L'acylation des protéines

Thèmes abordés

Protéines, palmitoyation, processus réversible, cystéine, biologie, dégradation lysosomale, palmitate, enzymes, protéines transmembranaires, spectrométrie

Résumé du document

La même séquence d'acides aminé peut subir plusieurs modifications covaletes par plusieurs types d'acylation. La palmitoylation correspond à Addition d'un acide palmitique via une liaison thioester sur un résidu de cystéine interne, ainsi qu'à l'addition d'un acide palmitique via une liaison amide sur un résidu de cystéine N-terminal.

Extraits

[...] Acylation 1 Acylation des protéines GTPase= Hydrolyse du GTP La même séquence d'acides aminé peut subir plusieurs modifications covaletes par plusieurs types d'acylation La palmitoylation S-palmitoylation Addition d'un acide palmitique via une liaison thioester sur un résidu de cystéine interne. N-palmitoylation Addition d'un acide palmitique via une liaison amide sur un résidu de cystéine N-terminal et palmitoylation 4 The process of S-palmitoylation L'acide palmitique est ajouté à des protéines sur les résidus cystéines via une liaison thioester par des palmitoylacyltransferases (PATs) utilisant le palmitoyl-CoA comme substrat lipidique The process of N-palmitoylation L'acide palmitique est ajouté aux cystéines en N-terminal via une liaison amide par quelques membres de la famille des O-acyltransférase liés à la membrane (MBOAT) utilisant le palmitoyl-CoA comme substrat lipidique Mécanisme de palmitoylation Autoacylation possible in vitro en présence de palmitoyl CoA (autopalmitoylation, acylation non enzymatique) Réaction catalysée par des palmitoyl acyl-transférase (S-acyltransférase) associées aux membranes La S-palmitoylation est un processus réversible Protéines palmitoylées Récepteurs Récepteurs couplés aux protéines G Canaux ioniques Protéines neuronales Protéines virales 11 The total set of palmitoylated proteins in an organism or cell : palmitoylproteome Approche protéomique pour purifier et identifier les protéines palmitoylées et caractériser le palmitoyl protéome de S.cerevisiae. [...]

[...] L'interaction des protéines périphériques avec la membrane La localisation des protéines membranaires dans les radeaux lipidiques La localisation subcellulaire de la protéine S-acylée Le traffic intra-cellulaire (endocytose, transport du reticulum à la membrane plasmique) Le développement neuronal et la transmission synaptique Interactions hôte-pathogène 22 Rôle de la palmitoylation dans la régulation de la localisation et de la fonction Ras Protéines Ras : famille de protéines fixant le GTP (GTPases monomériques) qui participent à la transmission jusqu'au noyau des signaux issus des récepteurs de la surface cellulaire. [...]

[...] Identification de 35 nouvelles protéines palmitoylées Protéines SNARE (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factoe attachment protein receptor proteins, médiateurs de la fusion vésiculaire) Amino acid perméases (médiation de l'import des acides aminés, localisées à la membrane) 12 Acyl-biotinyl exchange (ABE) proteomic technology Acyl-Biotinyl Exchange : substitution du palmitoyl par la biotine dans les protéines membranaires Purification des protéines biotinylées sur streptavidine-agarose Elution des protéines capturées par clivage de la liaison cystéine-biotine (β-mercaptoéthanol Réduction et alkylation des protéines purifiées Digestion protéolytique par l'endoprotéinase Lys-C et la trypsine Séparation des peptides par chromatographie 2D : échange de cations + phase inverse (MudPIT ou Multidimensional Protein Identification Technology) Analyse des peptides par spectrométrie de masse en tandem Identification des peptides 13 Hétérogénéité des sites de palmitoylation Pas de séquence consensus claire Dénominateur commun pour la plupart des protéines palmitoylées : Séquence polybasique au voisinage des résidus de cystéines modifiés Modifications lipidiques voisines (myristoylation, isoprénylation) Proximité de domaines transmembraires 1 Protéines transmembranaires Palmitoylation des protéines transmembranaires dans un domaine adjacent au domaine transmembranaire 14 Conséquence 1 Protéines cytosoliques Interactions avec les membranes 2 Protéines membranaires Atténuation de la conformation des domaines transmembranaires Association avec des domaines spécifiques de la membrane Interactions avec d'autres protéines Relations avec d'autres modifications post-traductionnelles 15 Devenir des protéines palmitoylées 1 Modification permanente des protéines par le palmitate Transfert du palmitate du palmitoyl-CoA à la protéine par une Protein Acyl Transférase (PAT) 23 enzymes humaines contenant un motif cytosolique DHHC (Asp-His-His-Cys) requis pour la palmitoylation. Le palmitate reste associé à la protéine pendant toute sa durée de vie (ex : protéines virales) 16 Palmitoylacyl tranférases Les PATs sont des protéines membranaires intégrales avec soit 4 ou 6 domaines transmembranaires. [...]