Le site de liaison du sucre se trouve au niveau du Ca2+ du site 2, proche de la boucle riche en glycines (figure 30). Elle comprend les peptides 236 à 268, dont les caractéristiques

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Figure 30 : Séquence peptidique du site de reconnaissance du sucre de l’ASGP-R sur la sous unité H1.