La fonction de la protéine DJ-1/Park7 dans la maladie de Parkinson

Une déficience en protéine DJ-1/Park7 entraîne l'apparition précoce de la maladie de Parkinson vers l'âge de 40 ans. Dans une étude publiée dans la revue Journal of Biological Chemistry, l'équipe de Gilbert Richarme à l'Institut Jacques Monod, révèle que la protéine DJ-1/Park7, dont la fonction était inconnue, est une enzyme qui répare les protéines endommagées par la fixation de polluants intracellulaires dérivés du métabolisme, les glyoxals. Si elle n'est pas détruite par DJ-1, la liaison covalente entre les protéines et les glyoxals entraîne l'inactivation des protéines et la formation d'agrégats responsables du vieillissement, de maladies neurodégénératives, rénales, cardiovasculaires, autoimmunes et l'apparition d'arthrite, de diabète et de cancers. DJ-1/Park7 étant la seule enzyme capable de réparer ces dommages protéiques, elle devrait être une cible importante pour la prévention du vieillissement et de nombreuses maladies.

La protéine DJ-1/Park7 fait partie de la dizaine de protéines, telles la synucléine, la parkine, les kinases LRRK2 et PINK1, dont la déficience entraîne l'apparition précoce de la maladie de Parkinson. Sa fonction est encore inconnue, ainsi que son rôle précis dans la protection contre cette maladie, mais de nombreuses publications suggèrent qu'elle protège les cellules contre le stress oxydatif.


L'étude de l'équipe de Gilbert Richarme montre que DJ-1/Park7 est une nouvelle enzyme de réparation des protéines, inconnue jusqu'alors, capable de libérer les protéines de leur pollution par le méthylglyoxal (CH3-CO-CHO) et le glyoxal (CHO-CHO). Ces deux composés nuisibles se forment spontanément à l'intérieur des cellules, principalement lors du métabolisme du glucose, et, par leurs fonctions aldéhyde ou cétone se fixent par liaison covalente sur les acides aminés cystéine, lysine ou arginine des protéines. Cette pollution des protéines est appelée "glycation" et les composés qui en résultent se transforment en produits complexes appelés "advanced glycation endproducts" (AGEs) responsables de l'inactivation des protéines par masquage des acides aminés indispensables à leur fonction et de leur agrégation avec d'autres protéines. Comme ils peuvent se fixer indistinctement sur toutes les protéines, lesquelles sont impliquées dans la plupart des fonctions cellulaires, les glyoxals sont responsables du vieillissement et de nombreuses maladies.

La protéine DJ-1/PARK7 préviendrait par déglycation la formation de 50% à 70% des AGEs, les autres AGEs résultant principalement de la glycation spontanée des protéines par les sucres comme le glucose ou le ribose, le glucose étant 20.000 fois moins réactif que le méthylglyoxal mais 1000 à 5000 fois plus concentré dans la cellule. Il convient toutefois de ne pas confondre la glycation, qui représente la fixation non catalysée et nuisible de sucres et de leurs dérivés sur les protéines, avec la glycosylation enzymatique des protéines qui aboutit à la formation de glycoprotéines, et représente une étape de maturation essentielle de certaines protéines membranaires ou secrétées, utile à leur fonction.

La découverte de la nouvelle fonction de DJ-1/PARK7 suggère qu'une déficience en DJ-1/PARK7 favorise l'apparition précoce de la maladie de Parkinson parce qu'une ou plusieurs protéines impliquées dans la transmission dopaminergique sont inactivées par les glyoxals intracellulaires. Sur un plan général, elle renforce l'importance de la glycation dans les maladies neurodégénératives. Cependant, elle étend les capacités d'intervention de DJ-1/PARK7 bien au-delà de la maladie de Parkinson, en direction du vieillissement, celui de la peau en particulier, et des maladies liées à la glycation des protéines, telles les maladies cardiovasculaires, auto-immunes, le diabète, les maladies post-diabétiques, l'arthrite et les cancers. Il est à noter que certaines publications évoquent déjà, de manière un peu confuse, et sans la relier à la glycation, une implication de DJ-1/PARK7 dans ces maladies. DJ-1/PARK7, comme réparateur potentiel de toutes les protéines, est susceptible d'intervenir dans n'importe quel processus cellulaire ou maladie, de même qu'un chirurgien, qui soigne un évêque, un pâtissier ou un garagiste, est utile à l'exercice de la religion, de la pâtisserie ou de la réparation automobile. Ainsi, la fonction déglycase de DJ-1/PARK7 suggère qu'elle serait un acteur majeur de la lutte contre le vieillissement et les maladies liées à la glycation des protéines, et cette fonction était espérée depuis la découverte par Louis Camille Maillard, en 1912, de la glycation des protéines par les sucres.