La modification post-traductionnelle des protéines est un processus enzymatique qui consiste en l'ajout de groupements chimiques, de sucres, de lipides ou encore de polypeptides après la synthèse protéique. Ces modifications peuvent altérer la conformation des protéines, influer sur leur localisation cellulaire, dicter leur stabilité ou encore agir sur leur activité et donc sur leur fonction physiologique. Par exemple, les processus synaptiques de la communication neuronale sont particulièrement complexes et finement régulés, en partie grâce à ces modifications post-traductionnelles. La sumoylation est une modification post-traductionnelle dont les fonctions en dehors du noyau sont peu connues. Cette synthèse fait le point sur notre connaissance des fonctions extranucléaires de la sumoylation dans le système nerveux central et discute leur implication dans les maladies neurodégénératives.
Qu'est-ce que la sumoylation ?La sumoylation a été découverte en 1996 [1]. C'est un processus enzymatique qui consiste en l'attachement covalent d'une protéine appelée SUMO (small ubiquitinlike modifier) sur la lysine de la séquence consensus ΨKxD/E d'une protéine cible (Ψ, acide aminé hydrophobe ; K, lysine modifiée ; x, résidu quelconque et D/E, aspartate ou glutamate). Il faut cependant noter que la littérature rapporte un nombre de plus en plus élevé de protéines sumoylées sur des lysines n'appartenant pas à un site consensus de sumoylation. Bien que la séquence primaire de SUMO soit différente de celle de l'ubiquitine, la structure tridimensionnelle de ces deux protéines est similaire (Figure 1). La sumoylation est un processus essentiel puisque l'invalidation des enzymes de la sumoylation est délétère pour les cellules eucaryotes [2,3]. Le terme SUMO regroupe une famille de 4 protéines (SUMO1-4), formées chacune d'environ 100 résidus. Les formes SUMO1-3 sont exprimées dans le cerveau alors que l'expression de SUMO-4 semble restreinte aux cellules des reins, de la rate et des ganglions lymphatiques. SUMO-2 et SUMO-3 ne diffèrent que par 3 résidus et ne présentent que 47 % d'homologie avec SUMO-1. De manière très intéressante, SUMO-2 et 3 peuvent former des chaînes de poly-SUMO, contrairement à SUMO-1 qui ne comporte pas le résidu de lysine indispensable à la formation de ces chaînes [4]. > Les modifications post-traductionnelles de protéines sont essentielles à la régulation de leur fonction et, par conséquent, au maintien de l'intégrité cellulaire. Ces modifications interviennent à tous les niveaux de la communication entre les neurones du système nerveux central. La sumoylation est une modification post-traductionnelle qui crée une liaison covalente entre une lysine de la protéine cible et une petite protéine appelée SUMO. C'est un processus réversible qui fait intervenir des enzymes spécifiques. La sumoylation est un processus régulateur fonctionnel bien connu de l'activité nucléaire et il est maintenant clairement établi que dans les neurones, il assure également un rôle majeur pour de nombreux processus extranucléai-r...