Elles engagent et accumulent des cargos sur une membrane source en se liant aux signaux de tri situés dans les domaines cytoplasmiques du cargo.
Elles recrutent une couche externe et/ou d'autres protéines accessoires pour générer des transporteurs qui facilitent la livraison du cargo à sa destination.
La protéine adaptatrice AP-2 est un hétérotétramère constitué de sous-unités α, β2, µ2 et σ2 qui fonctionne comme un adaptateur de la clathrine :
Réseau d'interactions cargo/adaptateurs
(Figure : vetopsy.fr d'après Traub et Bonifacino)
AP-2 recrute les cargos, via leurs signaux peptidiques, vers les vésicules.
1. Deux grandes sous-unités (α et β2 de 100 kDa) sont formés par :
un domaine N-terminal qui se lie avec la moyenne (μ2) et la petite sous-unité (σ2) pour former le corps de l'adaptine,
un domaine moyen ayant un rôle de charnière (hinge),
un domaine C-terminal, l'appendice ou l''oreille, relié au noyau par l'intermédiaire d'un long segment flexible qui interagit avec la clathrine, diverses adaptines ou des protéines accessoires (cf. figure).
Remarque : n'oubliez pas que la sous-unité α de AP-2 est appelé γ//δ/ε/ζ pour les AP-1, AP-3, AP-4 et AP-5.
2. Les appendices des sous-unités α et β2 d'AP-2 partagent une structure bilobée similaire, chacun consistant en un sous-domaine dit sandwich N-terminal attaché à un sous-domaine dit plate-forme C-terminal.
Chaque sous-domaine de chaque appendice contient une surface d'interaction distincte pour la liaison au partenaire protéique, i.e. une seule molécule AP-2 possède 4 sites de liaison séparés.
La spécificité pour chaque site est conférée par des motifs d'interaction courts qui sont caractérisés par des chaînes latérales aromatiques.
Interactions clathrine-AP-2
(Figure : vetopsy.fr d'après Chen et coll)
Remarque : le noyau (ou coeur) est formé par toutes les sous-unités, exceptés les appendices. Les EAP (Endocytic Accessory Proteins) sont les protéines accessoires de l'endocytose
Interactions de α
1. La sous-unité α interagit avec les motifs DP[F/W], FxDxF et Wxx[FW]x[DE] et [D/E]xxL[L/I] du cargo.
à la clathrine (domaine C-terminal de la chaîne lourde) par 2 séquences LΦxΦD/E (boîtes à clathrine ou CBM : Clathrin-Binding Motif) chez les mammifères (leucine, Φ - acide aminé hydrophobe - et x - acide aminé polaire - D/E en dernier) qui sont situées une sur sa charnière et une autre sur son oreille,
Plus généralement, les protéines CLASP (CLathrin Associated Sorting Proteins ou protéines de tri associées à la clathrine) élargissent le répertoire de cargos endocytaires triées dans des vésicules recouvertes de clathrine au-delà des protéines transmembranaires qui se lient physiquement à l'adaptateur AP-2.
Motifs des appendices α2 et β2
(Figure : vetopsy.fr d'après Smith et coll)
2. Les LDL et les GPCR sont internalisés par l'ARH et les β-arrestines, respectivement, qui se lient à la plate-forme de l'appendice AP-2, via un motif α-hélicoïdal [D/E]x1-2Fxx[F/L]xxxR, motif également présent et fonctionnel dans les epsines ( internalisation des GPCR).
Sous-unité moyenne : μ2
Structure
Recrutement de l'AP-2
(Figure : vetopsy.fr)
1. La sous-unité moyenne (μ2 de 47-50 kDa) possède :
un domaine N-terminal qui contribue au corps de l'adaptine avec α, β2 et σ2,
un domaine C-terminal qui reconnait le peptide signal du récepteur.
2. Le peptide signal est une séquence particulière du domaine cytosolique du récepteur qui se lie au domaine C-terminal de la sous-unité μ, pour l'intégration dans le puits de clathrine et peut Sigdifférer selon les cas.
YxxΦ (signal tyrosine), où l'acide aminé x polaire est spécifique pour l'adaptine et Φ est un acide aminé hydrophobe.
3. Toutefois, l'interaction entre les sous-unités C-terminale de μ2 et β2 (conformation fermée) masque le motif YxxΦ de reconnaissance du récepteur et AP-2 montre une faible affinité pour le cargo et la membrane.
Elle se fixe sur l'oreille de la sous-unité α, ce qui multiplie par 100 son affinité pour le cargo et la membrane.
Cette phosphorylation provoque un changement conformationnel de μ2 (rotation de 129° autour de son grand axe et translation de 39 Å - la moitié de sa longueur -, par rapport a son domaine N-terminal) qui expose le motif de liaison YxxΦ.
Ce domaine se lie aussi à 2 PI(4,5)P2 ou PIP2 pour laisser le motif exposé.
Cette phosphorylation est très fortement stimulée par la clathrine.
2. L'auxilline/GAK, protéines homologues, i.e. cyclin G–Associated kinase ubiquiste et auxilline purement cérébrale, peut aussi intervenir dans le processus d'endocytose chez les mammifères, bien qu'elle est aussi d'autres rôles.
L'auxilline/GAK est étudiée dans un chapitre spécial.
Le réaménagement structurel de l'AP-2 rend coplanaires les 4 liaisons PIP2 [phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate ou PtdIns(4,5)P2] et les deux motifs de liaison endocytaires pour faciliter faciliter les interactions avec la membrane et le cargo.