Colloque

Les protéines découplantes mitochondriales

Daniel Ricquier

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Daniel Ricquier

Résumé du colloque

Au cours de la respiration cellulaire, la réoxydation des coenzymes réduits dans les mitochondries est couplée à la phosphorylation de l'ADP. La notion de couplage entre ces deux processus signifie qu'une partie importante de l'énergie des oxydations est utilisée pour la synthèse de l'ATP. En fait, on sait que ce couplage n'est que partiel puisqu'une partie importante de la respiration n'est pas utilisée pour phosphoryler l'ADP mais permet le transport de certains ions à travers la membrane interne mitochondriale. Par ailleurs, la respiration s'accompagne toujours d'une certaine dissipation d'énergie sous forme de chaleur. Depuis 30 ans, un tissu particulier a intrigué les mitochondriologistes. Il s'agit du tissu adipeux brun, présent chez les hibernants, les petits mammifères et les nouveaux-nés des mammifères de grande taille. Ce tissu est constitué d'adipocytes bruns qui, lorsqu'ils sont activés, sont très thermogéniques. La thermogénèse des adipocytes bruns résulte d'un découplage régulé de la respiration. Ce découplage permet aux mitochondries des adipocytes bruns de respirer rapidement et de dissiper la totalité de l'énergie respiratoire sous forme de chaleur. La protéine découplante UCP (récemment renommée UCP1) est responsable du découplage respiratoire dans ce tissu. UCP1 agit en annulant le gradient électrochimique de protons, et est spécifique des adipocytes bruns. Le gène UCP1 est indispensable au maintien de la température corporelle chez les souris exposées au froid. Sachant que le couplage de la respiration n'est pas de 100% dans les mitochondries des autres types de cellules, l'hypothèse de l'existence de protéines homologues de l'UCP de graisse brune a été faite et a mené à l'identification récente d'UCP2 et UCP3. Le gène UCP2 est exprimé dans la plupart des tissus, alors que le gène UCP3 est principalement exprimé dans les muscles squelettiques. Des gènes de la même famille ont aussi été identifiés chez les plantes. Les premières analyses biochimiques et génétiques d'UCP2 et UCP3 suggèrent qu'il s'agit de protéines capables de découpler la respiration et activer l'oxydation des substrats ou impliquées dans le déterminisme de la dépense énergétique de repos. Toutefois, les rôles biologiques de ces nouvelles UCPs ne sont pas encore véritablement établis, et seront discutés.