Scramblase

Scramblase Proteinová doména
Pfam PF03803
Klan Pfam CL0395
InterPro IPR005552

Scramblase je membránový protein zodpovědný za translokaci fosfolipidů mezi dvěma vrstvami lipidové dvojvrstvy části buněčné membrány . Vnitřní leták lipidové dvojvrstvy, který je obrácen k cytoplazmě , obsahuje negativně nabité amino-fosfolipidy a fosfatidylethanolaminy  ; vnější leták, který je obrácen k extracelulárnímu médiu , obsahuje fosfatidylcholiny a sfingomyeliny  : scramblasy podporují výměnu negativně nabitých fosfolipidů mezi dvěma letáky lipidové dvojvrstvy. Jejich aktivita závisí na přítomnosti iontů vápníku Ca 2+ .

U lidí tvoří fosfolipidové scramblasy (PLSCR) rodinu pěti homologních proteinů nazývaných hPLSCR1 až hPLSCR5. Liší se jak od flippáz, tak od floppáz, tyto proteiny tvoří společně se scramblasami tři různé skupiny fosfolipidových transportních enzymů. Scramblasy hPLSCR1, hPLSCR3 a hPLSCR4 jsou exprimovány v široké škále tkání , zatímco scramblasa hPLSCR2 je omezena na varlata . Scramblasa hPLSCR4 není exprimována v lymfocytech periferní krve  (en) ( buňka B , NK a T ) a hPLSCR3 scramblasa nebyla detekována v mozku . Funkční význam tohoto diferencovaného výrazu však dosud není objasněn. HPLSCR5 scramblasa byla identifikována prostřednictvím svého genu a své messengerové RNA , ale pozorování odpovídajícího proteinu nebylo v literatuře publikováno.

Struktura a fyziologické funkce

Cramblases obsahují konzervovanou oblast s 12-vláknovým β-barelem obklopujícím centrální α-šroubovici . Tato struktura je podobná struktuře proteinu tubby  (en) . Všechny scramblases obsahují EF- typu Ca 2+ iontů vazebnou doménu, která pravděpodobně hraje roli v aktivaci enzymu vápníku. Naproti tomu aktivita scramblas nevyžaduje energii, což znamená, že nevyžaduje souběžnou hydrolýzu molekul ATP .

Enzymatická aktivita scramblasů závisí na koncentraci vápníku uvnitř buňky. Za normálních podmínek je tato koncentrace velmi nízká, takže scramblasy nejsou příliš aktivní. Redistribuce fosfolipidů je vyvolána zvýšenou hladinou vápníku v cytosolu a zdá se, že závisí na aktivitě scramblasy, což vede k symetrické distribuci negativně nabitých fosfolipidů mezi dvěma letáky lipidové dvojvrstvy.

Scramblases jsou proteiny bohaté na prolin , která má navíc mnoho sulfhydrylovou skupinu -SH funkční skupiny na cysteinových zbytků , které jsou náchylné ke změně. Oxidace se nitrosylace a blokování těchto sulfhydrylové skupiny zvyšovat enzymatickou aktivitu scramblases. Pacienti se srpkovitou anémií mají zlomek erytrocytů s aberantním zvýšením expozice fosfatidylserinům na jejich povrchu. Jelikož jsou erytrocyty těchto pacientů vystaveny zvýšenému oxidačnímu stresu , je pravděpodobné, že zvýšená aktivita scramblas hraje roli v etiologii onemocnění, alespoň na zvířecím modelu .

Kromě toho je dobře známo, že reaktivní deriváty kyslíku a intracelulární toky Ca 2+ mění mitochondrie na počátku apoptózy . Změny v sulfhydrylových skupinách na hPLSCR3 scramblasách mitochondrií během apoptózy mohou být klíčovým regulačním režimem pro spuštění procesů vnitřní apoptózy.

Poznámky a odkazy

  1. (in) Santosh Kumar Sahu, Sathyanaaraayana Gummadi N., N. Gopala Krishna a Manoj Aradhyam , „  Fosfolipidové scramblasy: přehled  “ , Archives of Biochemistry and Biophysics , sv.  462, n o  1, červen 2007, str.  103-114 ( PMID  17481571 , DOI  10.1016 / j.abb.2007.04.002 , číst online )
  2. (in) Německo Zwaal P. Comfurius a EM Bevers , „  Povrchová expozice fosfatidylserinu v patologických buňkách  “ , Cellular and Molecular Life Sciences , sv.  62, n o  9, Květen 2005, str.  971-988 ( PMID  15761668 , DOI  10,1007% 2Fs00018-005-4527-3 , číst online )
  3. (in) Peter J. Sims a Therese Wiedmer , „  Rozluštění záhad fosfolipidového kódování  “ , Trombóza a hemostáza , sv.  86, n o  1, Červenec 2001, str.  266-275 ( PMID  11487015 , DOI  10.1055 / s-0037-1616224 , číst online )
  4. (in) Philip F. Devaux, Andreas Herrmann, Ohlwein Nina a Michael M. Kozlov , „  How can modu lipid flippases membrane structure  “ , Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes , sv.  1778, n os  7-8, Červenec-srpen 2008, str.  1591-1600 ( PMID  18439418 , DOI  10.1016 / j.bbamem.2008.03.007 , číst online )
  5. (in) Therese Wiedmer, Quansheng Zhou, Y. Kwoh Deborah a Peter J. Sims , „  Identifikace tří nových členů genové rodiny fosfolipidové scramblázy  “ , Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes , sv.  1467, n o  1, 31. července 2000, str.  244-253 ( PMID  10930526 , DOI  10.1016 / S0005-2736 (00) 00236-4 , číst online )
  6. (in) Alex Bateman, Robert D. Finn, Peter J. Sims, Therese Wiedmer Andreas Biegert a Johannes Söding , „  Fosfolipidové scramblasy a tubby podobné proteiny patří do nové nadrodiny transkripčních faktorů vázaných na membránu  “ , Bioinformatics , sv.  25, n O  2 15. ledna 2009, str.  159-162 ( PMID  19010806 , PMCID  2639001 , DOI  10,1093 / Bioinformatika / btn595 , číst on-line )
  7. (in) Leslie S. Kean, Laura E. Brown, J. Wylie Nichols Narla Mohandas, David R. Archer a Lewis L. Hsu , „  Srovnání mechanismů anémie u myší se srpkovitou anémií a β-thalassemií: periferní destrukce , neúčinná erytropoéza a expozice fosfatidylserinu zprostředkovaná fosfolipidovou scramblázou  “ , Experimental Hematology , sv.  30, n o  5, Květen 2002, str.  394-402 ( PMID  12031645 , DOI  10.1016 / S0301-472X (02) 00780-4 , číst online )
  8. (in) Kitty Jong a Frans A. Kuypers , „  změny sulphydrylu mění aktivitu scramblasy u srpkovité choroby myší  “ , British Journal of Hematology , sv.  133, n O  4, Květen 2006, str.  427-432 ( PMID  16643451 , DOI  10.1111 / j.1365-2141.2006.06045.x , číst online )
  9. (in) Jihua Liu Qiang Dai, Jun Chen, David Durrant, Angela Freeman, Tong Liu, Douglas Grossman a Ray Lee , „  Phospholipid scramblase 3 Controls Mitochondrial Structure, Function, and Apoptotic Response  “ , Molecular Cancer Research , sv.  1, n O  12, Říjen 2003, str.  892-902 ( PMID  14573790 , číst online )
  10. (in) Jihua Liu Jun Chen, Qiang Dai a Ray Lee , „  Fosfolipidová scramblasa 3 je cílem apoptózy indukované mitochondriální protein kinázou C δ  “ , Cancer Research , sv.  63, n O  6, Březen 2003, str.  1153-1156 ( PMID  12649167 , číst online )