Nucléotide cyclique phosphodiestérase membranaire cardiaque : caractérisation des isoformes dans les différents compartiments subcellulaires, chez le rat

= Cardiac particulate cyclic nucleotide phosphodiesterase in the rat : characterization of isofonns in different subcellular compartiments

• Auteur / Autrice : Laila Timouyasse
• Direction : Annie-France Prigent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LCB - Chimie Biologique (Lyon, INSA1960-1996)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fractions subcellulaires

Isoformes de protéines

Phosphodiestérases des nucléotides cycliques

Résumé

Des hypothèse récentes suggèrent qu ela phosphodiesterase des nucléotides cycliques (NCPDE) pourrait être la cible pharmacologique d'une nouvelle génération de cardiotropes, permettant ainsi d'envisager des approches nouvelles dans le traitement de l'insuffisance cardiaque. La NCPDE est un système enzymatique à formes multiples qui différent pas leur spécificités de substrat, leur mode de régulation et leur sensibilité aux inhibiteurs. Le rôle physiologique de la PDE dans la modulation de la contractin cardiaque semble dépendre de la localisation subcellulaire de ses isoformes dans le tissus cardiaque. En particulier, les formes membranaires semblent jouer un rôle prépondérant. Or, si les différentes isoformes présentes dans la fraction cytosolique cardiaque sont maintenant bien décrites, en revanche l'équipement phospdiesterase des différents compartiments subcellulaires membranaires reste très mal connu. Notre. Notre étude de l'activité PDE membranaire a nécessite, dans un premier temps,la mise au point de conditions expérimentales optimales permettant de conserver l'activité et les propriétés allostériques des différents isoformes après solubilisation 'introdction d'agents protecteurs et stabilisants, choix du détrergent). Parmis les différentes techniques de fractionnement isoenzymatique mises en œuvre, la chromatographie liquide haute performance 'HPLC) sur échangeur d'ions s'est avérée la plus efficace grâce à sa rapidité et à sa rapidité et à son pouvoir résolutif élevé ? Nous avons étudié la composition en isoformes phosphodiesterase des différents compartiments subcelluaires du coeur de rat préparés selon la technique de Jones et Cala (1981). Quatre isoformes distincts sont présentés dans chacun des compartiments subcelluaires purifiés cystosol, mitochondries, microsomes. Chaque compartiment contient les mêmes isoenzymes mais dans des porportions relatives différentes. Ainsi la ofrme de PDE AMPc spécifique est prépondérente dans les mitochondries alors que la forme calcium et calmoduline dépendante est majoritaire dans mes sicrosomes. Jones LR, Cala SE- Biochemical evidence for functional heterogeneity of cardiac sarcoplasmic reticulum vesicles. J. Biol Chem, 1981, v. 256, p. 11809-11818

[Recent hypotheses suggest that cyclic nucleotide phosphodiesterase (NCPDE) can be the pharmacological target for new cardiotonic drugs, making thus possible new apporaches in the treatment of congestive cardiac failure. The NCPDE is an enzyme system with multiple molecular forms, distinguishable on the basis of their substrate specificity, their regulation and their sensivity to inhibitors. The physiological rôle of PDE in the regulation of cardiac contractibility seems to depend upon the subcellular localisation of the isoform particularly, membrane associated forma are supposed to play a preponderant rôle. Although, the isoenzymatic composition of the cytolic enzymz is well documented, little is known about the isoenzymatic profiles of particulate phosphodiesterase activity in the different subcellular compartiment. In our study, we have in a first time established the optimal experimental condition for preserving the activity and allosteric properties of the different particulate PDE isoform after solubilisation (addition of protective and stabilizing agent). Among the different tested techniques of isoenzymatic separation, ion exchange high liquid chromaotgraphy (HPLC) proved to be the most efficcious due to its rapidity and its high resolutive capacity. We have studied the composition of the phosphodiesterase isoforms in different subcellular compartiment: cytosol, mitochondria and microsomes. Each compartment has the same isoenzymes but their relative proportion is different. Thus specific cAMP PDE is preponderant mitochondria, wheras calcium and calmodium dependant PDE id th emain molecular form in microsomes. Jones L. R. , Cala SE – Biochemical evidence for functional heterogeneity of cagrdiac sarcoplasmic reticulum vesicles J. Biol. Chem 1981, V. 256, p. 11800-11818. ]