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La famille des nucléosides monophosphate kinases : importance métabolique, structures et intérêts thérapeutiques

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par Ahmed MEKSEM
Grandes écoles du vivant : agro paris tech - Master 2 Recherche Nutrition et Santé 2006
  

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II- Description des NMPK

Les NMPK sont essentielles pour le contrôle de la régulation de l'expression des

gènes, pour la transduction du signal et pour les réactions métaboliques. Cela en fait des

cibles privilégiées pour le développement de médicaments (Fioravanti et al, 2003).

2.1-L'adenylate kinase (AK)

L'AK (EC : 2.7.4. 3 ; ATP : AMP phosphotransférase) est la NMPK la plus étudiée,

elle est abondante dans les organites ayant un important turn over de nucléotides

(mitochondries et chloroplastes). Le gène qui code pour l'AK : adk, a été cloné et séquencé à partir de différentes sources, les protéines correspondantes ont été purifiées et plusieurs

variants de l'AK ont été ainsi obtenus (Bucurenci et al, 1996 ; Vonrhein et al, 1998).

On distingue, généralement et selon le nombre d'aa constitutifs du couvercle, deux

types d'AKs : le type long et le type court ; le type long a en plus 27 aa, au niveau du

couvercle (LID), que le type court (Fukami-Kobayashi et al, 1996 ; Yan, 1999).

Cinq isoformes de l'AK ont été identifiés chez les vertébrés :

_ L'AK1 : appartient au type court, on la trouve dans le cytosol.

_ L'AK2 : appartient au type long, on la trouve dans l'espace inter membranaire des

mitochondries et dans le cytosol.

_ L'AK3 : appartient au type long, on la trouve dans la matrice mitochondriale (Yan, 1999).

Selon Fukami-Kobayashi et al (1996), les AKs 1 et 2 utilisent l'ATP comme donneur

de phosphate, en revanche l'AK3 utilise le GTP.

_ L'AK4 : appartient au type long, on la trouve, aussi, dans la matrice mitochondriale.

_ L'AK5 : appartient au type court, elle est cytosolique (Van Rompay et al, 1999 ; Ren et

al, 2005). Une sixième isoforme de l'AK : AK6 a été caractérisée chez l'Homme par Ren

et al (2005), sa structure cristallographique et sa localisation cellulaire ont été

déterminées.

L'AK6 diffère des autres isoformes par le fait qu'elle :

_ Subit des changements structuraux plus marqués pendant la catalyse.

_ Accepte plus de donneurs et d'accepteurs de phosphate que les autres AKs.

Mais aussi par sa localisation dans le noyau, qui lui permet de jouer un rôle important

dans la production de l'ADP et du CDP utilisés par les NDPK lors du métabolisme des

nucléotides dans le noyau et pour l'échange des molécules riches en énergie entre le noyau et les mitochondries (Ren et al, 2005).

Les AKs des plantes et de nombreux microbes appartiennent au type long.

2.2- La guanylate Kinase (GK)

La GK (EC : 2.7.4.8 ; ATP: GMP phosphotransférase) catalyse le transfert réversible

du groupement phosphoryle d de l'ATP au GMP en présence du Mg 2+. Les GKs présentent

un certain degré de similarité avec l'AK1, les aa impliqués dans le transfert du groupement

phosphoryle d sont identiques pour les GKs et les AKs ; néanmoins, les aa constitutifs du

domaine de liaison avec les NMP ne sont pas homologues pour ces deux enzymes (Yan,

1999 ; Blaszczyk et al, 2003).

Les GKs sont ubiquitaires chez les procaryotes et chez les eucaryotes, elles se trouvent

essentiellement dans le cytosol des cellules ( Hible et al, 2005)

La GK humaine est très importante dans l'activation des drogues anti-virus herpes

(gancyclovir) et anti-VIH (Blaszczyk et al, 2003).

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