Chaperons moléculaires et repliement des protéines : L’exemple de certaines protéines de choc thermique

Heat shock proteins as molecular chaperones

Laboratoire stress oxydant, chaperons et apoptose, Centre de Génétique Moléculaire et Cellulaire, CNRS UMR 5534, Université Claude Bernard Lyon- 1, 43, boulevard du 11 Novembre, 69622 Villeurbanne Cedex, France

^* arrigo@univ-lyon1.fr

Résumé

Des conditions ou agents déstabilisant l’environnement cellulaire altèrent souvent le repliement des protéines. Suivant son intensité, ce phénomène peut induire une agrégation irréversible des protéines et entraîner la mort des cellules. Un mécanisme cellulaire de défense contre cette atteinte à l’intégrité des protéines existe, qui est conservé au cours de l’évolution. En effet, la cellule réagit aux stress altérant le repliement des protéines en activant l’expression d’un petit nombre de gènes codant pour des protéines spécialisées, les Hsp (heat shock proteins). Certaines de ces protéines ont des activités de chaperons moléculaires aidant au repliement des polypeptides ayant une structure altérée. Mais la cellule contient également des homologues de Hsp constitutifs, non induits par un stress, qui participent au contrôle de qualité des protéines. Ces Hsp constitutives sont impliquées dans le repliement des protéines après leur synthèse, dans l’assemblage de structures multiprotéiques dans le réticulum endoplasmique, dans le dépliement des polypeptides lors de leur passage à travers les membranes ou dans le masquage de certaines mutations altérant le repliement des protéines. Les pathologies neurodégénératives et cancéreuses sont données en exemple pour souligner le fait qu’une concentration élevée en Hsp peut, selon la maladie concernée, être bénéfique ou délétère pour la cellule.

Abstract

Exposure to different conditions or agents that destabilize cell homeostasis often alters protein folding. Depending on stress intensity irreversible protein aggregation and cell death can occur. Cells have developed a conserved defense mechanism aimed at reducing the deleterious effects induced by protein folding alteration. This mechanism is characterized by the expression of a small number of genes encoding specific proteins, named Hsps. Several of these proteins act as molecular chaperones through their ability to refold polypeptides with an altered conformation. Moreover, constitutive Hsps homologues have been characterized that participate in the folding of newly made polypeptides, in the assembly of protein complexes in the endoplasmic reticulum, in the translocation of polypeptides through membranes or in masking mutations that alter protein folding. Neurodegeneratives and cancereous diseases are discussed as examples where high levels of Hsp expression can be either beneficial or deleterious to the cells.