Abstract

Le cytochrome P450c17 est une enzyme stratégique dans la synthèse des glucocorticoïdes et des stéroïdes sexuels chez l'humain. Il possède deux activités: une activité 17α-hydroxylase transformant la prégnènolone en 17α-hydroxy-prégnènolone, le précurseur du cortisol, et une activité 17,20-lyase, menant à la formation du DHEA, un des précurseurs des stéroïdes sexuels. Par un modèle de cellules transfectées, nous avons d'abord démontré que la formation de DHEA à partir de la prégnènolone, par le cytochrome P450c17, impliquait le relâchement de l'intermédiaire 17α-hydroxy-prégnènolone, ce qui favorise la thèse selon laquelle la formation de glucocoticoïdes, de minéralocorticoïdes et de stéroïdes sexuels est régie par la présence relative des enzymes qui interviennent sur la 17α-hydroxy-prégnènolone, soit la 3β-hydroxystéroïdes déshydrogénase/Δ⁵⁻Δ ⁴-isomérase et le P450c21. Nos travaux se sont ensuite concentrés sur la régulation différentielle de ces deux activités par le NADPH cytochrome P450 réductase et le cytochrome b ₅. Nos études ont démontré qu'il existait un rapport optimal entre la quantité de P450c17, de NADPH cytochrome P450 réductase et de cytochrome b₅ pour la production de DHEA. Ces résultats démontrent également que le cytochrome b₅ module sélectivement l'activité 17,20-lyase. Nos travaux ont également mené au clonage d'un deuxième type de cytochrome b₅ capable de moduler l'activité 17,20-lyase du P450c17 à un niveau comparable à celui du type 1. Nous avons ensuite caractérisé une troisième activité du P450c17 chez l'humain, soit une activité 16-ène-synthase, et démontré une modulation différentielle des activités 16-ène-synthase et 17α-hydroxylase/17,20-lyase par le NADPH cytochrome P450 réductase. Finalement, nos travaux ont permis de démontrer que les 16-ène-stéroïdes sont synthétisés par les enzymes de la stéroïdogenèse classique et sont donc produits par la même voie de biosynthèse que les stéroïdes sexuels.

Alternate abstract:

Cytochrome P450c17 is a strategic enzyme in the synthesis of glucocorticoids and sex steroids in humans. It has two activities: a 17α-hydroxylase activity transforming pregnenolone into 17α-hydroxy-pregnenolone, the precursor of cortisol, and a 17,20-lyase activity, leading to the formation of DHEA, one of the precursors of sex steroids. Using a transfected cell model, we first demonstrated that the formation of DHEA from pregnenolone, by cytochrome P450c17, involved the release of the intermediate 17α-hydroxy-pregnenolone, which favors the thesis according to which the Formation of glucocoticoids, mineralocorticoids and sex steroids is governed by the relative presence of enzymes which intervene on 17α-hydroxy-pregnenolone, namely 3β-hydroxysteroid dehydrogenase/Δ5−Δ 4-isomerase and P450c21. Our work then focused on the differential regulation of these two activities by NADPH cytochrome P450 reductase and cytochrome b 5. Our studies demonstrated that there was an optimal ratio between the quantity of P450c17, NADPH cytochrome P450 reductase and cytochrome b5 for the production of DHEA. These results also demonstrate that cytochrome b5 selectively modulates 17,20-lyase activity. Our work also led to the cloning of a second type of cytochrome b5 capable of modulating the 17,20-lyase activity of P450c17 at a level comparable to that of type 1. We then characterized a third activity of P450c17 in human, i.e. 16-ene synthase activity, and demonstrated differential modulation of 16-ene synthase and 17α-hydroxylase/17,20-lyase activities by NADPH cytochrome P450 reductase. Finally, our work demonstrated that 16-ene steroids are synthesized by classical steroidogenesis enzymes and are therefore produced by the same biosynthetic pathway as sex steroids.