Transmission des signaux de la membrane vers le noyau : variations sur des thèmes communs

Bulletin du Cancer. Volume 85, Numéro 6, 527-37, Juin 1998, Synthèses

Auteur(s) : Anne Brunet, .

Résumé : Au cours de leur vie, les cellules sont exposées à une grande variété de stimulus extracellulaires et doivent fournir des réponses biologiques appropriées. La transmission des signaux, de la membrane plasmique qui assure le contact avec le milieu extracellulaire vers le noyau où est réalisée l’expression génique, représente donc un processus fondamental pour le développement et la vie des organismes. Les moyens de transmission des signaux sont extrêmement diversifiés et comprennent aussi bien des stratégies directes, comme les récepteurs nucléaires ou la voie JAK/STAT (signal transducers and activators of transcription), que des stratégies mettant en jeu de multiples étapes comme la voie NF-B (nuclear factor kappa B) , PKA (protéine kinase A) ou encore la voie Ras/MAPK (mitogen-activated protein kinase). Toutes ces voies comportent en outre une étape d’entrée dans le noyau, qui permet la connexion entre la propagation cytoplasmique du signal et les facteurs de transcription nucléaires modulant l’expression génique. Les stratégies employées pour franchir l’enveloppe nucléaire sont également variées. Toutefois, malgré la diversité des moyens employés, les cellules ont adopté plusieurs thèmes communs pour la transmission des signaux, notamment l’emploi d’interactions entre protéines comme moyen de véhiculer le signal et le recours à la phosphorylation comme modification post-traductionnelle porteuse d’information. Enfin, ces différentes voies de signalisation ont été conservées dans différents organismes au cours de l’évolution, ce qui souligne leur intérêt pour la cellule. Chez les mammifères, les protéines participant à la transmission des signaux constituent une cible extrêmement fréquente des mutations jouant un rôle dans le développement tumoral. La compréhension des différentes voies de signalisation représente donc une étape extrêmement importante dans la lutte contre le cancer.

Mots-clés : voies de signalisation, membrane, noyau.

Illustrations


		Figure 1. Transmission du signal par les récepteurs nucléaires. HR : récepteur de l'hormone ; HRE : élément de réponse à l'hormone ; NLS : signal de localisation nucléaire.


		Figure 2. Transmission du signal par la voie JAK/STAT. ISRE : élément de réponse aux interférons a et b ; Ser : sérine ; Tyr : tyrosine ; JAK : JAnus Kinase ; STAT : signal transducers and activators of transcription.


		Figure 3. Transmission du signal par la voie NF-kB. NF-kB : nuclear factor kappa B ; NLS : signal de localisation nucléaire ; P : groupement phosphate.


		Figure 4. Transmission du signal par la voie PKA. AMPc : adénosine monophosphate cyclique ; C : sous-unité catalytique ; CRE : élément de réponse à l'AMPc ; CREB : protéine se fixant au CRE ; CBP protéine se fixant à CREB ; P : groupement phosphate ; R : sous-unité régulatrice.


		Figure 5. A : Recrutement des adaptateurs à proximité des récepteurs à activité tyrosine kinase et de Ras. B : Le cycle de Ras. C : Activation de la protéine kinase Raf. CR1 : domaine conservé n° 1 ; Hsp90 : protéine de choc thermique ; P : groupement phosphate.


		Figure 6. Transmission du signal par la voie Ras/MAPK. P : groupement phosphate ; TCF : facteur de complexe ternaire ; SRE : élément de réponse au sérum ; SRF : facteur de réponse au sérum.


		Figure 7. Transport nucléaire dépendant d'un motif NLS. NLS : signal de localisation nucléaire.


		Figure 8. Modules impliqués dans les interactions entre protéines. En haut : Caractéristiques des modules. En bas : Exemples de protéines possédant des modules d'interaction. y : acide aminé hydrophobe ; IRS1 : substrat du récepteur de l'insuline ; PH : domaine d'homologie avec la pleckstrine ; PTB : domaine liant les tyrosines phosphorylées ; SH2 : domaine d'homologie avec Src n° 2 ; SH3 : domaine d'homologie avec Src n° 3.


		Figure 9. Conservation des voies MAPK. A : Conservation du module MAPK chez différents organismes. B : Différents modules MAPK dans les cellules de mammifères. MAPK : mitogen-activated protein kinase ; MKK : MAP kinase kinase ; MKKK : MAP kinase kinase kinase.