Apoptose

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- Ce sont trois domaines qui peuvent être clivés et dont les sites de clivage sont importants pour l’activité protéasique.

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Classification

Il existe 14 caspases classées en 4 familles :

- Caspase avec un prodomaine long + domaine CARD (Caspase Recrutement Domaine) = domaine de recrutement des caspases. Ce sont des protéases activatrices des cytokines. Elles sont activées par clivage du prodomaine

- Caspases initiatrices (8,9) avec un prodomaine court possédant deux motifs : CARD et DED (Death Effector Domaine). Ces caspases sont activées par dimérisation. Les caspases initiatrices n’ont pas besoin d’être clivées pour être activées. La caspase 9 existe sous deux formes (mono ou dimérique). Le clivage s’effectue après dimérisation. Cette activation se fait au niveau de plateformes d’activation. Ces caspases activent les effectrices = point de non retour.

- Caspase effectrice : activé par clivage au niveau du domaine catalytique pour séparer les deux sous-unités. Elle peut exister sous forme de dimère et sous forme inactive.

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Mode d’activation des caspases

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La voie extrinsèque dite des récepteurs de mort

Cette voie est empruntée lors de l’élimination des cellules indésirables (cellule cancéreuse), lors de l’éducation du répertoire du système immunitaire = immunosurveillance.

Elle est activée par un stimulus activant les récepteurs de mort qui possède une seule traversée membranaires de la super famille des récepteurs aux TNF (Tumor Necrosis Factor) comme c’est le cas du récepteur Fas.

Ces récepteurs sont caractérisés par des domaines extracellulaires (riche en cystéine) avec un domaine intracytoplasmique que l’on appelle le DD = Death Domain. Ces récepteurs reçoivent des ligands (TNF, Fas ligand). L’apoptose peut être déclenchée suite à une intéraction cellule/cellule.

Le Fas ligand peut se fixer sur d’autres récepteurs = récepteurs Decoy (voie Leurre) sans domaine intracytoplasmique -> permet une régulation négative de l’apoptose par compétition.

Le Fas ligand se fixe sur son récepteur -> activation de la voie par ligand nécessitant au préalable une association des récepteurs Fas (au moins une trimérisation) ; association possible grâce à une région conservée = PLAD (Pre Ligand Assembly Domain) -> recrutement des protéines adaptatrices = FADD (Fas associated Death Domain) avec deux domaines : DD et DED -> intéraction homophilique entre DD du récepteur et DD du FADD et DED se lie aux procaspases initiatrices (caspase 8) -> dimérisation favorisée des procaspases -> clivage du prodomaine -> caspases effectrices (caspase 3).

La plateforme d’activation s’appelle le DISC avec la procaspase initiatrice + FADD + domaine intracytoplasmique du récepteur. « il peut y avoir une protéine intermédiaire qui se fixe sur le récepteur ».

[pic 2]

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La voie intrinsèque dite mitochondriale

Elle est initiée suite à l’exposition aux rayons ionisants, aux chimiothérapies, lors d’un défaut de duplication de l’ADN. La mitochondrie libère le premier facteur -> la membrane externe de la mitochondrie devient perméable -> libération du cytochrome c = facteur déclenchant -> intéraction avec d’autres facteurs qui intéragissent les uns avec les autres -> formation d’une plateforme d’activation = l’apoptosome -> active les caspases effectrices (caspase 3).

Le cytochrome c se lie à Apaf1 qui possède un domaine CARD (recrutement des caspases).

Stimulus apoptotique -> transformation de la mitochondrie -> cytochrome c se fixe sur apaf1 -> changement de conformation d’Apaf1 -> domaine CARD mieux exposé mais cela ne suffit pas : il faut une molécule d’ATP = réaction nécessitant de l’énergie -> CARD exposé -> Apaf1 s’oligomérise (7 sous unités ensemble) pour former un héptamère -> recrutement des caspases initiatrices (caspase9) par intéraction domine DED et CARD d’Apaf1 (intéraction hétérophilique) -> dimérisation 6> activation.

[pic 3]

[pic 4]

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La voie apoptotique indépendante des caspases

Elle fait intervenir la mitochondrie -> libération d’AIF (Apoptosis inducing Factor) = flavoprotéines avec une séquence d’adressage mitochondriale et nucléaire. AIF va dans le noyau -> dégradation par fragmentation de l’ADN et par association avec une endonucléase. AIF est nombreux chez métazoaires (plante, animaux, champignons) au contraire des caspases.

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Régulation de l’activité des caspases

Hsp 70 :

C’est une protéine chaperonne qui protège les cellules contre l’apoptose en inhibant l’activation de la caspase 9 sur l’apoptosome. L’apoptosome est formé mais la fixation d’Hsp70 se fait sur CARD d’Apaf1 = compétition avec le cytochrome c pour empêcher le recrutement de la procaspase 9.

FLIP :

C’est un analogue structural de la procaspase 8 dépourvu d’activité et recruté au niveau du DISC inhibant la voie des récepteurs de mort par compétition.

IAP : (Inhibitor Apoptosis Protéine) :

Cette protéine se fixe sur les caspases et inhibe leur activité.

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Les protéines de la famille Bcl-2.

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Classification / structure / fonction

C’est un gène trouvé suite à une translocation chromosomique de lymphome B entre le chromosome 14 (cassure au niveau de IgH) et le chromosome 18 (cassure au Bcl-2). Bcl-2 sera alors sous la dépendance du promoteur de l’IgH. Il y a surexpression de Bcl-2 dans les cellules qui n’entrent plus en apoptose. C’est une protéine anti-apoptotique. [pic 5]

C’est