PC7 : une protéase sécrétoire énigmatique ayant une fonction de sheddase et un ciblage cellulaire unique

De nombreuses protéines issues de la voie sécrétoire sont synthétisées sous la forme de précurseurs clivés à un site de reconnaissance spécifique afin d’être activés. Ces clivages sont, entre autres, effectués le long de la voie sécrétoire et/ou à la surface cellulaire par les proprotéines convertases (PCs). Ces dernières sont tout d’abord synthétisées sous forme de zymogène (pro) et par la suite clivées auto-catalytiquement dans le réticulum endoplasmique (RE). Cependant, le prodomaine reste attaché à la PC jusqu’à atteindre la destination intracellulaire adéquate où les PCs se séparent (PC7) ou bien subissent un second clivage pour se libérer du pro-segment (Furine). PC7 est le plus ancien et hautement conservé membre de la famille des PCs. Récemment, des tests sur le comportement de souris dépourvues de PC7 (KO PC7) ont montré que ces souris étaient en santé. Cependant, elles présentent un phénotype anxiolytique puisqu’elles sont moins stressées que les souris de type sauvage (WT). Au contraire des souris, la perte du gène PCSK7 chez le xénope et le poisson zèbre est létale. Finalement, l’action de protéase de PC7 sur les substrats est redondante avec d’autres PCs, à l’exception du récepteur humain de la transferrine 1 (hTfR1) qui est uniquement clivé par PC7 en une forme soluble (shTfR1). Afin de comprendre la biologie cellulaire de PC7, nous nous sommes concentrés sur son trafic cellulaire. Pour commencer nous avons délété son domaine transmembranaire (TM) et la queue cytosolique (CT) résultant d’une drastique réduction de l’activité de clivage de PC7 sur hTfR1 et appuyant ainsi l’importance de la localisation membranaire de PC7 via son activité TMCT. Les CT chez l’humain et le xénope ne montrent que 35 % d’homologie mais, ces deux espèces clivent hTfR1. Nous nous sommes donc concentrés sur le rôle des acides aminés (aa) conservés entre ces espèces en utilisant des mutagénèses dirigées contre ces aa. Les analyses de localisation subcellulaire par immunofluorescence ainsi que des résultats d’immuno-buvardage de type Western blot de PC7 et de ses mutants E719,721 et L725 de la CT ont mis en évidence l’importance de ces résidus pour l’activité de clivage de PC7 sur hTfR1. Une perte de L725 engendre une relocalisation majeure de PC7 à la surface cellulaire et résulte d’une perte drastique de son activité clivage tout comme la perte de charge de E719,721. Ainsi, nous avons démontré qu’un motif ExExxxL725 présent dans la CT régulait l’efficacité de clivage de PC7 sur hTfR1 dans les endosomes en affectant le transport subcellulaire de PC7 et/ou son recyclage au Trans-Golgi (TGN). Des études de résonance ii magnétique nucléaire (NMR) sur une séquence peptidique de 14 aa reproduisant la séquence composée du motif ExExxxL ou de son mutant ont révélé que les trois résidus étaient exposés sur un même plan. Le mutant montre, quant à lui, une courbure au niveau de ce motif. L’analyse de possibles partenaires au motif ExExxxL nous a permis d’identifier la protéine adaptatrice 2 (AP-2) comme nouveau régulateur de transport et conséquemment d’activité de clivage de PC7. De récentes données en immunocytochimie montrèrent que PC7 mature semble se séparer de son pro-segment à la surface cellulaire. Cependant, aucune activité de clivage de PC7 n’a été montré à la surface. Il est possible que la forme mature et/ou le pro-segment soient liés en surface à des facteurs de régulation. Une éventualité est que la protéine Cab45 se liant au calcium et connue pour transporter les protéines du TGN à la surface, puisse intervenir dans l’activation/régulation de PC7. Plus précisément, Cab45 pourrait réguler le transport et/ou l’activité de PC7 en prévenant la séparation de PC7 de son pro-segment. Nos résultats préliminaires montrent qu’une surexpression de Cab45 réduit de près de 50% l’activité de PC7 sur hTfR1 sans affecter la localisation de hTfR1.

Keyphrases: proprotéine convertase type 7 (PC7), proprotéine convertase subtilisine/kéxine type 7 (PCSK7), transferrine récepteur 1 (TfR1), queue cytosolique, protéine adaptatrice 2 (AP-2), clivage, trafic