54.9.5 Aspects structure-activité des transporteurs Cbl
Le facteur intrinsèque se lie à la B12 avec une constante de dissociation dépassant 1012 mol/L.361 Par rapport à l’haptocorrine, le facteur intrinsèque est unique sous deux aspects. Il se lie à la B12 mais pas au large spectre de corrinoïdes reconnus par l’haptocorrine, et contrairement à l’haptocorrine, il n’est pas digéré par les enzymes présentes dans le tractus gastro-intestinal supérieur. Ces caractéristiques garantissent que seules les formes de B12 reconnues par le facteur intrinsèque sont présentées pour absorption dans l’iléon terminal. Le facteur intrinsèque est une protéine à une seule chaîne d’acides aminés qui fait ~ 50 kDa (417 acides aminés). La protéine peut se désintégrer en deux parties : un fragment N-terminal de 30 kDa et un fragment C-terminal de 20 kDa. Il est intéressant de noter que chacune de ces deux parties reconnaît la B12, mais si elles sont réunies en solution, les partenaires conjoints ne lient qu’une seule molécule de B12.338 Ces résultats sont en accord avec la structure tridimensionnelle du facteur intrinsèque qui montre que la B12 est prise en sandwich entre la sous-unité α N-terminale et la sous-unité β C-terminale327,335 (Fig. 54.15). La structure tridimensionnelle offre également une explication à la constatation qu’un facteur intrinsèque tronqué de 20-50 acides aminés C-terminal ne présente plus de liaison de haute affinité avec la B12.362 La partie C-terminale de la molécule contient toutes les liaisons hydrogène et la plupart des liaisons hydrophobes impliquées dans la reconnaissance de la B12 par la sous-unité β de la molécule.
On sait depuis longtemps que le facteur intrinsèque reconnaîtra les formes de B12 avec différents ligands supérieurs de manière comparable (ex, Met-B12 par rapport à CN-B12) et, en accord avec cette connaissance, la structure cristalline prédite montre que le ligand supérieur est exposé au solvant.305,327 La spécificité pour la B12 rencontrée par le facteur intrinsèque par rapport à l’haptocorrine peut s’expliquer par la présence d’acides aminés volumineux tels que le tryptophane et la tyrosine dans la poche de liaison de la B12 de l’haptocorrine mais pas du facteur intrinsèque.327
Approximativement, 10 patients présentant des mutations dans le gène GIF codant pour le facteur intrinsèque ont été décrits, mais ces mutations n’ont pas ajouté à notre compréhension des relations structure-fonction pour la liaison de la B12 au facteur intrinsèque, puisque la plupart d’entre elles sont expliquées par deux mutations non-sens spécifiques323,363. Actuellement, il n’est pas clair si l’échange de l’acide aminé numéro cinq d’un acide glutamique à une arginine est lié à une fonction altérée du facteur intrinsèque.327,364
Le facteur intrinsèque est une glycoprotéine, et la structure des hydrates de carbone est censée être importante pour sa stabilité vis-à-vis de la dégradation enzymatique, bien que cela soit insuffisamment examiné en partie parce que la structure des hydrates de carbone du facteur intrinsèque humain reste à élucider. En utilisant le facteur intrinsèque du rat, il a été démontré que la partie glucidique n’est d’aucune importance pour la reconnaissance de la B12 ou pour la liaison du facteur intrinsèque à son récepteur.365
La structure du récepteur de la cubiline est plutôt unique. La cubiline reconnaît le facteur intrinsèque, tandis que l’amnionless fournit un ancrage membranaire et une capacité d’endocytose via deux signaux de séquence d’acides aminés phénylalanine-any-asparagine-proline-any-phénylalanine (FXNPXF) au sein du domaine cytosolique. Ces deux signaux favorisent l’internalisation de l’ensemble du complexe en se liant aux protéines de tri associées à la clathrine : disabled-2 (Dab2) et autosomal recessive hypercholesterolemia (ARH).366 La partie sans amnios de la cubam a été identifiée sur la base d’une analyse d’équilibre de liaison de patients atteints du syndrome d’Imerslund-Gräsbeck qui ne portaient pas de mutations dans le gène de la cubiline, et par la suite plusieurs mutations dans le sans amnios ont été liées à cette maladie avec des groupes en Norvège et dans les régions méditerranéennes.325,344 Des études approfondies chez la souris et dans un modèle de chien présentant des mutations spontanées dans le gène amnionless ont montré que la protéine est essentielle non seulement pour l’internalisation des ligands liés à la cubiline mais aussi pour escorter la cubiline à la surface des cellules.316,367 Ce résultat implique qu’aucune cubam n’est exprimée à la surface cellulaire si amnionless est altéré et, par conséquent, l’absorption de la B12 est compromise.368
La partie de la cubam qui reconnaît le facteur intrinsèque B12 est la cubiline. Le complexe a été cristallisé (Fig. 54.15).342 Les sous-unités β- et α du facteur intrinsèque participent à la liaison dépendante du calcium qui nécessite également la présence de B12 comme cela avait été prédit précédemment par des études sur la liaison des deux sous-unités du facteur intrinsèque à la cubiline339. La partie N-terminale de la cubiline incluant les domaines CUB 5-8 est responsable de la reconnaissance du facteur intrinsèque et la structure cristalline indique que les domaines de liaison sont CUB 6 et CUB 8342,369 L’importance des CUB 5-8 est basée sur l’observation que la mutation de la cubiline échangeant la proline avec la leucine en position 1297 compromet la liaison entre la cubiline et le facteur intrinsèque.370 Cette mutation particulière a été observée chez des patients finlandais souffrant du syndrome d’Imerslund-Gräsbeck, bien qu’un certain nombre d’autres mutations de la cubiline aient également été liées à la maladie.325
Bien que la relation structure-fonction pour la liaison du facteur intrinsèque à la cubiline ait été bien documentée, on en sait beaucoup moins sur la spécificité de la liaison d’autres protéines à la cubiline. Dans le rein, le récepteur de la cubiline participe à la réabsorption proximale d’une variété de protéines, y compris la protéine de liaison à la vitamine D (Gc), la transferrine et l’albumine (pour une revue, voir Réf. 326). Par conséquent, de nombreux patients atteints du syndrome d’Imerslund-Gräsbeck présentent une excrétion accrue de certaines de ces protéines dans l’urine. Des études clarifiant la relation entre les changements spécifiques de la cubiline et les protéines présentes dans l’urine peuvent découvrir d’autres relations structure-fonction.