Palmitylation

La palmitylation est la formation d'une liaison covalente entre un acide gras, comme l'acide palmitique, et un résidu de cystéine, moins fréquemment de sérine ou de thréonine, généralement sur une protéine membranaire[1]. La palmitylation peut se produire sur quasiment tous les résidus de cystéine hormis ceux de l'extrémité N-terminale, et sa fonction précise varie selon la protéine considérée.

Lors de la palmitylation, un groupe palmityl (dérivé de l'acide palmitique, figuré ci-dessus) est ajouté à un résidu d'acide aminé d'une protéine, le plus souvent membranaire.

La palmitylation augmente l'hydrophobicité des protéines et contribue à leur association à la membrane. La palmitylation semble aussi jouer un rôle significatif dans le trafic subcellulaire des protéines entre les différents compartiments cellulaires[2], comme dans la modulation d'interactions protéine-protéine[3]. Contrairement à la prénylation et la myristoylation, la palmitylation est généralement réversible, car la liaison entre l'acide palmitique et la protéine est souvent une liaison thioester. La réaction inverse est catalysée par une palmitoyl-protéine thioestérase (en). Parce que la palmitylation est une modification post-traductionnelle dynamique, on pense qu'elle est employée par la cellule pour modifier la localisation subcellulaire, les interactions protéine-protéine ou les capacités de liaison des protéines.

Un exemple de protéine qui subit une palmitylation est l'hémagglutinine, une glycoprotéine membranaire utilisée par le virus de la grippe pour de lier aux récepteurs de la cellule hôte[4]. Les cycles de palmitylation d'une grande variété d'enzymes ont été caractérisés au cours des années 2010, incluant H-Ras, Gsα, le récepteur adrénergique-β2, et l'oxyde nitrique synthase de l'endothélium (eNOS). Un autre exemple est la protéine de signalisation Wnt, qui est modifiée par l'ajout d'un groupe palmityle sur un résidu de sérine. C'est un type d' O-acylation qui est assuré par une O-acyltransférase liée à la membrane[5]. Lors de la transduction du signal via des proteines G, la palmitylation de la sous-unité α, la prénylation de la sous-unité γ, et la myristoylation participent à la fixation de la protéine G sur la face interne de la membrane plasmique, de sorte que la protéine G interagisse avec son récepteur[6].

La palmitylation dans la plasticité synaptique

Les scientifiques ont pu évaluer l'importance de la fixation de longues chaînes hydrophobes à des protéines spécifiques des voies de signalisation cellulaire. Un bon exemple de son importance est dans la concentration des protéines dans les synapses. Un médiateur majeur de regroupement des protéines dans la synapse est la protéine de densité post-synaptique (95 kDa) : la protéine PSD-95. Quand cette protéine est palmitylée, elle est localisée sur la membrane. Cette restriction à la membrane lui permet de se lier et de concentrer les canaux ioniques dans la membrane postsynaptique. En outre, dans le neurone présynaptique, la palmitylation de SNAP-25 permet au complexe SNARE de se dissocier lors de la fusion de vésicules. Cela montre le rôle de la palmitylation dans la régulation de la libération de neurotransmetteurs[7].

La palmitylation de la delta-caténine semble coordonner les changements activité-dépendance dans les molécules synaptiques d'adhérence, la structure des synapses, et la localisation de récepteurs qui sont impliqués dans la formation de la mémoire[8].

Notes et références

Linder, M.
Rocks O, Peyker A, Kahms M, Verveer PJ, Koerner C, Lumbierres M, Kuhlmann J, Waldmann H, Wittinghofer A, Bastiaens PI, « An acylation cycle regulates localization and activity of palmitoylated Ras isoforms », Science, vol. 307, n^o 5716,‎ 2005, p. 1746–1752 (PMID 15705808, DOI 10.1126/science.1105654)
Basu, J., "Protein palmitoylation and dynamic modulation of protein function, " Current Science, Vol. 87, No. 2, p. 212-17 (25 July 2004), http://www.ias.ac.in/currsci/jul252004/contents.htm
influenza viruses, the encyclopedia of virology, http://www.sciencedirect.com/science?
Takada R, Satomi Y, Kurata T, Ueno N, Norioka S, Kondoh H, Takao T, Takada S., « Monounsaturated fatty acid modification of Wnt protein: its role in Wnt secretion », Dev Cell, vol. 11, n^o 6,‎ 2006, p. 791–801 (PMID 17141155, DOI 10.1016/j.devcel.2006.10.003)
MA Wall, Coleman, DE, Lee, E, Iñiguez-Lluhi, JA, Posner, BA, Gilman, AG et Sprang, SR, « The structure of the G protein heterotrimer Gi alpha 1 beta 1 gamma 2. », Cell, vol. 83, n^o 6,‎ 15 décembre 1995, p. 1047–58 (PMID 8521505, DOI 10.1016/0092-8674(95)90220-1)
"Molecular Mechanisms of Synaptogenesis."
Brigidi GS, Sun Y, Beccano-Kelly D, Pitman K, Jobasser M, Borgland S L, Milnerwood A J, Bamji S X, « Palmitoylation of [delta]-catenin by DHHC5 mediates activity-induced synapse plasticity », Nature Neuroscience, vol. 17,‎ 23 janvier 2014, p. 522–532 (DOI 10.1038/nn.3657)

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Palmitoylation » (voir la liste des auteurs).

Liens externes

Smotrys J, Linder A, « Palmitoylation of Intracellular Signaling Proteins: Regulation and Function », Annu Rev Biochem, vol. 73,‎ 2004, p. 559–87 (PMID 15189153, DOI 10.1146/annurev.biochem.73.011303.073954, lire en ligne)
Resh, M. (2006) "Palmitoylation of Ligands, Receptors, and Intracellular Signaling Molecules". Sci STK. 359 October 31.
Linder M, Deschenes R, « Palmitoylation: policing protein stability and traffic », Nature, vol. 8,‎ 2007, p. 74–84 (PMID 17183362, DOI 10.1038/nrm2084)

SwissPalm.org - Protein S-palmitoylation database.
CSS-Palm - Palmitoylation Site Prediction with a Clustering and Scoring Strategy
CKSAAP-Palm

Voir aussi

Portail de la biologie cellulaire et moléculaire

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[1] Linder, M.

[2] Rocks O, Peyker A, Kahms M, Verveer PJ, Koerner C, Lumbierres M, Kuhlmann J, Waldmann H, Wittinghofer A, Bastiaens PI, « An acylation cycle regulates localization and activity of palmitoylated Ras isoforms », Science, vol. 307, n^o 5716,‎ 2005, p. 1746–1752 (PMID 15705808, DOI 10.1126/science.1105654)

[3] Basu, J., "Protein palmitoylation and dynamic modulation of protein function, " Current Science, Vol. 87, No. 2, p. 212-17 (25 July 2004), http://www.ias.ac.in/currsci/jul252004/contents.htm

[4] uenza viruses, the encyclopedia of virology, http://www.sciencedirect.com/science?

[5] Takada R, Satomi Y, Kurata T, Ueno N, Norioka S, Kondoh H, Takao T, Takada S., « Monounsaturated fatty acid modification of Wnt protein: its role in Wnt secretion », Dev Cell, vol. 11, n^o 6,‎ 2006, p. 791–801 (PMID 17141155, DOI 10.1016/j.devcel.2006.10.003)

[6] MA Wall, Coleman, DE, Lee, E, Iñiguez-Lluhi, JA, Posner, BA, Gilman, AG et Sprang, SR, « The structure of the G protein heterotrimer Gi alpha 1 beta 1 gamma 2. », Cell, vol. 83, n^o 6,‎ 15 décembre 1995, p. 1047–58 (PMID 8521505, DOI 10.1016/0092-8674(95)90220-1)

[7] "Molecular Mechanisms of Synaptogenesis."

[8] Brigidi GS, Sun Y, Beccano-Kelly D, Pitman K, Jobasser M, Borgland S L, Milnerwood A J, Bamji S X, « Palmitoylation of [delta]-catenin by DHHC5 mediates activity-induced synapse plasticity », Nature Neuroscience, vol. 17,‎ 23 janvier 2014, p. 522–532 (DOI 10.1038/nn.3657)