Les peroxysomes sont des organites cellulaires qui remplissent un certain nombre de fonctions, y compris la dégradation des cytotoxines. Dans ce but, ils nécessitent des enzymes qui doivent être transportées dans les peroxysomes via une machinerie compliquée. L'équipe du groupe de recherche Biochimie des mécanismes de transport intracellulaire de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) dirigé par le professeur Harald Platta a détecté une étape de transport encore inconnue, ainsi mieux comprendre les maladies mortelles. Le groupe a publié son rapport dans la célèbre revue Biochimica et Biophysica Acta – Cellule moléculaire Recherche en février 2019.

Les peroxysomes sont des organites cellulaires d'une importance vitale. Fournir une chambre de réaction isolée pour plus de 50 enzymes, ils sont liés à de nombreux processus cellulaires. La fonction principale des peroxysomes est la dégradation des acides gras à longue chaîne et des cytotoxines. "En outre, ils remplissent également des fonctions très spécialisées, par exemple dans la synthèse de pénicilline chez les champignons, la formation de lysine dans les levures, la photorespiration des plantes et la génération de plasmalogènes pour la substance blanche du cerveau chez les animaux, " explique Harald Platta. Des défauts dans la formation de peroxysomes fonctionnels conduisent à de graves troubles métaboliques chez l'homme, qui entraînent souvent la mort du nourrisson.

Le moteur des machines d'importation

Pour que les peroxysomes remplissent leurs fonctions, ils doivent d'abord importer les enzymes pertinentes à l'intérieur. La plupart des enzymes sont guidées dans le peroxysome respectif par le récepteur d'importation Pex5p. Ce récepteur est contrôlé par la protéine ubiquitine (Ub) qui s'attache temporairement au récepteur.

"À ce jour, nous avons pu décomposer le mécanisme d'importation en cinq étapes, » précise Harald Platta :« Premièrement, la liaison de Pex5p à l'enzyme importée dans le cytoplasme. Seconde, la liaison du complexe enzymatique Pex5p avec le peroxysome. Troisième, l'enzyme étant libérée à l'intérieur du peroxysome. Quatrième, Ub s'attachant à Pex5p. Et cinquièmement, l'exportation de Pex5p modifié par Ub dans le cytoplasme pour permettre d'autres réactions d'importation."

L'ABS des machines moléculaires

L'attachement d'une molécule Ub à Pex5p joue un rôle crucial pour le cycle d'import. De l'énergie est nécessaire pour cette étape, ainsi que pour l'exportation ultérieure du complexe. « Dans les publications précédentes, nous avons décrit l'attachement Ub au récepteur d'importation comme une pédale d'accélérateur, comme c'était, " dit Platta.

Cependant, on ne savait pas exactement ce qui était arrivé au Pex5p modifié par Ub exporté. L'étude en cours, qui est basé en premier lieu sur le doctorat. projets de Rebecca Brinkmeier et Fouzi El Magraoui, a apporté une réponse à cette question. En analysant systématiquement les variantes Ub et Pex5p générées, l'équipe a démontré qu'une fusion stable Ub-Pex5p provoque un défaut dans l'import de la protéine peroxysomale. Par conséquent, Ub doit à nouveau être déconnecté de Pex5p.

Une fois l'ubiquitine absorbée par une autre enzyme, Pex5p revient à son état d'origine et peut être réutilisé. Si cette étape est manquante, le récepteur d'importation devient incontrôlable. D'abord, il carène à l'intérieur du cytoplasme sous la forme d'un complexe, jusqu'à ce qu'il retombe de manière erratique dans le peroxysome où il bloque le complexe d'amarrage, empêchant ainsi l'importation du bon Pex5p modifié par Ub. "Finalement, cela conduit à une perte complète de fonction dans le peroxysome, " conclut Platta. "Notre étude ajoute ainsi la sixième étape nécessaire au cycle d'importation."