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Première publication : 16/06/2012 - Dernière mise à jour : 22/10/2012
Contribution réalisée par : Paul PILLOT

Un récepteur de l'immunité innée, TLR5, en complexe avec un composant du flagelle bactérien, la flagelline

Références

Auteurs : Yoon, S.I., Kurnasov, O., Natarajan, V., Hong, M., Gudkov, A.V., Osterman, A.L., Wilson, I.A.
Publication :
"Crystal structure of the N-tetminal fragment of zebrafish TLR5 in complex with Salmonella flagellin" in Science (New York, N.Y.) 2012 nº335 pages 859-64 PubMed

Source : PDB Identifiant : 3v47

Classification

Organisme d'origine : Myxine
Catégorie :
organique > protide > protéine > structure > flagelle > Un récepteur de l'immunité innée, TLR5, en complexe avec un composant du flagelle bactérien, la flagelline
organique > protide > protéine > immunité > TLR > Un récepteur de l'immunité innée, TLR5, en complexe avec un composant du flagelle bactérien, la flagelline
organique > protide > protéine > immunité > TLR > Un récepteur de l'immunité innée, TLR5, en complexe avec un composant du flagelle bactérien, la flagelline
organique > protide > protéine > immunité > Récepteur MD-2 > Un récepteur de l'immunité innée, TLR5, en complexe avec un composant du flagelle bactérien, la flagelline

Description

Les macrophages et les cellules dendritiques possèdent plusieurs types de récepteurs membranaires capables de reconnaître quelques molécules caractéristiques de microorganismes. Parmi ces récepteurs se trouvent les protéines TLR (Toll Like Receptor) nommées ainsi en raison de leur ressemblance avec la protéine Toll découverte chez la drosophile d'abord pour son implication dans le développement embryonnaire puis pour son rôle immunitaire.

Il existe une dizaine de classes de récepteurs TLR différentes (à comparer aux millions d'immunoglobines ou de récepteurs T différents produits par les lymphocytes) qui reconnaissent un spectre assez large de motifs antigéniques (PAMP pour Pathogen Associated Molecular Patterns).
Le TLR-5 présent dans ce modèle reconnaît la flagelline, une protéine constitutive des flagelles bactériens. De nombreuses bactéries flagellées sont impliquées dans les infections des systèmes digestifs, urinaires et respiratoires. Le flagelle confère à ces bactéries une mobilité qui favorise leurs capacités infectieuses. Il est formé d'une partie motrice intracellulaire qui anime un filament extracellulaire constitué lui-même de protofilaments. La flagelline est le constituant essentiel de ces protofilaments. Une molécule de flagelline est divisée en plusieurs domaines, numérotés de 1 à 3. Le domaine 1 est essentiel à l'assemblage du filament et au déplacements relatifs des flagellines au cours du mouvement.

Domaines de la flagelline
Figure 1 : Domaines de la flagelline. Le domaine D1 est reconnaissable à ses hélices.

 

Le récepteur TLR5 est localisé sur la membrane cytoplasmique et possède 3 domaines différents : un domaine extracellulaire chargé de la reconnaissance de la flagelline, un domaine transmembranaire et un domaine intracytoplasmique. La liaison de la flagelline entraîne le rapprochement de deux chaînes de TLR5 dont les domaines intracytoplasmique réagissent pour initier une cascade de signaux déclenchant le processus inflammatoire.

Ce modèle ne présente que la partie extracelllulaire du récepteur. Les deux chaînes de TLR5 (identifiées A et B dans le fichier) ont une forme caractéristique en fer à cheval. Elles établissent des contacts réciproques avec deux molécules de flagelline (identifiées C et D).

Complexe entre TLR5 et deux flagellines
Figure 2 : Complexe entre la partie extracellulaire des TLR5 (chaînes A et B en orange et en jaune) et deux flagellines (chaînes C et D en vert clair et vert foncé)

Chronologiquement la formation d'un tel complexe débute par la reconnaissance d'une molécule de flagelline par chaque molécule de TLR5. Les contacts s'établissent entre les zones conservées du domaine D1 de la flagelline et les faces inférieures et internes du TLR5.

 

Complexe entre  un TLR5 et une flagelline
Figure 3 : Contact entre TLR5 (jaune) et flagelline (vert). Les acides aminés du TLR5 en contact avec la flagelline sont affichés en sphères.
 
Une fois ces contacts primaires établis, les chaînes de TLR5 peuvent établir un contact secondaire avec une flagelline fixée sur un autre récepteur TLR5.
Contacts entre TLR5 et flagellines
Figure 4 : Complexe entre la partie extracellulaire des TLR5 (chaînes A et B en orange et en jaune) et deux flagellines (chaînes C et D en vert clair et vert foncé). Les acides aminés des TLR5 en contact avec les flagellines sont affichés en sphères. On peut constater des contacts croisés d'un TLR avec deux flagellines
Les TLR5 ainsi rapprochés forment un dimère, ce qui conduit au déclenchement d'un signal intracellulaire.

 

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    Chaîne Séquence
    Phylogène
    Anagène
    A
    ADPGTSECSVIGYNAICINRGLHQVPELPAHVNYVDLSLNSIAELNE...
    B
    ADPGTSECSVIGYNAICINRGLHQVPELPAHVNYVDLSLNSIAELNE...
    C
    GSAKDPQAIANRFTSNIKGLTQASRNANDGISIAQTTEGALNEINNN...
    D
    GSAKDPQAIANRFTSNIKGLTQASRNANDGISIAQTTEGALNEINNN...
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