Constituants cellulaires
Cytosquelette : microtubules
MAP : protéines associées aux microtubules
MAP d'extrémité (+) : +TIPs
Vue d'ensemble et protéines EB

Protéines d’extrémité (+) : les +TIPs

Les +TIP combinent des domaines de reconnaissance structurés et des régions flexibles de liaison, leur permettant de suivre la croissance en temps réel et d’ajuster l’organisation locale de lextrémité (+) des microtubules.

1. Cette organisation confère une lecture dynamique de la coiffe GTP et garantit un suivi précis de l’allongement, même lorsque la coiffe fluctue.

• Les domaines CH (Calponin Homology) ou SxIP-EHB assurent une fixation sélective sur la géométrie GTP-like.
• Les régions désordonnées permettent un ajustement rapide aux microdéformations terminales.

2. La combinaison reconnaissance-flexibilité pilote la directionnalité et la stabilité.

• La fixation transitoire renforce l’extrémité en croissance, en maintenant un environnement GTP-like favorable à l’élongation.
• Leur capacité à recruter d’autres effecteurs, i.e. moteurs moléculaires, adaptateurs cortico-actiniques ou facteurs de sauvetage, garantit une intégration fine entre dynamique microtubulaire, polarité cellulaire et forces mécaniques locales.

Famille EB (EB1, EB2, EB3)

Les protéines EB (End-Binding proteins) constituent le module central de reconnaissance des extrémités (+) des microtubules et organisent l’assemblage dynamique des +TIPs en lisant directement la géométrie du lattice (GTP-like EB Family Proteins: Functions and Microtubule Interaction Mechanisms 2017).

Structure et membres des EB

1. Les protéines EB possèdent une architecture modulaire conservée.

a. EB1 contient (Mapping multivalency in the CLIP-170-EB1 microtubule plus-end complex 2019) :

• un domaine CH N-terminal responsable de la liaison au microtubule, qui reconnaît préférentiellement la géométrie rectiligne et légèrement comprimée du lattice GTP-like des extrémités (+),
• un domaine C-terminal (EBHD), permettant la formation de dimères fonctionnels, et comprenant un domaine de dimérisation distinct suivi d’un domaine EBH (EB homology domain) impliqué dans le recrutement des +TIPs.
• un motif C-terminal EEY, servant de site d’interaction pour les domaines CAP-Gly des +TIPs.

b. Cette organisation permet à EB de s’associer sélectivement aux microtubules en croissance rapide, sans interaction stable avec le lattice GDP (Mechanistic Origin of Microtubule Dynamic Instability and Its Modulation by EB Proteins 2015).

2. Les protéines EB fonctionnent comme capteurs géométriques de l’état de croissance.

a. En se liant à une courte région située juste en arrière de l’extrémité (+), correspondant à la coiffe GTP ou GTP-like, les protéines EB :

• marquent spatialement les microtubules en phase d’élongation,
• distinguent un état de croissance d’un état de déstabilisation,
• se dissocient quasi instantanément lors de la perte de cette géométrie, signalant l’entrée en catastrophe.

b. Ainsi, EB ne stabilise pas directement les microtubules, mais encode l’état structural de l’extrémité (+).

3. Selon les membres de la famille EB, les propriétés fonctionnelles et les contextes d’utilisation diffèrent, reflétant une spécialisation partielle adaptée aux types cellulaires et aux états physiologiques (Spatial positioning of EB family proteins at microtubule tips involves distinct nucleotide-dependent binding properties 2019).

a. EB1 joue un rôle central dans l’organisation du fuseau mitotique et dans les cellules prolifératives.

À ce niveau, EB1 participe également au recrutement de complexes spécialisés tels qu’Astrin-SKAP, impliqués dans la stabilisation des attachements kinétochoriens matures.

b. EB3 est particulièrement enrichie dans les neurones et les cellules hautement polarisées, où elle soutient la croissance directionnelle et la plasticité du réseau.

c. EB2 (MAPRE2) présente une affinité plus faible pour la coiffe GTP-like que EB1 et EB3, avec une distribution plus diffuse le long des microtubules.

Elle agit principalement comme modulateur de la signalisation EB-dépendante, atténuant le recrutement des +TIPs et ajustant finement la dynamique microtubulaire selon le contexte cellulaire.

Liaisons aux +TIPS

1. Les protéines EB constituent une plateforme transitoire d’assemblage des +TIPs.

a. La concentration locale d’EB à l’extrémité (+) permet :

• le recrutement coordonné de multiples +TIPs,
• l’organisation d’un front dynamique où s’intègrent des fonctions d’ancrage, de stabilisation ou d’élongation,
• une synchronisation temporelle entre croissance microtubulaire et réponses cellulaires locales.

b. Cette plateforme est par nature éphémère, strictement dépendante de la persistance de la géométrie GTP-like.

2. Les protéines EB recrutent les +TIPs par deux mécanismes moléculaires distincts et complémentaires, portés par des régions adjacentes de leur extrémité C-terminale (Plus-End-Tracking Proteins and Their Interactions at Microtubule Ends 2010).

a. Le domaine EBH (EB homology domain) est la voie principale de recrutement des +TIPs, formant une interface structurale conservée capable de reconnaître des motifs courts SxIP présents dans de nombreux +TIPs.

Ce mécanisme permet le recrutement de régulateurs majeurs de la dynamique microtubulaire, tels que CLASP1/2, SLAIN2 ou APC, impliqués dans la stabilisation, le sauvetage ou l’amplification de la croissance.

b. Le motif EEY, situé à l’extrémité C-terminale des protéines EB, est reconnu spécifiquement par les domaines CAP-Gly.

Ce mode d’interaction transitoire permet le recrutement direct de +TIPs, tels que CLIP-170 ou - p150^Glued (dynactine), et assure le couplage des extrémités (+) aux complexes moteurs ou aux structures corticales.

c. Les +TIPs peuvent atteindre l’extrémité (+) par diffusion cytosolique ou par transport moteur le long des microtubules.

Toutefois, leur enrichissement effectif et leur activité fonctionnelle dépendent de leur capture transitoire par la plateforme EB, strictement conditionnée par la persistance de la géométrie GTP-like de l’extrémité en croissance.

+TIP/ complexe	Mode acheminement dominant	Mode de capture à l'extrémité (+)	Interaction EB impliquée	Fonction principale
CLIP-170	Diffusion ± co-transport moteur	Capture transitoire	EEY-CAP-Gly	Ancrage cortical Couplage aux moteurs
CLASP1/ CLASP2	Diffusion	Capture EB-dépendante	Motifs SxIP- EBH	Prévention des catastrophes Sites de sauvetage
APC	Diffusion	Capture EB-dépendante	Motifs SxIP- EBH	Orientation, Stabilisation locale
SLAIN2	Diffusion	Capture EB-dépendante	Motifs SxIP- EBH	Adaptateur EB ↔ XMAP215/ch-TOG
XMAP215/ ch-TOG	Diffusion (secondairement recruté)	Recrutement indirect via SLAIN2	Indirect (via EB-SLAIN2)	Polymérase de tubuline
p150Glued (dynactine)	Transport moteur (dynéine)	Stabilisation à l'extrémité (+)	EEY-CAP-Gly	Traction corticale, Transport
LIS1	Transport moteur	Indirect (via dynéine/dynactine)	Indirect	Régulation de la force motrice
LL5α/β (plateforme)	Cortical (non +TIP strict)	Recrutement de +TIPs	Indirect via EB/CLASP	Organisation corticale des MT

3. La juxtaposition du domaine EBH et du motif EEY permet aux protéines EB d’agir comme organisateurs centraux du réseau +TIP, en combinant :

• des interactions CAP-Gly-dépendantes liées à l’ancrage et aux moteurs,
• des interactions SxIP-dépendantes impliquées dans la régulation fine de la dynamique des extrémités (+).

Remarque : bien qu’EB1 soit classée parmi les +TIPs, son association au lattice en croissance et son effet indirect sur la stabilité locale des microtubules expliquent sa présence dans les tableaux des MAP stabilisatrices.

+TIPs recrutés par les protéines EB