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II-2 La phospholipase D II- 2-1 Introduction La phospholipase D (PLD) est une phosphodiestérase qui catalyse l’hydrolyse de la liaison phosphodiester distale d’un phospholipide pour libérer d’une part sa tête polaire, et d’autre part l’acide phosphatidique (PA). Le substrat majeur de la PLD des mammifères est la phosphatidylcholine (PC), un des principaux phospholipides des membranes plasmiques. L’activité PLD a été découverte par Hanahan et Chaikoff dans les feuilles de chou en 1947. Elle a longtemps été considérée comme une enzyme typique du règne végétal. Aujourd’hui, cette enzyme apparaît ubiquitaire. Elle a été retrouvée chez l’ensemble des êtres vivants : plantes, organismes procaryotes, levures et mammifères. La première description d’une activité PLD chez les mammifères a été réalisée par Saito et Kanfer en 1973 dans des extraits membranaires de cerveau de rat (Saito et Kanfer, 1973 ; 1975). Ce n’est que dans les années 1980 que cette activité a été impliquée dans la transduction du signal via des récepteurs membranaires (Billah et al., 1989). Plusieurs tentatives de purification à homogénéité de la PLD ont échoué, principalement à cause d’une perte de l’activité enzymatique au cours des différentes étapes de purification. Cette activité a pu être conservée et caractérisée, après purification partielle, six ans plus tard (Taki et Kanfer, 1979). La première purification à homogénéité a été réalisée en 1994 par Okamura et Yamashita. Depuis lors, les travaux portant sur l’identification, la purification, l’isolement de la PLD et la détermination de son mécanisme d’action se sont succédés. II-2-2 La réaction d’hydrolyse catalysée par la PLD Dans les conditions physiologiques, la PLD des mammifères hydrolyse la PC pour générer le PA et la choline. En présence d’un alcool primaire, la PLD catalyse une réaction de transphosphatidylation qui est spécifique de cette famille d’enzyme. Le transfert du groupement phospatidyl se fait alors sur l’alcool qui est un meilleur accepteur nucléophile (1000 fois plus d’affinité) que l’eau (Yang et al., 1967 ; Frohman et al., 1999). On observe ainsi la formation de phosphatidylalcool aux dépens du PA. Ce phospholipide non physiologique est un métabolite stable. Il permet donc un dosage fiable et spécifique de l’activité PLD dans les cellules intactes (Morris et al., 1997a) (Figure 7). 48
R1 –O– R2 –O– Transphosphatidylation Ethanol Hydrolyse H 2 O Protéines cibles Effets physiologiques Figure 7: Réaction de catalyse de la PLD. La phospholipase D (PLD) hydrolyse la phosphatidylcholine (PC) en acide phosphatique (PA) et choline. Le PA peut être métabolisé en diacylglycérol (DAG), lui-même source d’acide arachidonique (AA), ou en acide lysophosphatidique (Lyso PA). Ces seconds messagers et le PA lui-même induisent des réponses physiologiques variées. En présence d’un alcool primaire (éthanol), la PLD catalyse une réaction de transphosphatidylation pour produire du phosphatidylalcool (phosphatidylethanol, PEth) aux dépens du PA. 49
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