Les enzymes : structure et activité

Résumé du document

Article: Human Carcinoma Cell Growth and Invasiveness Is Impaired by the Propeptide of the Ubiquitous Proprotein Convertase Furin.

Auteurs : Ricardo López de Cicco, Daniel E. Bassi, Stanley Zucker, Nabil G. Seidah and Andrés J.P. Klein-Szanto.

Le rôle d'une proprotéine convertase est de transformer un substrat inactif en sa forme active. À ce jour, neuf proprotéines ont été découvertes chez les mammifères.
La furine, une proprotéine convertase, est exprimée à un taux physiologique dans toutes les cellules de notre organisme. Si elle est surexprimée, elle est impliquée entre autre dans l'activation de nombreux substrats caractéristiques du développement d'un cancer. Pour ces derniers, il s'agit de métalloprotéinases, de facteurs de croissance, de récepteurs à des facteurs de croissance et des molécules d'adhésion.
La furine est synthétisée sous forme d'un précurseur enzymatique inactif, et ceci dans le but d'éviter toute réaction protéolytique précoce ou inappropriée. Ce mécanisme inhibiteur repose sur la présence d'un préprosegment inactivateur de la furine, noté ppFur, à l'extrémité NH2 terminale du précurseur. Tant qu'il reste fixé à la proprotéine, cette dernière n'exercera aucune activité sur ses substrats. Après un clivage autocatalytique dans le réticulum endoplasmique où ppFur reste solidement associé au précurseur, ce dernier traverse l'appareil de Golgi où, enfin, ppFur se dissocie et donc la proprotéine devient active. La furine va alors activer d'autres substrats notamment la MT1-MMP (membrane type 1 matrix metalloproteinase), le TGF-β (transforming growth factor-β), l'IGF-2 (insuline-like growth factor-2), l'IGF-1R (insuline-like growth factor-1 receptor) et le VEGF-C (vascular endothelial growth factor-C).
Dans la lutte continuelle contre le cancer, les auteurs ont transfecté ppFur à des lignées de cellules cancéreuses. Ils ont observé les effets sur les substrats de la furine. Leur but était de voir si la prolifération cellulaire, le potentiel invasif, la tumorigénicité et le pouvoir angiogénique de la tumeur se réduisait.

Extraits

[...] Dans un second temps, les auteurs se sont penchés sur un facteur de croissance : TGF-β1. Via la figure nous voyons que toutes les lignées cellulaires transfectées expriment la proforme du TGF-β1. Nous observons également que toutes les cellules transfectées avec VA expriment la forme active du TGF- β1 mais la densité de la bande, qui témoigne du degré d'expression de la protéine, est moins marquée que pour la proforme. Les cellules transfectées avec ppFur n'expriment pas la forme active. [...]

[...] Ainsi, ppFur intervient négativement sur la tumorigénicité. Analyse en Western blot de la MT1-MMP et de l'IGF-1Rβ dans les tumeurs qui grandissent après injection, en sous-cutané, de cellules transfectées avec VA ou ppFur dans des souris SCID Il faut noter l'inhibition de la maturation de la proprotéine dans les tumeurs exprimant ppFur Les tumeurs proviennent de souris greffées en sous-cutané avec SCC71 et transfectées avec VA ou ppFur L'immunohistochimie a été faite pour révéler la présence de ppFur. A noter la forte intensité de coloration des tumeurs dérivant des cellules transfectées avec ppFur. [...]

[...] Ils ont observé les effets sur les substrats de la furine. Leur but était de voir si la prolifération cellulaire, le potentiel invasif, la tumorigénicité et le pouvoir angiogénique de la tumeur se réduisait. Analyse par Western blot de l'expression de furine dans les lignées cellulaires HNSCC Les cellules lysées contiennent 50 μg de protéines et sont lancées dans un gel SDS–PAGE à 8%. Les lignées cellulaires les plus agressives (A253 et Fadu) montrent le plus haut niveau d'expression de furine. [...]

[...] Nous supposons donc que les travaux des auteurs sont corrects. Cependant, un point est resté obscur dans notre analyse à savoir comment est ce que le fragment ppFur fait pour inhiber, enzymatiquement parlant, la furine ? Comment cela se passe t-il au niveau du réticulum endoplasmique puis de l'appareil de Golgi pour que ppFur ne soit pas clivé ? Ou se regreffe t-il après cette séparation et si oui, comment ? Des études restent à réaliser en vue d'éclaircir ce fonctionnement. [...]

[...] Une autre proprotéine convertase intervient donc en plus dans l'activation du VEGF-C. La référence nous indique qu'il s'agit de PC5 et PC7. Mais les auteurs ont vérifié que PC5 n'était pas exprimée dans les lignées cellulaires HNSCC. De plus, aucune étude n'a été réalisée quant à l'expression de PC5 dans les lignées cellulaires HNSCC. Nous émettons alors l'hypothèse qu'il ne s'agirait que de PC7. Or, aucune expérience n'a été réalisée en vue de tester l'implication de cette nouvelle proprotéine convertase. [...]