Signaux moléculaires de tri des protéines dans les cellules épithéliales : implication du domaine transmembranaire et des processus de maturation post-traductionnels

Molecular signals involved in protein sorting in epithelial cells : involvement of the transmem- brane domaine and of posttranslational processes

CJF-INSERM 96-07, Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, Faculté de Médecine Saint-Antoine, 27, rue de Chaligny, 75012 Paris.

Résumé

Le tri des protéines dans les cellules épithéliales représente le processus fondamental de la mise en place et du maintien de la polarité fonctionnelle des cellules épithéliales. Des processus nombreux et interdépendants sont mis en oeuvre pour réaliser ces étapes spécialisées du trafic intracellulaire. Les dernières données de la littérature sur les composantes de ces voies de trafic seront présentées et discutées dans la première partie de cet article. Les signaux portés par les protéines pour spécifier leur destination représentent l’un des éléments majeurs de l’adressage. Les signaux basolatéraux sont pour l’essentiel connus et relativement univoques, alors que les signaux apicaux sont quant à eux discutés et multiples en terme de nature moléculaire. Le cas des signaux portés par la dipeptidyl peptidase IV (DPP IV/CD26) est particulièrement intéressant à aborder, car cette protéine rejoint le pôle apical des cellules épithéliales selon des voies qui varient avec le type cellulaire considéré. Ces voies de trafic variables et complexes qui conduisent à des localisations temporaires de la DPP IV autres que la bordure en brosse apicale sont associées à des fonctions diverses : digestion enzymatique, liaison de protéines circulantes, interaction avec la matrice extracellulaire. Nous avons entrepris l’étude de ces signaux et nous décrirons ici le rôle potentiel de la glycosylation et celui du domaine transmembranaire dans l’adressage apical de la DPP IV, en insistant sur les capacités des différentes machineries cellulaires à interpréter ces signaux.

Abstract

Protein sorting in epithelial cells is the major event that drive the onset and the maintenance Of the functionnal cell polarity. A lot of interdependent steps are involved in protein sorting and targeting. Recent data describing the last resuits obtained in this field will be reviewed in the first part of this article. Molecular signais harbored by proteins to specify their destination are thought to be the driven force to sort given protein in a given pathway. The basolateral targeting signais so far identified are known for several years and are of the same nature, whereas apical targeting signals are still discussed and are of diverse molecular nature. Dipeptidyl peptidase IV (DPP IV/CD26) targeting signais have not been described so far and it will be interesting to study these signals, since the protein reach the apical membrane of epithelial cells through different pathways that strongly depend on the cell type considered. These different pathways result in DPP IV membrane localizations that may explain the multifunctional properties of DPP IV such as enzymatic digestion, interaction with extracellular matrix proteins, capture and transport of circulating proteins. We have undertaken the study of DPP IV molecular targeting signals and we will described here how the transmembrane domain and the glycosylation of the ectodomain may be involved in DPP IV apical targeting, with a special reference to the cell type specificity.