Les mutations de la γ-glutamyl carboxylase affectent de manière différentielle la fonction biologique des protéines dépendantes de la vitamine K
La γ-Glutamyl carboxylase (GGCX) est une protéine membranaire intégrale qui catalyse la carboxylation post-traductionnelle d’un certain nombre de protéines vitamine K-dépendantes (VKD) impliquées dans une grande variété de processus physiologiques, notamment la coagulation sanguine, la calcification vasculaire et le métabolisme osseux.
Les mutations naturelles de GGCX sont associées à de multiples phénotypes cliniques distincts. Cependant, la corrélation génotype-phénotype de GGCX reste insaisissable.
Dans cette étude, les chercheurs ont systématiquement examiné l’effet de toutes les mutations naturelles de GGCX sur la carboxylation de trois protéines VKD distinctes sur le plan structurel et fonctionnel dans un environnement cellulaire. Les mutations de GGCX ont été introduites de manière transitoire dans des cellules 293 de rein embryonnaire humain déficientes en GGCX exprimant de manière stable le facteur de coagulation chimérique, la protéine Gla de la matrice (MGP) ou l’ostéocalcine comme protéines rapporteuses VKD, puis l’efficacité de la carboxylation de ces protéines rapporteuses a été évaluée.
Ces résultats montrent que les mutations de GGCX affectent différemment la carboxylation de ces protéines rapporteuses et l’efficacité de l’utilisation de la vitamine K comme cofacteur. La carboxylation de ces protéines rapporteuses par une mutation de troncature C-terminale (R704X) implique que l’extrémité C-terminale de GGCX joue un rôle critique dans la liaison de l’ostéocalcine mais pas dans la liaison des facteurs de coagulation et de la MGP. Ceci a été confirmé en sondant l’interaction protéine-protéine entre GGCX et ses substrats protéiques dans des cellules vivantes en utilisant la complémentation bimoléculaire par fluorescence et des essais de réticulation chimique.
En outre, à l’aide d’un test d’épissage de minigènes, ils ont démontré que plusieurs mutations faux-sens de GGCX affectent l’épissage de l’ARN pré-messager de GGCX plutôt que d’altérer les résidus d’acides aminés correspondants. Les résultats de cette étude ont permis d’interpréter la corrélation entre le génotype de GGCX et ses phénotypes cliniques et d’expliquer pourquoi l’administration de vitamine K rectifie les troubles hémorragiques mais pas les troubles non hémorragiques.
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