Chantal GAUTHIER

1. Protéines chaperonnes et protéines partenaires impliquées dans la maturation et l'adressage membranaire de CFTR Chantal GAUTHIER

2. La mucoviscidose • Maladie génétique à transmission autosomique récessive. • Résulte de mutations dans le gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). • En 2005  > 1200 mutations dans le gène CFTR

3. Transport des ions anormal Dysfonctions observées dans la mucoviscidose voies respiratoires foie pancréas intestin grêle appareil reproducteur peau

4. 1989 1980 Découverte du gène impliqué dans la mucoviscidose (gène CF, chr 7q31) Les travaux de Paul Quinton mettent en évidence l’importance du transport chlorure dans la mucoviscidose Identification de la protéine (CFTR) et de ses mutations dans la maladie. Cystic FibrosisTransmembrane conductanceRegulator 1980 1989 1990 1936 1953

5. La mucoviscidose • Maladie génétique à transmission autosomique récessive. • Présence de mutations dans le gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). • En 2005 > 1200 mutations identifiées dans le gène CFTR

6. Cl- CFTR CFTR: canal chlorure localisé à la membrane apicale Pôle apical golgi RE noyau Pôle basolatéral

7. Structure de CFTR sites de glycosylation NBD1 NBD2 domaine R

8. S686 S790 S660 S700 S712 S753 T788 S795 S670 S737 S768 S813 Sites de phosphorylation de CFTR par la PKA et la PKC Sites de phosphorylation par la PKA Sites de phosphorylation par la PKC Vankeerberghen et al, J Cystic Fibrosis (2002)

9. CFTR : un canal chlore

10. Maturation de la protéine CFTR Bertrand et Frizzell, Am J Physiol (2003)

12. CFTR & protéines chaperonnes

13. Rôles des protéines chaperonnes • Conformation correcte des protéines(Martin et Hartl, 1994; Hartl et Martin, 1995) • Suppression de l'agrégation des protéines, réactivation des protéines dénaturées (Gething et Sambrook, 1992) • Translocation nucléaire (Shi et Thomas, 1992) • Élimination des manteaux de clathrine des vésicules (Ungewickell, 1985) • Import mitochondrial (Terada et al., 1995) • Ciblage de polypeptides vers les lysosomes pour la dégradation (Chiang et al., 1989; Terlecky et al., 1992) • Dégradation d'ARNm (Laroia et al., 1999) • Régulation de la réponse suite à un choc thermique (Lindquist, 1986)

14. Calnexine Hdj-2 Hsp90 Hsc70 Interactions CFTR - chaperonnes Lumière RE Membrane RE Cytosol La calnexine est une protéine de rétention de CFTR dans le réticulum endoplasmique. Elle se lie au CFTR portant une N-glycosylation caractéristique d’une conformation erronée. Hsc70, Hsp90 et calnexine ont des implications directes sur la maturation et le trafic de CFTR. Hsc70 avec Hdj-2 retient les protéines CFTR mal conformées dans le réticulum endoplasmique. Hsp90 augmente la stabilité de CFTR.

15. CFTR & protéines partenaires

16. Interactions de CFTR avec différentes protéines partenaires Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)

17. Protéines interagissant avec l’extrémité N-terminale de CFTR } Syntaxine 1A “Down-regulation” de la fonction de CFTR SNAP-23

18. Interactions de CFTR avec différentes protéines partenaires Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)

19. Domaines PDZ de CFTR PDZ = postsynaptic density-95 / disc large / zonula occludens-1

20. Protéines à domaines PDZ pouvant se lier à CFTR

21. Régulation de la maturation de CFTR par CAL CAL = CFTR-associated ligand Cheng et al., J Biol Chem (2002)

22. Régulation de CFTR par NHE-RF NHE-RF = Na+/H+ exchanger regulatory factor NHE-RF = EBP50 (ezrin-radixin-moesin binding protein 50kDa) Cheng et al., J Biol Chem (2002)

23. Régulation de CFTR par NHE-RF Moyer et al., J Biol Chem (2000)

24. Compétitivité entre NHE-RF et CAL R = protéine membranaire E = ezrine Guggino, Proc. Am. Thorac. Soc. (2004)

25. Interactions de CFTR avec différentes protéines partenaires Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)

26. Formation de complexes macromoléculaires par interaction de protéines à domaines PDZ Protéines du cytosquelette : ezrine Transporteurs : MRP Récepteurs : ß2-adrénergique Canaux ioniques :ROMK

27. Couplage du récepteur ß2-adrénergique à CFTR Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)

28. Complexes macromoléculaires Li and Naren, Pharmacol. Therap. (2005)

29. Mutations de la protéine CFTR

30. Classe IV Conductance réduite Classe III Régulation défectueuse Classe VI Présence à la membrane réduite Classe II Pas de maturation Classe I Pas de synthèse Classe V Quantité réduite Classe V Quantité réduite Différentes classes de mutations du gène CFTR

31. Conséquences des mutations du gène CFTR • Dysfonctionnement ou absence fonctionnelle du canal CFTR dans les membranes des cellules épithéliales • Réduction de la perméabilité des cellules aux ions chlore.

32. Mutation F508-CFTR • Mutation la plus fréquente (environ 90% des patients ont au moins 1 allèle F508). Classe II Pas de maturation CFTR-F508 • La protéine F508-CFTR conserve sa fonction de canal chlorure lorsqu’elle est adressée à la membrane apicale.

33. Structure de F508-CFTR

34. F508-CFTR 1% 99% dégradation RE Trafic de F508-CFTR wtCFTR 30% 70% dégradation RE

35. Remerciements U533, Nantes UMR 6187, Poitiers Florian BOSSARD Amal ROBAY Jean MEROT Gilles TOUMANIANTZ Frédéric BECQ