Vers le lysosome primaire grâce au récepteur du mannose–6–phosphate (exemple de la pro-cathepsine L)

Dans le réseau trans golgien le mannose–6–phosphate présent sur certaines protéines sera reconnu par deux récepteurs transmembranaires (les MPR), membres de la famille des lectines de type–p. L'un est le récepteur dépendant des cations, Mn2+, CD–MPR (de 46 kDa), et l'autre est le récepteur indépendant des cations, CI–MPR (de 300 kDa). Tous deux fonctionnent sous la forme d'homodimères.

RemarqueCI–MPR fixe plusieurs ligands

CI–MPR, qui a la capacité de fixer deux mannoses–phosphate, est composé de 15 motifs contigus identiques chacun ressemblant au domaine cytoplasmique du CD–MPR (qui fixe un seul mannose–phosphate). Certains des motifs de CI–MPR ont également la capacité de fixer le facteur de croissance « insulin like » (IGFII), le récepteur de l'urokinase (uPAR) et le plasminogène (impliqué dans la coagulation sanguine). Il apparaît donc que le CI–MPR possède des fonctions qui vont bien au delà de la ségrégation des enzymes lysosomales. Pour exemple une perte de la fonction du CI–MPR est associée à certains cancers humains.

Les récepteurs MPR sont reconnus et séquestrés dans des vésicules bourgeonnantes par des protéines cytosoliques, GGA1, 2 ou 3 (Golgi-localized, Gamma-ear containing Arf binding proteins, poids moléculaire de 70 kDa). Ces protéines interagissent (par leur domaine VHS) avec le domaine cytoplasmique des récepteurs MPR (DDHLLP pour CD–MPR et DEDLLH pour CI–MPR), évitant ainsi que les récepteurs quittent le Golgi avec les protéines destinées aux autres compartiments. Ainsi que le suggère leur appellation, les GGA sont recrutées à la membrane par la GTPase Arf1. Dans la citerne trans-golgienne, le MPR échange la GGA contre un adaptateur protéique, AP–1A (adaptor protein–1A). AP–1A fixe la séquence DGCDFVCRSKPRNVP présente dans le C–terminal cytosolique des MPRs. La vésicule bourgeonnante doit alors acquérir une machinerie de fusion (les Q–SNAREs, syntaxine–6, syntaxine–13 et vti1a, et la R–SNARE, VAMP–4) pour pouvoir gagner, plus tard, d'autres compartiments cellulaires (voir figure 2). Le complexe recrute également des protéines motrices kinésine-like (KIF13A) qui assurent le transport des vésicules sur les microtubules. Enfin, l'arrivée de clathrine, protéine du manteau, permet la naissance d'une véritable vésicule, visible en microscopie électronique, et appelée « vésicule tapissée de clathrine ». Après le détachement de la vésicule le manteau se disloque, grâce à la chaperonne Hsc70 et son partenaire auxiline qui fixent la chaîne lourde de clathrine. Dès lors, la vésicule nue, appelée lysosome primaire, est prête pour fusionner avec l'endosome qui devient alors lysosome (ou encore lysosome secondaire).

Figure 2. Recrutement de pro-cathepsine L dans le lysosome primaire Informations[1]

pour plus de détail sur CD-MDR.

pour plus de détail sur AP-1.

pour plus de détail sur GGA.

En conclusion, la ségrégation des enzymes lysosomales est déterminée par un « glucide de destination » et non pas par un « peptide de destination » comme c'est le cas des autres protéines.