Radeau lipidique

5 Domaines de la membrane plasmique Impliqués dans le SOCE

Les domaines de radeau lipidique (LRD) enrichis en ces lipides peuvent servir de plates-formes pour recruter et ancrer des complexes STIM1/canaux dans la périphérie cellulaire. Les LRD sont des domaines lipidiques de la membrane plasmique biochimiquement distincts qui sont enrichis en cholestérol, sphingolipides, PIP2, PIP3 et composants clés des protéines de signalisation du calcium (par exemple, Cav1, EGFR, protéines G, pompes PMCA, Homer et PKC). Il a été proposé que la SOCE se produise dans les DRL, car la perturbation de ces domaines atténue la SOCE. La dépendance de la fonction du canal TRPC1 sur les LRD intacts a été démontrée dans de nombreux types cellulaires, tels que les cellules HSG, les myoblastes squelettiques C2C12, les neutrophiles polymorphonucléaires, les cellules endothéliales et les plaquettes humaines (Ong & Ambudkar, 2012). D’autres preuves de l’implication de la LRD dans l’assemblage des canaux fonctionnels de TRPC1 ont été fournies par des données démontrant une augmentation de la division de TRPC1 en radeaux lipidiques suite à la stimulation des cellules et à l’épuisement des réserves de Ca2+ (Lockwich et al., 2000; Pani et coll., 2008). Conformément à la suggestion selon laquelle STIM1 peut être ancré à la membrane plasmique par interaction avec les DRL, le partitionnement de STIM1 en DRL est augmenté lors de l’activation du SOCE. Plus important encore, la coimmunoprécipitation de TRPC1 + STIM1 est obtenue dans les fractions LRD, mais pas dans les fractions non LRD. Lorsque ces domaines sont perturbés, le partitionnement et la coimmunoprécipitation de TRPC1 et STIM1, ainsi que de SOCE, sont atténués. La queue polybasique de STIM1 contient une séquence consensuelle qui peut potentiellement médier sa liaison à PIP2 dans la membrane plasmique (Liou, Fivaz, Inoue, & Meyer, 2007). Ceci a été confirmé dans des expériences montrant que la délétion de la queue polybasique entraîne une perte de SOCE ainsi que la formation de STIM1 puncta dans les régions jonctionnelles de la membrane plasmique ER (PM). Les interactions exactes entre STIM1 et les protéines ou lipides de la membrane plasmique n’ont pas encore été résolues. On ne sait pas non plus si d’autres protéines d’échafaudage sont impliquées dans le ciblage des amas STIM1 vers des régions spécifiques de la membrane plasmique. Il est probable que ces régions présentent des caractéristiques biochimiques, structurelles et spatiales spécifiques puisque les canaux ioniques et éventuellement d’autres protéines effectrices régulées par SOCE, telles que la CaM et la calcineurine, sont recrutés et régulés dans ce domaine. Ainsi, le taux et la spécificité de ces processus doivent être strictement contrôlés.

Cav1, une protéine de liaison au cholestérol qui est localisée et organise la LRD, a été proposée pour être impliquée dans la régulation de la SOCE via Orai1 et TRPC1, et pour servir d’échafaudage pour le recrutement de diverses protéines dans les LRD. Dans les ovocytes de xénope, Orai1 se recycle activement entre le compartiment endosomique et la membrane plasmique. Après stimulation cellulaire, Orai1 est activement trafiqué vers la membrane plasmique à partir des compartiments endosomaux. Un site putatif de liaison à la Cav1 est présent à l’extrémité N d’Orai1 et il a été démontré que la Cav1 joue un rôle dans l’endocytose d’Orai1 au cours de la méiose (Yu, Sun, & Machaca, 2010). Bien que d’autres études soient nécessaires pour définir le rôle des LRD dans la modulation de la fonction du canal Orai1, un certain nombre d’études publiées ont démontré un rôle pour Cav1 dans la régulation de TRPC1 (Ong & Ambudkar, 2012; Pani & Singh, 2009). Les canaux TRPC ont conservé des domaines de liaison Cav1 situés dans les terminaisons N et C. Le motif de liaison Cav1 N-terminal (aa 322 et 349 de TRPC) se lie au domaine d’échafaudage dans Cav1 (aa 82 et 101). TRPC1 coimmunoprécipite avec Cav1 dans HSG (Lockwich et al., 2000) et les cellules endothéliales de l’artère pulmonaire (Kwiatek et al., 2006). En outre, l’interaction N-TRPC1 / Cav1 sert à échafauder TRPC1 dans la région de la membrane plasmique et détermine son activation ultérieure par épuisement du magasin. Un rôle concerté pour Cav1 et STIM1 dans la régulation de TRPC1 a été démontré. Le mode de régulation suggéré pour TRPC1 est que dans les cellules au repos, il est présent dans les endosomes de recyclage. Cav1 interagit avec les vésicules TRPC1 et les échafaude près de la membrane plasmique. Cet échafaudage représente probablement une courte rétention du canal à cet endroit. À partir de là, il se recycle dans la voie de trafic ou si l’épuisement du magasin est initié, le canal est recruté dans la membrane plasmique, interagit avec STIM1 et est activé. Après la déplétion du magasin ER-Ca2+, STIM1 se transloque vers la périphérie des cellules, interagit avec et active Orai1, et l’afflux de Ca2 + médié par Orai1 entraîne l’insertion de TRPC1 dans la membrane plasmique. Après l’insertion, STIM1 ouvre et active TRPC1. La liaison de STIM1 à TRPC1 induit également la dissociation du complexe TRPC1/Cav1 (Pani et al., 2009). Les données actuelles suggèrent que STIM1 / TRPC1 forme un complexe stable qui aide à retenir les canaux TRPC1 actifs dans la membrane plasmique. Le remplissage des réserves ER-Ca2+ entraîne l’inactivation du canal, en raison de la dissociation de STIM1 de TRPC1. À ce stade, TRPC1 peut se réassocier avec Cav1 (Pani et al., 2009) ou, alternativement, il peut être endocyté par une voie différente. D’autres études sont nécessaires pour délimiter davantage les interactions protéine–protéine impliquées dans la progression de TRPC1 à travers les différentes étapes impliquées dans son activation (trafic, insertion dans la membrane plasmique, échafaudage et activation par STIM1). Il est intéressant de noter que Homer-1 se lie au canal TRPC1 et facilite le remontage rapide du complexe TRPC1/Homer/IP3R, après le remplissage des réserves ER-Ca2+ (Worley et al., 2007). Comment exactement Homer-1, Cav1, STIM1 et IP3R régulent le trafic et la fonction de TRPC1 dans une seule cellule reste à élucider. Une autre hypothèse intéressante qui doit être examinée plus en détail est la proposition selon laquelle le recrutement de complexes Orai / TRPC / STIM1 dans les DRL est nécessaire pour la régulation dépendante du stockage, mais que les mêmes complexes peuvent fonctionner comme des canaux opérés par les récepteurs lorsqu’ils sont localisés à l’extérieur des radeaux lipidiques (Liao et al., 2009). Ainsi, plusieurs protéines ont la capacité d’affecter de manière critique les fonctions de TRPC. Il faut déterminer si celles–ci sont omniprésentes dans tous les types de cellules ou si le TRPC1-SOCE est régulé de manière spécifique à la cellule.