• Comportement du chien et
    du chat
  • Celui qui connait vraiment les animaux est par là même capable de comprendre pleinement le caractère unique de l'homme
    • Konrad Lorenz
  • Biologie, neurosciences et
    sciences en général
  •  Le but des sciences n'est pas d'ouvrir une porte à la sagesse infinie,
    mais de poser une limite à l'erreur infinie
    • La vie de Galilée de Bertold Brecht

Trafic vésiculaire
Adaptines

Sommaire
définition

Les adaptines (AP ou Adaptor Protein) sont une famille de complexes hétérotétramères apparentés qui fonctionnent comme des revêtements pour le tri des cargos de protéines membranaires intégrales dans le système endomembranaire.

  • Réseau d'interactions cargo/adaptateurs
    Réseau d'interactions cargo/adaptateurs
    (Figure : vetopsy.fr d'après Traub et Bonifacino)
    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.

Les adaptines sont hautement conservées et ont un ancêtre commun (First and last ancestors: reconstructing evolution of the endomembrane system with ESCRTs, vesicle coat proteins, and nuclear pore complexes 2009).

bien

Vous pouvez lire : Adaptins The Final Recount (2017) qui curieusement ne parle pas de AP-5.

Classification des adaptines

Les adaptines reconnaissent le récepteur par une séquence particulière de son domaine cytosolique qui est appelé peptide signal par lequel elles se lient à lui.

1. Ces adaptines sont des hétérotétramères (α, β, μ et σ), légérement différents suivant les AP.

Les mammifères possèdent cinq adaptines hétérotétramèriques, i.e. leur nombre varie suivant les auteurs (Adaptor protein complexes and intracellular transport 2014 et The Final Recount 2017) :

Remarque : nous avons pris le parti de les appeler AP suivi d'une barre et d'un chiffre, i.e. AP-2, plutôt que AP2.

Adaptines
Les cinq adaptines
(Figure : vetopsy.fr)

Les sous-domaines, suivant les AP, sont numérotés :

  • pour β, μ et σ pour toutes les AP
  • γ/α/δ/ε/ζ respectivement pour les AP-1 à -5.

2. Les AP-1, AP-2 et la plupart des AP-3 utilisent la clathrine comme manteau, alors que AP-4 et AP-5 sont indépendants de la clathrine (Forty Years of Clathrin-coated Vesicles 2015).

bien

La structure des AP est développée dans un chapitre spécial en prenant comme exemple l'AP-2, principal adaptateur de la membrane plasmique impliqué dans la formation de cages de clathrine lors de l'endocytose.

3. Nous pouvons rajouter les trois GGA (Golgi-localized γ-ear containing Arf binding), localisées dans le réseau trans-Golgi (TGN) et les endosomes, qui ne sont pas inclus dans les adaptines, mais dont le rôle est similaire (Regulation of cargo export and sorting at the trans-Golgi network 2019 et Cargo Sorting at the trans-Golgi Network for Shunting into Specific Transport Routes: Role of Arf Small G Proteins and Adaptor Complexes 2019).

Remarque : il y a bien d'autres adaptateurs pour la clathrine (loupe adaptateurs alternatifs).

Adaptine AP-1

1. Les hommes expriment :

  • deux adaptines γ (γ1 et γ2),
  • une β (β1),
  • deux μ (μ1A et μ1B),
  • trois ς (ς1A, ς1B et ς1C).

2. AP-1 :

3. Les sous-unités AP-1 sont exprimées dans tous les tissus et les cellules de mammifères, à l'exception de μ1B, qui est exclusivement exprimé dans les cellules épithéliales polarisées (μ1B, a novel adaptor medium chain expressed in polarized epithelial cells 1999).

Interactions clathrine-AP-2
Interactions clathrine-AP-2
(Figure : vetopsy.fr d'après Chen et coll)

L'importance fonctionnelle d'autres isoformes de la sous-unité AP-1 de mammifère (par exemple, γ2, ς1A, ς1B, ς1C) est inconnue.

Adaptine AP-2

1. Les hommes expriment :

  • deux adaptines α (α1 et α2), partageant 81 % d'identité et 88 % de similarité au niveau des acides aminés,
  • une β (β2),
  • une μ (μ2),
  • une ς (ς2).

2. AP-2 est localisée principalement au niveau de la membrane plasmique et joue un rôle important dans l'endocytose clathrine-dépendante.

Bien qu'il y ait moins d'isoformes de sous-unités AP-2 par rapport aux sous-unités AP-1, une diversité supplémentaire provient de l'épissage alternatif de certains ARNm.

bien

La structure de l'AP-2 est étudiée dans un chapitre spécial.

Adaptine AP-3

1. Les hommes expriment :

  • une adaptine δ,
  • deux β3 (β3A et β3B),
  • deux μ3 (μ3A et μ3B),
  • deux ς3 (ς3A et ς3B).

2. AP-3 :

Le recrutement de la clathrine n'est pas clair car la sous-unité β3 n'est pas concentrée dans les vésicules de clathrine du cerveau ou du foie (Forty Years of Clathrin-coated Vesicles 2015).

3. δ, β3A, μ3A, ς3A et ς3B sont exprimés de manière ubiquitaire, tandis que β3B et μ3B sont spécifiquement exprimés dans les neurones et les cellules neuroendocrines.

Liaison de YXXØ à μ2 et μ3A
Liaison de YXXØ à μ2 et μ3A
(Figure : vetopsy.fr d'après Mardones et coll)

4. AP-3 joue un rôle unique le tri des cargos vers les LRO Lysosome-Related Organelles).

bien

L'AP-3 est étudiée dans un chapitre spécial.

Adaptine AP-4

1. Les humains n'ont qu'un seul gène codant pour chacune des sous-unités d'adaptine ε, β4, μ4 et ς4 de l'AP-4.

Remarque : AP-1, AP-3 et AP-4 interviennent dans le trafic entre le réseau trans-Golgi (TGN) et les endosomes/lysosomes.

2. AP-4 :

AP-4 est impliquée dans (Bivalent Motif-Ear Interactions Mediate the Association of the Accessory Protein Tepsin with the AP-4 Adaptor Complex 2015) :

3. Les vésicules AP-1 et AP-3 par cellule sont 30 fois plus abondantes que les vésicules AP-4 (Adaptor Protein Complexes AP-4 and AP-5: New Players in Endosomal Trafficking and Progressive Spastic Paraplegia 2012).

  • La voie AP-4 est donc relativement mineure par rapport à celles de AP-1 et AP- dans le réseau trans-Golgi (TGN).
  • Cependant, elle paricipe au trafic d'un ensemble spécifique de protéines qui représentent collectivement une fraction mineure de toute la membrane cargaisons qui sortent du TGN.

Adaptine AP-5

1. Le complexe AP-5 semble être impliqué dans la dynamique endosomale (The Fifth Adaptor Protein Complex 2011).

  • Curieusement, le déficit en AP-5 est associé à une paraplégie spastique progressive, ce qui suggère que l'AP-5, comme l'AP-4, joue un rôle fondamental dans le développement neuronal et l'homéostasie.
  • Les parallèles phénotypiques inattendus entre les patients AP-4 et AP-5 peuvent à leur tour suggérer une relation fonctionnelle des deux AP dans le trafic des vésicules.
Expression de μ5 lors du développement du poulet
Expression de μ5 lors du développement du poulet
(Figure : vetopsy.fr d'après Hirst et coll)

2. AP-5 fonctionne dans une nouvelle étape de tri des endosomes tardifs, agissant comme une voie de secours pour le complexe rétromère (Role of the AP-5 adaptor protein complex in late endosome-to-Golgi retrieval 2018).

Lors de l'élimination de la sous-unité AP-5 ζ :

La sortiline pourrait agir comme un lien entre les protéines du Golgi et le complexe AP-5/SPG11/SPG15, ce qui expliquerait, lors de mutations, l'accumulation d'endo-lysosomes aberrants dans les cellules et le rôle du dysfonctionnement des endosomes/lysosomes dans la pathologie de la paraplégie spastique héréditaire et d'autres troubles neurodégénératifs.

Remarque : AP-5 possède un domaine LONGIN présent aussi chez certaines protéines SNARE.