Smad 4
Smad4 ou Mothers against decapentaplegic homolog 4 est une protéine qui contient 552 acides aminés.
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Biologie du développement - Protéine - Transduction de signaux
Smad4 ou Mothers against decapentaplegic homolog 4 est une protéine qui contient 552 acides aminés.
Elle est codée par le chromosome 18 humain plus exactement dans la région 18q21.1. Le poids de celle-ci est de 60439 Da. Le nom Smad vient de deux protéines, MAD qui provient de la drosophile et SMA qui est une protéine venant du nématode C. elegans. Pendant les études faites sur la drosophile, certains chercheurs ont découvert une mutation dans le gène MAD. Cette mutation était transmise par la mère drosophile à son embryon sous forme de «décapentaplégie», c'est-à-dire une forme de paralysie. Cette pour cette raison que la protéine Smad veut dire «semblable mère contre décapentaplégie». [1] Il y a également d'autres noms que certains auteurs donne à cette protéine comme : DPC4, JIP, MAD, MADH4.
Smad 4 est membre de la taxonomie des Homo sapiens. Elle est omniprésente dans les cellules de la peau, du pancréas, du colon, de l'utérus, de l'épithélium mais aussi par les fibroblastes. Elle possède aussi deux sites de sumoylation, un majeur situé sur la lysine 159 et un mineur sur la lysine 113. L'addition d'une protéine SUMO augmente la stabilité de Smad 4.
Smad 4 est membre de la famille des Smads. Elle joue le rôle de transduction de signal et de facteur de transcription. Elle se localise dans le cytoplasme de la cellule et se transporte dans le noyau afin d'y effectuer son action. On peut par conséquent affirmer que cette protéine est une effectrice intracellulaire.
Mécanisme d'action de Smad 4
Le ligand respectif vient se lier sur le récepteur Smads qui est un récepteur sérine/thréonine kinase. Par la suite, Smad 2 et Smad 3 sont phosphorylés à cause de l'activation du récepteur de type 1. Il y aura ensuite formation d'un complexe avec Smad 4. Ce complexe hétérodimérique de Smad 4 et de Smads est transloqué dans le noyau où il exercera un changement dans la transcription d'un gène spécifique. La transcription de ce gène aura pour conséquence la production de TGF- β. Cette protéine joue un rôle important dans l'inhibition de la croissance cellulaire incontrôlée. Elle permet par conséquent de déclencher la mort cellulaire. En résumé, la protéine Smad 4 est essentielle dans la régulation du TGF- β. [2], [3]Les différentes étapes du mécanisme d'action sont illustrées sur le côté.
Pathologies
Les pathologies associées à cette protéine sont en lien avec le TGF- β. S'il y a une mutation dans le gène codant la protéine Smad 4, la transcription du TGF- β ne se fera pas, par conséquent il y aura une croissance cellulaire sans inhibition. Cette croissance entraînera la naissance de tumeur et de certains cancers à plus long terme. A titre d'exemple, dans la mesure où la protéine Smad 4 est présente dans les cellules du pancréas et du colon, il y aura par conséquent possibilité de développer un cancer colorectal ou un carcinome pancréatique. [4] Le syndrome de la polyposie juvénile peut aussi être la conséquence d'une mutation dans le gène codant la protéine Smad 4. [5] Une délétion dans le gène de cette protéine peut entraîner l'inactivation de Smad 4 et , donc, entraîner un cancer du sein. Ce sont tous des exemples montrant l'utilité et le rôle majeur de Smad 4 dans la transcription du TGF- β.
Autre exemple de pathologie en lien avec un virus
Le VPH, virus du papillome humain, est membre de la famille des papovavirus. Le virus du papillome humain exprime une oncoprotéine E7. Cette oncoprotéine est impliquée dans la cause de cancers cervicaux associés à l'infection du VPH.
Premièrement, l'oncoprotéine vient se lier soit à Smad 1, 2, 3 et 4. Cela entraînera un blocage dans l'interaction du complexe Smad. [6] Ce complexe ne pourra par conséquent plus se transloquer dans le noyau et génèrer la transcription du TGF- β. S'il n'y a plus de formation de TGF- β, la cellule va continuer de croître dans la mesure où elle n'aura plus de signal d'inhibition. Il y aura par conséquent développement d'une tumeur ainsi qu'à plus long terme, d'un cancer.
Notes et références
- ↑ Dr. Xin-Hua Feng, SUMO-1 modification in Smad 4/DPC4, Houston, JBC Papers in Press, 2003
- ↑ Massague J, Wotton D, Transcriptional control by the TGF-beta/Smad signaling system, EMBO J, 2000
- ↑ Rœlen BA, Phosphorylation of threonine 276 in SMAD4 is involved in TGF-B induced nuclear accumulation, Boston, 2003
- ↑ Kitamura T, SMAD4-deficient intestinal tumors recruit CCR1, E pub, Kyoto, 2007
- ↑ Chow E, Macræ F, A review of juvenile polyposis syndrome, J. Gastrœnterol Hepatol, 2005
- ↑ Dug Keun Lee, The human papilloma virus E7 […], Houston, JBC Papers in Press, 2002
Autres références
- Diansheng Zhong, homozygote deletion of Smad 4 in breast cancer, Etats-Unis, Landes Bioscience, 2002
- Audrey E. K. Hutcheon, Effect of Wound Type on Smad 2 and 4 Translocation, Boston, 2005
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