Smad 4

SMAD4
Structures disponibles PDB Recherche d'orthologue: PDBe RCSB Identifiants PDB 1DD1, 1G88, 1MR1, 1U7F, 1U7V, 1YGS, 5MEY, 5MEZ, 5MF0
Identifiants
Aliases	SMAD4
IDs externes	OMIM: 600993 MGI: 894293 HomoloGene: 31310 GeneCards: SMAD4
Position du gène (Homme) Chr. Chromosome 18 humain[1] Locus 18q21.2 Début 51,028,394 bp[1] Fin 51,085,045 bp[1]
Position du gène (Souris) Chr. Chromosome 18 (souris)[2] Locus 18 E2|18 49.51 cM Début 73,772,080 bp[2] Fin 73,836,851 bp[2]
Expression génétique Bgee Humain Souris (orthologue) Fortement exprimé dans ventricular zone éminence ganglionnaire tendon calcanéen epithelium of colon stromal cell of endometrium left ovary vésicule biliaire rectum artère poplitée Tibial arteries Fortement exprimé dans Rostral migratory stream corps ciliaire Cellule de Paneth canal déférent fœtus humain corpuscule rénal medullary collecting duct conjunctival fornix medial ganglionic eminence épithélium pigmentaire rétinien Plus de données d'expression de référence BioGPS Plus de données d'expression de référence
Gene Ontology Fonction moléculaire protein homodimerization activity protein heterodimerization activity RNA polymerase II transcription regulatory region sequence-specific DNA binding liaison ion métal liaison ADN DNA-binding transcription factor activity sequence-specific DNA binding cis-regulatory region sequence-specific DNA binding DNA-binding transcription activator activity, RNA polymerase II-specific I-SMAD binding collagen binding liaison protéique RNA polymerase II cis-regulatory region sequence-specific DNA binding R-SMAD binding identical protein binding sulfate binding DNA-binding transcription factor activity, RNA polymerase II-specific transcription coregulator activity molecular function regulator liaison de chromatine Composant cellulaire noyau cytoplasme transcription regulator complex activin responsive factor complex intracellulaire RNA polymerase II transcription regulator complex nucléoplasme centrosome cytosol SMAD protein complex Processus biologique negative regulation of cell population proliferation spermatogenèse positive regulation of pathway-restricted SMAD protein phosphorylation positive regulation of luteinizing hormone secretion regulation of cell population proliferation cardiac septum development negative regulation of cell death regulation of hair follicle development cellular response to BMP stimulus epithelial to mesenchymal transition involved in endocardial cushion formation brainstem development prolifération cellulaire regulation of binding SMAD protein complex assembly metanephric mesenchyme morphogenesis positive regulation of epithelial to mesenchymal transition positive regulation of transcription from RNA polymerase II promoter involved in cellular response to chemical stimulus regulation of transcription by RNA polymerase II branching involved in ureteric bud morphogenesis regulation of transcription, DNA-templated embryonic digit morphogenesis uterus development Guidage axonal somatic stem cell population maintenance gastrulation positive regulation of histone H3-K4 methylation negative regulation of transcription, DNA-templated response to transforming growth factor beta endothelial cell activation positive regulation of transforming growth factor beta receptor signaling pathway fécondation unique transforming growth factor beta receptor signaling pathway anterior/posterior pattern specification in utero embryonic development positive regulation of cell proliferation involved in heart valve morphogenesis atrioventricular valve formation intracellular signal transduction developmental growth endoderm development cellular iron ion homeostasis kidney development formation of anatomical boundary positive regulation of histone H3-K9 acetylation regulation of transforming growth factor beta2 production interleukin-6-mediated signaling pathway negative regulation of transcription by RNA polymerase II male gonad development ovarian follicle development endocardial cell differentiation nephrogenic mesenchyme morphogenesis gastrulation with mouth forming second female gonad development SMAD protein signal transduction response to hypoxia atrioventricular canal development mesoderm development negative regulation of cell growth régulation positive de la transcription dépendante de l'ADN BMP signaling pathway tissue morphogenesis positive regulation of transcription by RNA polymerase II positive regulation of SMAD protein signal transduction somite rostral/caudal axis specification sebaceous gland development positive regulation of follicle-stimulating hormone secretion positive regulation of BMP signaling pathway neural crest cell differentiation seminiferous tubule development female gonad morphogenesis regulation of transforming growth factor beta receptor signaling pathway neuron fate commitment transcription, DNA-templated outflow tract septum morphogenesis left ventricular cardiac muscle tissue morphogenesis negative regulation of cardiac muscle hypertrophy protein deubiquitination ventricular septum morphogenesis negative regulation of ERK1 and ERK2 cascade negative regulation of cardiac myofibril assembly protein homotrimerization pri-miRNA transcription by RNA polymerase II secondary palate development morphogenèse d'une structure anatomique différenciation cellulaire mesendoderm development Sources:Amigo / QuickGO
Orthologues Espèces Homme Souris Entrez 4089 17128 Ensembl ENSG00000141646 ENSMUSG00000024515 UniProt Q13485 P97471 RefSeq (mRNA) NM_005359 NM_008540 NM_001364967 NM_001364968 RefSeq (protéine) NP_005350 NP_032566 NP_001351896 NP_001351897 Localisation (UCSC) Chr 18: 51.03 – 51.09 Mb Chr 18: 73.77 – 73.84 Mb Publication PubMed [3] [4]
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Smad4 ou Mothers against decapentaplegic homolog 4 est une protéine qui contient 552 acides aminés.

Description de la protéine

Elle est codée par le chromosome 18 humain plus précisément dans la région 18q21.1. Le poids de celle-ci est de 60439 Da. Le nom Smad vient de deux protéines, MAD qui provient de la drosophile et SMA qui est une protéine venant du nématode C.elegans. Pendant les études faites sur la drosophile, certains chercheurs ont découvert une mutation dans le gène MAD. Cette mutation était transmise par la mère drosophile à son embryon sous forme de « décapentaplégie », c’est-à-dire une forme de paralysie. C'est pour cette raison que la protéine Smad signifie « similaire mère contre décapentaplégie »^[5]. Il y a aussi d’autres noms que certains auteurs donne à cette protéine comme : DPC4, JIP, MAD, MADH4.

Smad 4 fait partie de la taxonomie des Homo sapiens. Elle est omniprésente dans les cellules de la peau, du pancréas, du colon, de l’utérus, de l’épithélium ainsi que par les fibroblastes. Elle possède aussi deux sites de sumoylation, un majeur positionné sur la lysine 159 et un mineur sur la lysine 113. L’addition d’une protéine SUMO augmente la stabilité de Smad 4.

Smad 4 fait partie de la famille des Smads. Elle joue le rôle de transduction de signal et de facteur de transcription. Elle se localise dans le cytoplasme de la cellule et se transporte dans le noyau afin d’y effectuer son action. On peut donc affirmer que cette protéine est une effectrice intracellulaire.

Mécanisme d'action de Smad 4

Le ligand respectif vient se lier sur le récepteur Smads qui est un récepteur sérine/thréonine kinase. Ensuite, Smad 2 et Smad 3 sont phosphorylés en raison de l’activation du récepteur de type 1. Il y aura par la suite formation d’un complexe avec le smad 4. Ce complexe hétérodimérique de Smad 4 et de Smads est transloqué dans le noyau où il pourra réguler la transcription de gènes spécifiques impliqués dans le contrôle et la régulation de la croissance cellulaire. En résumé, la protéine Smad 4 est primordiale dans la régulation de la croissance cellulaire via la voie du TGF- β^[6],[7].Les différentes étapes du mécanisme d'action sont illustrées sur le côté.

En médecine

Les pathologies associées à cette protéine sont en lien avec le TGF- β. S’il y a une mutation dans le gène codant la protéine Smad 4, la transcription du TGF- β ne se fera pas, donc il y aura une croissance cellulaire sans inhibition. Cette croissance entraînera l’apparition de tumeur et de certains cancers à plus long terme. Par exemple, étant donné que la protéine Smad 4 est présente dans les cellules du pancréas et du colon, il y aura donc possibilité de développer un cancer colorectal ou un carcinome pancréatique^[8]. Une délétion dans le gène de cette protéine peut entraîner l’inactivation de Smad 4 et, par conséquent, entraîner un cancer du sein. Le syndrome de la polypose juvénile^[9] ou une maladie de Rendu-Osler^[10] peuvent aussi être la conséquence d’une mutation de SMAD4. Des variants du gène sont associées avec le risque de survenue d'un anévrisme de l'aorte thoracique^[11].

Autre exemple de pathologie en lien avec un virus

Le VPH, virus du papillome humain, fait partie de la famille des papovavirus. Le virus du papillome humain exprime une oncoprotéine E7. Cette oncoprotéine est impliquée dans la cause de cancers cervicaux associés à l’infection du VPH.

Premièrement, l’oncoprotéine vient se lier soit à Smad 1,2,3 et 4. Cela entraînera un blocage dans l’interaction du complexe Smad^[12]. Ce complexe ne pourra donc plus se transloquer dans le noyau et engendrer la transcription du TGF- β. S’il n’y a plus de formation de TGF- β, la cellule va continuer de croître puisqu’elle n’aura plus de signal d’inhibition. Il y aura donc développement d’une tumeur et à plus long terme, d’un cancer.

Notes et références

Lien interne

• Biologie du développement

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