Implication des protéines vitamine K-dépendantes dans la ...
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13 1.1 Les protéines vitamine K-dépendantes Ostéocalcine ou Bone Gla protein (BGP) L’ostéocalcine est une protéine de 49 acides aminés comportant trois résidus Gla. Elle est essentiellement synthétisée par les ostéoblastes, cellules responsables de la formation de l’os. Tout comme pour la protéine MGP, seule la forme γ-carboxylée de la protéine BGP a la capacité de se fixer aux cristaux d’hydroxyapatite de la matrice osseuse. Le taux de protéine BGP décarboxylée dans le sérum est d’ailleurs un indicateur de la sévérité de l’ostéoporose chez les femmes après la ménopause (Szulc et al., 1996). Des souris déficientes en protéine BGP ne présentent pas de défaut de minéralisation de la matrice extracellulaire de l’os mais une augmentation de la masse osseuse. La fonction majeure de la BGP se limite à la formation osseuse sans altérer la résorption de l’os ni sa minéralisation (Ducy et al., 1996). 1.1.3 Les protéines transmembranaires Kulman et al ont découvert en 1997 l’existence de deux nouvelles PVKDs transmembranaires (Kulman et al., 1997) dont la fonction n’est pour le moment pas élucidée. Ces protéines possèdent un domaine intracellulaire riche en prolines, ainsi que des séquences PPXY (P pour la proline, X pour un acide aminé aléatoire et Y pour la tyrosine; motif de liaison aux domaines WW) et PPXP (domaine de liaison au domaine SH3) impliqués dans une multitude de voies de signalisation. Ces deux protéines de 23 et 17 kDa ont été appelées PRGP1 et PRGP2 pour «proline-rich γ-carboxyglutamic acid protein». Elles sont exprimées dans une variété de tissus extra-hépatiques, PRGP1 étant majoritairement exprimée dans la moelle épinière et PRGP2 dans la thyroïde. Ce même groupe a découvert par la suite deux autres protéines Gla tansmembranaires, nommées TMG3 et TMG4 pour «transmembrane Gla protein» (Kulman et al., 2001). L’analyse de leurs séquences a montré que ces protéines possédaient, tout comme les protéines PRGPs, un motif PPXY. Seule la protéine TMG4 possède un motif PPXP. Le domaine de γ-carboxylation de ces protéines se trouve au niveau extracellulaire. Les protéines TMG3 et TMG4, dont la fonction est actuellement inconnue, sont généralement exprimées de façon importante et variable dans les tissus adultes et fœtaux sans qu’aucune spécificité tissulaire ne soit clairement démontrée (Kulman et al., 2001).
1.1.4 Peptides neurotoxiques 14 1.1 Les protéines vitamine K-dépendantes Des peptides neurotoxiques γ-carboxylés, appelés conotoxines ont été isolés pour la première fois à partir d’escargots marins nommé Conus geographus (McIntosh et al., 1984). Ces peptides de 10 à 30 acides aminés sont utilisés par ces mollusques pour immobiliser leur proie. Ces peptides agissent sur différentes cibles. La conotoxine α cible les récepteurs nicotiniques des nerfs et des muscles, la conotoxine δ inhibe l’inactivation des canaux sodiques voltage-dépendants, la conotoxine Κ inhibe les canaux potassium, la conotoxine μ inhibe l’inactivation des canaux sodiques voltage-dépendants dans le muscle, la conotoxine ω inhibe les canaux calcium voltage-dépendants de type N (effet analgésique) (Brown et al., 2005; Janes, 2005). La majorité de ces peptides agissent sur des canaux ioniques ou encore sur des récepteurs ionotropiques. Ces peptides, en vertu de leur capacité à inhiber certains récepteurs nicotiniques, pourraient être utilisés dans le traitement symptomatique de certaines maladies neurodégénératives du système nerveux telle que la maladie d’Alzheimer (Tuppo and Arias, 2005). Conjugués à un marqueur approprié (rhodamine), ils permettent également de marquer des canaux sodiques neuronaux au niveau des cellules et d’en étudier la distribution. 1.1.5 Autres PVKDs La famille des protéines vitamine K-dépendantes regroupe peu de protéines mais s’agrandit de jour en jour. Des travaux récents montrent que certaines connexines, protéines structurales des jonctions communicantes, sont γ-carboxylées (Abdelmohsen et al., 2005; Locke et al., 2006). Pour le moment, aucune fonction n’est associée à cette modification. D’autres protéines vitamine K-dépendantes ont également été découvertes ces dernières années, c’est le cas de la périostine. Cette protéine, associée à la matrice extracellulaire et dont l’expression varie au cours du développement, serait notamment impliquée dans la physiologie de l’os, du cœur et lors de l’ontogenèse (Rios et al., 2005). Une étude montre qu’elle est γ-carboxylée, produite par des cellules mésenchymateuses dérivées de l’os et qu’elle est retrouvée dans des nodules osseux minéralisés in vitro (Coutu et al., 2008).
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1.1 Les <strong>protéines</strong> <strong>vitamine</strong> K-<strong>dépendantes</strong><br />
Ostéocalcine ou Bone G<strong>la</strong> protein (BGP)<br />
L’ostéocalcine est une protéine de 49 aci<strong>des</strong> aminés comportant trois résidus G<strong>la</strong>. Elle<br />
est essentiellement synthétisée par les ostéob<strong>la</strong>stes, cellules responsables de <strong>la</strong> formation de<br />
l’os. Tout comme pour <strong>la</strong> protéine MGP, seule <strong>la</strong> forme γ-carboxylée de <strong>la</strong> protéine BGP a <strong>la</strong><br />
capacité de se fixer aux cristaux d’hydroxyapatite de <strong>la</strong> matrice osseuse. Le taux de protéine<br />
BGP décarboxylée <strong>dans</strong> le sérum est d’ailleurs un indicateur de <strong>la</strong> sévérité de l’ostéoporose<br />
chez les femmes après <strong>la</strong> ménopause (Szulc et al., 1996). Des souris déficientes en protéine<br />
BGP ne présentent pas de défaut de minéralisation de <strong>la</strong> matrice extracellu<strong>la</strong>ire de l’os mais<br />
une augmentation de <strong>la</strong> masse osseuse. La fonction majeure de <strong>la</strong> BGP se limite à <strong>la</strong><br />
formation osseuse sans altérer <strong>la</strong> résorption de l’os ni sa minéralisation (Ducy et al., 1996).<br />
1.1.3 Les <strong>protéines</strong> transmembranaires<br />
Kulman et al ont découvert en 1997 l’existence de deux nouvelles PVKDs<br />
transmembranaires (Kulman et al., 1997) dont <strong>la</strong> fonction n’est pour le moment pas élucidée.<br />
Ces <strong>protéines</strong> possèdent un domaine intracellu<strong>la</strong>ire riche en prolines, ainsi que <strong>des</strong> séquences<br />
PPXY (P pour <strong>la</strong> proline, X pour un acide aminé aléatoire et Y pour <strong>la</strong> tyrosine; motif de<br />
liaison aux domaines WW) et PPXP (domaine de liaison au domaine SH3) impliqués <strong>dans</strong><br />
une multitude de voies de signalisation. Ces deux <strong>protéines</strong> de 23 et 17 kDa ont été appelées<br />
PRGP1 et PRGP2 pour «proline-rich γ-carboxyglutamic acid protein». Elles sont exprimées<br />
<strong>dans</strong> une variété de tissus extra-hépatiques, PRGP1 étant majoritairement exprimée <strong>dans</strong> <strong>la</strong><br />
moelle épinière et PRGP2 <strong>dans</strong> <strong>la</strong> thyroïde.<br />
Ce même groupe a découvert par <strong>la</strong> suite deux autres <strong>protéines</strong> G<strong>la</strong> tansmembranaires,<br />
nommées TMG3 et TMG4 pour «transmembrane G<strong>la</strong> protein» (Kulman et al., 2001).<br />
L’analyse de leurs séquences a montré que ces <strong>protéines</strong> possédaient, tout comme les<br />
<strong>protéines</strong> PRGPs, un motif PPXY. Seule <strong>la</strong> protéine TMG4 possède un motif PPXP. Le<br />
domaine de γ-carboxy<strong>la</strong>tion de ces <strong>protéines</strong> se trouve au niveau extracellu<strong>la</strong>ire. Les <strong>protéines</strong><br />
TMG3 et TMG4, dont <strong>la</strong> fonction est actuellement inconnue, sont généralement exprimées de<br />
façon importante et variable <strong>dans</strong> les tissus adultes et fœtaux sans qu’aucune spécificité<br />
tissu<strong>la</strong>ire ne soit c<strong>la</strong>irement démontrée (Kulman et al., 2001).