RECEPTOR
Le récepteur de l’érythropoïétine a été cloné par une stratégie d’expression à partir d’une bibliothèque d’ADNc de cellules érythroleucémiques murines (D’Andrea et al., 1989). Le gène du récepteur de l’érythropoïétine humaine est localisé sur le chromosome 19p (Winkelman et al., 1990). Il compte huit exons et sept introns, codant pour un peptide de 507 acides aminés d’un poids moléculaire de 66 kDa. Dans le gène humain, les exons 1 à 5 codent le domaine extracellulaire de 251 acides aminés, l’exon 6 une région a-hélicoïdale de 20 acides aminés qui traverse la membrane, et les exons 7 à 8 le domaine cytoplasmique de 236 acides aminés (Youssoufian et al., 1993). Le récepteur humain de l’érythropoïétine ne possède pas de sites de glycosylation N-liés, mais une fréquence élevée de résidus de sérine et de thréonine (Jones et al., 1990). Il y a 82 % d’identité entre l’érythropoïétine humaine et murine. La réticulation de l’érythropoïétine à la surface des cellules érythroïdes a révélé deux molécules accessoires de 85 et 100 kDa qui ne sont pas reconnues par les anticorps anti-p66 (D’Andrea et Zon, 1990 ; Mayeux et al., 1991). Cependant, leur fonction reste à déterminer.
Le récepteur de l’érythropoïétine appartient à la famille de type 1 des récepteurs de cytokines à membrane unique. Cette famille partage un domaine extracellulaire conservé composé de sous-domaines de fibronectine de type III (FNIII), ainsi qu’un motif boîte 1 cytoplasmatique conservé de la chaîne α qui se lie sélectivement aux Janus kinases (JAK) (Bazan, 1990b). La région extracellulaire du récepteur de l’érythropoïétine contient deux sous-domaines FNIII (D1 et D2), qui forment une forme en L, le grand axe de chaque domaine étant aligné à environ 90° par rapport à l’autre axe. Le domaine D1 NH2-terminal est constitué de quatre brins a sur quatre, et le domaine D2 de sept brins a aniparallèles (Livnah et al., 1996). Le domaine D1 forme un pli de type h avec une topologie hybride FNIII/immunoglobine, et deux paires distales de résidus de cystéine forment des ponts disulfure. Le domaine D2 proximal de la membrane se replie avec une topologie standard de type s FNIII, et contient un motif WSXWS conservé (c’est-à-dire tryptophane-sérine-un acide aminé quelconque-tryptophane-sérine), qui est important pour le repliement du récepteur de l’érythropoïétine (Quelle et al., 1992). Les domaines D1 et D2 contribuent ensemble à six boucles pour les interactions avec l’érythropoïétine. La région cytoplasmique qui est riche en acides aminés proline, glutamine et aspartase contient un domaine boîte 1 (résidus 257-264) qui est spécifique à JAK2 (Zhuang et al., 1994 ; Jiang et al., 1996), un domaine de boîte 2 (résidus 303-313), et huit sites de phosphotyrosine (Tyr 343, 401, 429, 431, 443, 460, 464, 479) qui médient le recrutement d’effecteurs codant pour le domaine d’homologie 2 de Src (SH2). Une boîte 2 étendue (résidus 329-372) est essentielle pour la liaison du récepteur tyrosine kinase KIT après activation par son ligand et provoque la phosphorylation de la tyrosine du récepteur de l’érythropoïétine, indiquant une interaction fonctionnelle entre les deux récepteurs (Wu et al., 1995a). L’érythropoïétine active le récepteur de l’érythropoïétine par dimérisation (Philo et al., 1996). Une molécule p66 se lie à l’érythropoïétine avec une forte affinité (Kd autour de 1 nM), l’autre avec une affinité plus faible (Kd autour de 2 μM). En utilisant des mutations et des délétions, les sites actifs de l’érythropoïétine ont été cartographiés (Boissel et al., 1993 ; Wen et al., 1994 ; Elliott et al., 1997). Des anticorps monoclonaux bivalents, mais non monovalents, dirigés contre le domaine extracellulaire du récepteur de l’érythropoïétine induisent la prolifération de lignées cellulaires dépendantes de l’érythropoïétine et la formation de BFU-E, ce qui suggère une activation du récepteur par sa dimérisation (Elliot et al., 1996). Le même effet peut être obtenu en utilisant de petits peptides mimétiques de l’érythropoïétine (EMPs) (Livnah et al., 1996 ; Wrighton et al., 1996). Bien que les EMP ne partagent aucune homologie de séquence avec l’érythropoïétine, ils se lient spécifiquement au récepteur de l’érythropoïétine. Des mutations ponctuelles dans le domaine extracellulaire (R129C, E132C ou E133C) forment des liaisons disulfure et activent également de manière constitutive le récepteur (Watowich et al., 1994). En particulier, la mutation du résidu arginine 129 en cystéine est oncogène et induit une érythroleucémie (Longmore et Lodish, 1991). Au contraire, EMP33 est capable de dimériser le récepteur, mais pas de l’activer, indiquant un rôle essentiel du changement de conformation du récepteur dimérisé pour sa signalisation (Livnah et al., 1998 ; Remy et al., 1999). L’existence de dimères de récepteurs inactifs préformés sur la surface cellulaire a été proposée, médiée par les régions intermédiaires D1-D2 et fournissant une séparation de 79 A à la base de leurs domaines extracellulaires (Livnah et al., 1996). Après avoir fixé un agoniste, les domaines extracellulaires du récepteur changent leur structure dans une orientation définie avec un espacement de 39 Å fournissant un ajustement de leurs composants cytoplasmatiques et conduisant à la signalisation (Wilson et Jolliffe, 1999).
En plus de fixer l’érythropoïétine, le récepteur de l’érythropoïétine peut être activé par d’autres mécanismes. La protéine d’enveloppe gp55 codée par le virus de l’Ami murin induit l’érythroleucémie chez la souris après s’être liée au récepteur de l’érythropoïétine murine et l’avoir activé (Wolff et Ruscetti, 1985 ; Li et al., 1990). En outre, des peptides synthétiques qui ne partagent aucune homologie de séquence avec l’érythropoïétine sont capables de stimuler le récepteur de l’érythropoïétine (voir ci-dessous).