Glutaminase

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Glutaminase
Tétramère de glutaminase mitochondriale humaine (PDB 5D3O)

Tétramère de glutaminase mitochondriale humaine (PDB 5D3O)

Caractéristiques générales
Nom approuvé Glutaminase
Symbole GLS
N° EC 3.5.1.2
Homo sapiens
Locus 2q32.2
Masse moléculaire 73 461 Da
Nombre de résidus 669 acides aminés

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

Glutaminase 2
Caractéristiques générales
Nom approuvé Glutaminase mitochondriale du foie
Symbole GLS2
N° EC 3.5.1.2
Homo sapiens
Locus 12q13.3
Masse moléculaire 66 323 Da
Nombre de résidus 602 acides aminés

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

Une glutaminase est une hydrolase qui catalyse la réaction :

L-glutamine + H2O    L-glutamate + NH3.

Cette enzyme joue un rôle important dans les cellules gliales. Chez l'homme, il en existe deux isoformes : la GLS1 est exprimée essentiellement dans les reins et présente une forte activité (sa constante de Michaelis KM est faible), tandis que la GLS2 est exprimée essentiellement dans le foie et présente une activité plus faible avec un mode de régulation allostérique[1].

Distribution tissulaire[modifier | modifier le code]

Elle est exprimée et est active dans les hépatocytes (cellules du foie), où elle libère de l'ammoniac NH3 pour la formation d'urée, comme le fait la glutamate déshydrogénase. Elle est également exprimée dans les cellules épithéliales du néphron, à partir duquel l'ammoniac libéré est excrété sous forme d'ions ammonium NH4+. L'excrétion d'ions NH4+ est un important mécanisme de régulation acido-basique du rein. Lors d'une acidose chronique, l'expression de la glutaminase augmente dans les reins, ce qui accroît la quantité d'ions ammonium excrétés. La glutaminase est également présente dans les intestins, où l'ammoniac libéré au niveau du foie peut atteindre une concentration de 0,26 mmol·L-1 (à comparer à la concentration artérielle d'ammoniac, typiquement de 0,02 mmol·L-1).

L'une des fonctions les plus importantes de la glutamine se déroule dans les terminaisons des axones des neurones du système nerveux central. Le glutamate est le neurotransmetteur d'excitation le plus abondant dans le système nerveux central. Après avoir été libéré dans la synapse pour y assurer la neurotransmission, il est rapidement absorbé par les astrocytes voisins, qui le convertissent en glutamine. Cette dernière est ensuite fournie aux terminaisons présynaptiques des neurones, où des glutaminases la convertissent à nouveau en glutamate, qui s'accumule dans les vésicules synaptiques. Bien que les deux isoenzymes GLS1 (celle des reins) et GLS2 (celle du foie) sont exprimées dans le cerveau, seule la GLS2 a été observée dans le noyau des neurones du système nerveux central[2].

Glutaminase
Domaine protéique
Pfam PF04960
Clan Pfam CL0013
InterPro IPR015868
SCOP 1mki
SUPERFAMILY 1mki

Cible thérapeutique[modifier | modifier le code]

Plusieurs molécules sont inhibitrices des glutaminases et se révèlent avoir des propriétés anti-tumorales[3].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Dennis Botman, Wikky Tigchelaar et Cornelis J. F. Van Noorden, « Determination of phosphate-activated glutaminase activity and its kinetics in mouse tissues using metabolic mapping (quantitative enzyme histochemistry). », Journal of Histochemistry & Cytochemistry, vol. 62, no 11,‎ , p. 813-826 (PMID 25163927, PMCID 4230542, DOI 10.1369/0022155414551177, lire en ligne)
  2. (en) Lucı́a Olalla, Antonia Gutiérrez, José A. Campos, Zafar U. Khan, Francisco J. Alonso, Juan A. Segura, Javier Márquez et J. Carlos Aledo, « Nuclear Localization of L-type Glutaminase in Mammalian Brain », Journal of Biological Chemistry, vol. 277, no 41,‎ , p. 38939-38944 (PMID 12163477, DOI 10.1074/jbc.C200373200, lire en ligne)
  3. Hensley CT, Wasti AT, DeBerardinis RJ, Glutamine and cancer: cell biology, physiology, and clinical opportunities, J Clin Invest, 2013;123:3678–3684