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Protéine kinases
Sérine/thréonine kinases
CaMII kinase (CaMKII) : vue d'ensemble et isoformes

$\ce{ATP + protéine-Ser/Thr}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{ADP + protéine-pSer/pThr}$

Vue d'ensemble des CaMKII

1. La CaMKII est une kinases très inhabituelle.

a. La CaMKII représente entre 1 et 2 % des protéines cérébrales, concurrencées uniquement par des protéines du cytosquelette (The molecular basis of CaMKII function in synaptic and behavioural memory 2002).

b. Elle s'autophosphoryle lors de l'activation par l'association Ca⁺⁺/calmoduline, ce qui soutient une action prolongée, même en l'absence de calcium et de calmoduline.

Ce processus à l'origine de processus de potentialisation à long terme (PLT), support de la mémoire et de l'apprentissage (NMDA receptors and memory encoding 2013).

2. Les différentes isoformes de CaMKII sont impliquées dans :

• l'homéostasie calcique,
• la sécrétion de neurotransmetteurs,
• la plasticité synaptique en particulier hippocampiques, i.e. mémoire et apprentissage (A Dynamic Model of Interactions of Ca2+, Calmodulin, and Catalytic Subunits of Ca2+/Calmodulin-Dependent Protein Kinase II 2010),
• la recapture du Ca⁺⁺ dans les cardiomyocytes (An Overview of the Role of Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinase in Cardiorenal Syndrome 2020).
• de nombreuses cascades de signalisation,
• le transport du chlore dans les épithéliums,
• l'immunité par la sélection des lymphocytes T4 et l'activation des lymphocytes tueurs TCD8,
• la régulation des facteurs de transcription.

3. De nombreuses pathologies sont liées à une mauvaise régulation de leurs actions :

• soit en hypo, par diminution de la potentialisation à long terme (PLT), comme la maladie d'Alzheimer ou le syndrome d'Angelman,
• soit en hypo ou en hyper dans les arythmies cardiaques.

Isoformes de CaMKII

La CaMKII s'assemble en une structure dodécamérique (12 sous-unités) et regroupe pas moins de 28 isoformes, les α et β prévalent dans le cerveau.

1. CaMKIIα (CAMK2A) est l'une des principales formes de CaMKII.

• Elle est localisée à la densité postsynaptique.
• Des études ont montré que les souris knock-out sans CaMKIIA démontrent une faible fréquence de LTP. De plus, ces souris ne forment pas de cellules stables et stables dans l'hippocampe.

2. CaMK2IIβ (CaMK2B) a un site d'autophosphorylation sur la T287.

• Elle fonctionne comme un module de ciblage ou d'amarrage.
• On trouve cinq variants d'épissage au niveau du cerveau : β, β6, βe, β'e, et β7. β6, et β7 ont été trouvées dans toutes les espèces.

Dans le cerveau antérieur, CaMKII se compose principalement de 9 sous-unités α et 3 β, alors que ce rapport est inversé dans le cervelet.

3. CaMKIIδ (CaMK2D) apparaît dans les neurones et les cellules non neuronales.

Elle est caractérisée en particulier dans de nombreuses cellules tumorales où son taux est faible (tumeurs pancréatiques, mammaires, leucémie…et autres).

4. CaMKIIγ (CaMK2G) est la kinase des cellules musculaires lisses.

Structure et fonctions de la CaMKII