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Thèse mucoviscidose 1
Environ 25% du génome humain codent pour des protéines associées à la membrane
plasmique. Ces protéines peuvent être soit périphériques soit transmembranaires (FIGURE
I1).
Les canaux et les transporteurs constituent les deux principales catégories de protéines
transmembranaires. Ils assurent et régulent le mouvement moléculaire à travers la bicouche
lipidique,flux nécessaire à l’homéostasie cellulaire.
Dans la catégorie des transporteurs, on trouve la plus grande famille de protéines
transmembranaires: les transporteurs ABC (pour ATP Binding Cassette).
FIGURE I1: Schéma représentant la disposition des protéines membranaires par rapport à la
membrane plasmique. Cette membrane est organisée en bicouche lipidique. Les phospholipides
sontreprésentés en rouge et orange (tête polaire en rouge et corps hydrophobe en orange), le
cholestérol en jaune, les différents types de protéines en bleu et les glycolipides en vert.
VII. LA SUPERFAMILLE DES TRANSPORTEURS ABC
A. GÉNÉRALITÉS
Les transporteurs ABC sont retrouvés en grand nombre dans toutes les espèces. Ce sont
des protéines transmembranaires impliquées dans le transport actif demolécules à travers les
membranes biologiques. Globalement, leur particularité est de coupler l’énergie libérée par la
fixation et l’hydrolyse d’ATP directement au transport de molécules contre leur gradient de
concentration [Higgins C.F., 1992]. Ces protéines représentent l’une des plus grandes familles
de transporteurs transmembranaires identifiés chez les procaryotes et les eucaryotesinférieurs
et supérieurs, et dont les membres semblent dériver d’un seul ancêtre commun [Higgins C.F.
et al., 1986]. A ce jour, 69 transporteurs ABC ont été découverts chez E. coli, ce qui
représente environ 5% de la partie codante de son génome [Linton K.J. & Higgins C.F.,
1998], 28 chez Saccharomyces, 58 chez Caenorhabditis, 51 chez Drosophila, 129 chez
Arabidopsis et environ 50 chezl’Homme [Linton K.J., 2007].
tel-00363323, version 1 - 22 Feb 2009Introduction
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Les transporteurs ABC sont impliqués dans le transport d’une grande variété de substances
biologiques (peptides, hormones, sucres, nucléotides, ions,…) et toxiques (métaux lourds,
drogues,…). Leur implication dans de nombreuses maladies chez l’Homme et dans les
processus de détoxication cellulaire, leura conféré une grande importance parmi les protéines
membranaires [Dean M. et al., 2001a & b].
B. LE TRANSPORTEUR ABC TYPIQUE : UNE
ORGANISATION STRUCTURALE COMMUNE
Le transporteur ABC typique est composé de plusieurs domaines associés à la membrane
plasmique (FIGURE I2). Deux de ces domaines sont très hydrophobes et sont constitués dans
la plupart des cas de six segmentstransmembranaires [Higgins C.F., 1992]. Ils sont appelés
domaines transmembranaires (TMDs pour TransMembrane Domains). Les deux autres
domaines sont localisés à la périphérie de la membrane, fixent l’ATP et couplent son
hydrolyse au processus de transport [Higgins C.F., 1992]. Ils sont appelés domaines de liaison
aux nucléotides (NBDs pour Nucleotide Binding Domains) et ont été très conservés aucours
de l’évolution [Higgins C.F. et al., 1986]. En effet, les différents gènes sont classés ou non
dans la superfamille des transporteurs ABC en fonction de l’identité de séquence et de
l’organisation des NBDs [Higgins C.F. et al., 1986].
Chez les procaryotes, les domaines des transporteurs ABC sont codés par des gènes
individuels et exprimés en polypeptides séparés qui doivent par lasuite s’assembler pour
donner naissance à une protéine fonctionnelle. Au contraire, chez les eucaryotes et en
particulier chez l’Homme, un seul gène peut coder pour des polypeptides possédant plusieurs
de ces domaines [Hyde S.C. et al., 1990 ; Higgins C.F., 1992]. A l’exception de quelques
rares cas, l’unité minimale fonctionnelle pour un transporteur ABC est deux TMDs et deux...
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