Transcript Les Métallothionéines

Les Métallothionéines
PAMPOUILLE Florian
PARISOT
Nicolas
POULET
Axel
IUT de Clermont-Ferrand
Département Génie Biologique – Aurillac
1ère Année option BioInformatique
Les Métallothionéines
Les Métallothionéines

Petites protéines capables de se lier
avec les éléments traces métalliques
IUT Génie Biologique
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Rôle prépondérant dans l’organisme
–
–
–
Détoxification cellulaire
Résistance au stress
Biodisponibilité en métaux essentiels
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
En quoi les métallothionéines (MTs)
sont-elles impliquées dans le
développement d’un organisme ?

Exemple de la MT-III dans le cerveau
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1. Présentation des MTs
2. Structure des MTs
3. Régulation de leur production
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Les Métallothionéines
1. Présentation des MTs
2. Structure des MTs
3. Régulation de leur production
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1.1 Historique

1940 : découverte de métaux dans des
tissus humains

1957 : caractérisation de la 1ère MT par
Margoshes et Vallee

1960 : utilisation du terme :
« Métallothionéine »
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1.1 Historique
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Définition encore difficile
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Rôles hypothétiques

MT-III : action dans le cerveau
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1.2 Définitions et rôles
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Omniprésentes
Faible poids moléculaires (6 à 10 kDa)
Intracellulaires
Ligands des métaux lourds
Fortes teneurs en cystéine
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1.2 Définitions et rôles

Peut libérer ou capter des ions métalliques

Médiateur homéostatique

Résistance face au stress (oxydations,
drogues…)
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1.2 Définitions et rôles

MT-III :
– Présence importante dans le cerveau
(astrocytes)
–
inhibition de la croissance des cellules
nerveuses (Growth Inhibitory Factor :
GIF)
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1.3 Classification

MT-III :
–
–
1986 (1ère observation chez les végétaux)
Motif : (Glu-Cys)n-Gly (2<n<10)
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Les Métallothionéines
1.3 Classification

Caractéristiques
Classification
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1. Présentation des MTs
2. Structure des MTs
3. Régulation de leur production
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2.1 Structure primaire


Chaîne polypeptidique (≈ 60 acides aminés)
Motifs :
– Cys-X-Cys
– Cys-X-X-Cys
– Cys-Cys
Mode de distribution des résidus cystéines au sein d’une métallothionéine de
Mammifères (d’après Kagi, 1987)
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2.2 Structure spatiale

Permet la fixation des métaux

2 domaines de chélation
– Domaine α (4 ions)
– Domaine β (3 ions)
Domaines de fixation
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2.2 Structure spatiale
Structure primaire
Mutations
Polymorphismes
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2.3 Polymorphisme et
isoformes



4 Classes (MT-I, MT-II…)
Isoprotéines
– (isoformes : MT-IIIA, MT-IIIB…)
Séquençage difficile
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2.3 Polymorphisme et
isoformes

MT-III :
–
–
68 acides aminés (a.a.)
7 a.a. de plus
1
Thr, position N-Terminale
 6 Gln+Ala, position C-Terminale
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1. Présentation des MTs
2. Structure des MTs
3. Régulation de leur production
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3.1 Mécanisme de fixation

Groupements thiols : SH

Fixation selon la valence des
ions (colonne I-B, II-B de la
classification)
Colonnes I-B et II-B de la classification
périodique des éléments
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3.2 Les gènes des
métallothionéines


Chromosome 16 chez l’Homme
Structure particulière :
Structure tripartite des gènes de métallothionéines.
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3.2 Les gènes des
métallothionéines

Différents motifs : MRE, GC Box, TATA Box,
GRE, ARE
Représentation schématique de l’organisation des séquences de régulation localisées en amont des gènes
responsables de la synthèse des métallothionéines (GRE :
Glucocorticoïd Responsive Element ; MRE : Metal Responsive Element ; GC : GC box ; TATA : TATA box).
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3.3 Réponse au stress

MTF-1 :
–
–
–
Régulation
753 a.a.
Chromosome 1
Représentation schématique de la structure de MTF-1 (D’après Lichtlen et
Schaffner, 2001).
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3.3 Réponse au stress
Représentation schématique du processus d’activation des gènes de métallothionéines chez des organismes
exposés et non exposés à une contamination métallique. (T : transporteur ; MTF-1 : Metal Transcription
Factor-1 ; MTFK : Kinase MTF-1; MT: gène de métallothionéine)
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Conclusion
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Rôle dans le développement de
l’organisme.

Carence
– Problèmes développement mental ou
physique
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Conclusion

Structure des MTs
– Positions des cystéines : chélation

Régulation basale et induite
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MT-III :
–
Déficience
maladies dégénératives
(Autisme, Alzheimer…)
–
Lutte contre ces maladies ?
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