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Production de domaines recombinants PRODH en vue de l'analyse structurale & Caractérisation de la région 51-160 de la protéine KIN17 humaine par RMN et Modélisation Moléculaire


par Ludovic Carlier
Université de Rouen - Doctorat de biologie structurale 2006
Dans la categorie: Biologie et Médecine
   
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1.2) Hypothèses sur les partenaires biologiques de PRODH chez les

organismes eucaryotes.

Bien que toutes les enzymes intervenant dans le catabolisme de la proline aient été identifiées, la littérature fait état de très peu de données fonctionnelles concernant les modes d'action et de régulation des proline déshydrogénases eucaryotes. En effet, cette enzyme responsable de la première étape de la dégradation de la proline en glutamate a fait l'objet de peu d'études à l'échelle de la protéine chez les organismes eucaryotes. Ceci pourrait en partie être expliqué par les difficultés qui ont été rencontrées pour extraire une quantité suffisante d'enzyme PRODH soluble et biologiquement active à partir de mitochondries (Johnson & Strecker, 1962 ; Brosemer & Veerabhadrappa, 1965 ; Brunner & Neupert, 1969)

La présence de la proline oxydase (ou déshydrogénase) a été détectée pour la première fois dans des mitochondries de foie de rat (Johnson & Strecker, 1962) à partir d'un test d'activité qui repose sur la réactivité spécifique du produit P5C avec l'O-aminobenzaldéhyde (Strecker, 1960). Les méthodes d'extraction de protéines mitochondriales, réalisées avec des successions de gradient de sucrose et d'ultracentrifugation, ont révélé que cette protéine appartient à la matrice mitochondriale et qu'elle est fortement liée à la membrane interne (Brunner & Neupert, 1969). D'autre part, il a été montré que l'activité enzymatique de PRODH nécessite la présence de dioxygène et d'un accepteur d'électrons de type cytochrome

c ou ubiquinone (Johnson & Strecker, 1962 ; Erecinska, 1965), qu'elle est inhibée par le KCN

et l'antimycine A (Brosemer & Veerabhadrappa, 1965), et qu'elle est indépendante en dinucléotide de type NAD+ ou NADP+ (Kramar, 1967). Toutes ces caractéristiques suggèrent

que la proline déshydrogénase eucaryote est une flavoenzyme (c'est-à-dire une enzyme de cofacteur flavinique FAD ou FMN) qui intervient dans la chaîne respiratoire de la mitochondrie via un accepteur d'électrons de la membrane interne. Cependant, à ce jour le cofacteur de la proline oxydase n'a jamais été clairement identifié chez un organisme eucaryote. D'autres études, menées sur des mitochondries extraites d'intestin de porc et de foie de rat, ont mis en évidence la capacité du lactate à réduire l'activité de PRODH de manière drastique (de 50 % à 95 %), et à diminuer l'affinité de l'enzyme pour son substrat proline (Kowaloff et al., 1977 ; Dillon et al., 1999). Ces observations supportent l'hypothèse que le lactate est un inhibiteur compétitif des proline déshydrogénase eucaryotes qui pourrait

être impliqué dans la régulation de l'enzyme.

Contrairement aux organismes eucaryotes, les partenaires biologiques et les

mécanismes de régulation de la proline déshydrogénase sont en partie connus chez la bactérie

E. coli. La mise au point de méthodes efficaces de purification de la protéine endogène sous forme soluble et biologiquement active (Menzel & Roth, 1981 ; Brown & Wood, 1992) a permis de réaliser plusieurs études in vitro, et ainsi de caractériser d'un point de vue biochimique plusieurs aspects de ses mécanismes d'action. Sur la base de ces études fonctionnelles, il est possible de proposer un modèle de régulation du catabolisme de la proline chez les organismes procaryotes.

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