Glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins: structure, function, and cleavage by phosphatidylinositol-specific phospholipase C.

A wide variety of proteins are tethered by a glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor to the extracellular face of eukaryotic plasma membranes, where they are involved in a number of functions ranging from enzymatic catalysis to adhesion. The exact function of the GPI anchor has been the subject of much speculation. It appears to act as an intracellular signal targeting proteins to the apical surface in polarized cells. GPI-anchored proteins are sorted into sphingolipid- and cholesterol-rich microdomains, known as lipid rafts, before transport to the membrane surface. Their localization in raft microdomains may explain the involvement of this class of proteins in signal transduction processes. Substantial evidence suggests that GPI-anchored proteins may interact closely with the bilayer surface, so that their functions may be modulated by the biophysical properties of the membrane. The presence of the anchor appears to impose conformational restraints, and its removal may alter the catalytic properties and structure of a GPI-anchored protein. Release of GPI-anchored proteins from the cell surface by specific phospholipases may play a key role in regulation of their surface expression and functional properties. Reconstitution of GPI-anchored proteins into bilayers of defined phospholipids provides a powerful tool with which to explore the interactions of these proteins with the membrane and investigate how bilayer properties modulate their structure, function, and cleavage by phospholipases.Key words: glycosylphosphatidylinositol anchor, lipid bilayers, reconstitution, ecto-5'-nucleotidase, placental alkaline phosphatase.De nombreuses protéines ayant diverses fonctions, allant de la catalyse enzymatique à l'adhésion, sont attachées à la face externe de la membrane plasmique des cellules eucaryotes par un ancrage à un glycosyl phosphatidylinositol (GPI). Le rôle exact de l'ancrage à un GPI est le sujet de beaucoup de spéculations. Il semble agir comme un signal intracellulaire ciblant des protéines à la surface apicale des cellules polarisées. Les protéines ancrées à un GPI sont triées dans des microdomaines riches en cholestérol et sphingolipides, des radeaux lipidiques, avant d'être transportées à la surface membranaire. Leur localisation dans les microdomaines radeaux expliquerait que cette classe de protéines intervient dans des processus de transduction de signaux. Plusieurs éléments de preuve suggèrent que les protéines ancrées à un GPI interagiraient étroitement avec la surface de la bicouche, de sorte que leurs effets seraient modulés par les propriétés biophysiques de la membrane. Cet ancrage imposerait des contraintes conformationnelles et son élimination modifierait la structure et les propriétés catalytiques d'une protéine ancrée à un GPI. Le relargage des protéines ancrées à un GPI de la surface cellulaire par des phospholipases spécifiques jouerait un rôle important dans la régulation de leur expression et de leur fonction à la surface des cellules. La reconstitution des protéines ancrées à un GPI dans des bicouches constituées de phospholipides spécifiques est un puissant outil permettant d'explorer les interactions de ces protéines avec la membrane et d'étudier comment les propriétés des bicouches modulent leur structure, leur fonction et leur clivage par des phospholipases.Mots clés : ancrage à un glycosylphosphatidylinositol, bicouche lipidique, reconstitution, ecto-5'-nucléotidase, phosphatase alcaline placentaire.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]