Api5 est une protéine constituée d'une structure répétitive d'Hélices α
Le crystal de la protéine Api5 a été décrit récemment par Han et al en 2012. Il montre que le monomère d'Api 5 est constitué d’une structure répétitive d’Hélices α qui forment une super hélice avec un pas à droite dont les dimensions sont de 100x35x50 A° (figure 30). Il
s’agit de 19 hélices de type alpha, et de deux hélices de type 310e
. Chaque hélice est associée avec sa voisine et forme une paire d’hélices antiparallèles.
Api5 est une molécule qui expose des surfaces chargées
Plusieurs parties de la molécule sont chargées positivement et se localisent dans les régions concaves de la surface d’Api5. Les parties chargées négativement se localisent dans les régions convexes. Ces surfaces sont très conservées dans de nombreuses espèces. La présence de ces régions chargées suggère de nombreuses possibilités d'interactions protéiques-protéiques pour Api5. Par exemple, en ce qui concerne le FGF-2 qui est chargé très positivement, il se lierait sur la face convexe négative d’Api5 au niveau des hélices α 6 et α 15-16.
Api5 est riche en motif répétitifs
En ce qui concerne la région N terminale d’Api5, elle a la structure caractéristique des répétitions de type HEAT. La région C terminale, elle possède une structure répétitive mais de type ARM. Les structures de type HEAT et ARM sont elles aussi des structures connues pour leur capacité à créer des interactions protéines-protéines. De plus la structure allongée d’Api5 est particulièrement adaptée à un partenariat multiple (Tu et al, 2007).
The overall structural representation of API5.
Han B et al. J. Biol. Chem. 2012;287:10727-10737
©2012 by American Society for Biochemistry and Molecular Biology
figure 30. Représentation de la structure générale d'Api5: A, Le schéma représentant un ruban d'Api5 révèle sa structure allongée qui n'est composée que d'hélices α. B, Les régions chargées d'Api5 : la région concave est très positive alors que la région convexe est chargée négativement. Les résidus acides et basiques sont indiqués. La lysine, Lys-251, est entourée d'un cercle rouge. L'exposition à des solvants permet son accès à des acétyltransférases ou à des déacétylases. C, Représentation de la surface de conservation des acides aminés. La surface de conservation a été faite via ConSurf (Ashkenazy et al, 2010).
Le domaine LXXLL serait masqué dans le monomère d'Api5
La séquence LXXLL d’Api5 se trouve au niveau de l’hélice α6 (figure 31, Han et al, 2012) et forme une hélice alpha amphipathique (à la fois hydrophile et hydrophobe). La séquence LXXLL d’après cette étude ne serait pas à la surface d'Api5 et ne pourraient donc pas intervenir dans une interaction protéine-protéine avec les récepteurs nucléaires. Cependant, les auteurs proposent que dans cette localisation les résidus leucines permettraient de stabiliser les motifs répétitifs HEAT en formant des liens hydrophobes avec les hélices α de voisinage.
Figure 31. Le motif LXXLL et ses résidus d'interaction. Les résidus leucine interagissent
avec les résidus hydrophobes sur les hélices adjacentes et sont impliqués dans la stabilisation de la structure répétée.
Le domaine "leucine zipper" canonique d'Api5 ne permettrait pas une liaison directe entre Api5 et l'ADN
Les domaines "leucine zipper" sont fréquemment retrouvés au sein des domaines de liaison à l’ADN de différents facteurs de transcription comme par exemple pour fos et Jun et sont ainsi impliqués dans la régulation de l’expression de gènes (figure 32). Des régions basiques ont été retrouvées près du domaine "leucine zipper" canonique d'Api5. Cependant un domaine de liaison à l’ADN basique typiquement suivi d’un domaine "leucine zipper" tel qu’il est présent dans d’autres protéines possédant des domaines "leucine zipper" n’a pas été retrouvé pour Api5.
Figure 32. Représentation schématique d'un domaine leucine zipper (hélices noires). Les
heptamères de leucines s'associent pour permettre la dimérisation des protéines les contenant et les domaines basiques adjacents permettent la liaison à l'ADN.
Le crystal d'Api5 est monomérique
Le domaine leucine heptade canonique d'Api5 est prédictif d’une dimérisation d’Api5. Cependant le crystal d’Api5 est un monomère de 60.129 Da. Le domaine « leucine zipper » présumé qui se trouve sur α18 n’interagit pas avec une autre sous-unité homologue. Au contraire d’après cette étude, il interagit avec α19 de la même sous unité (figure 33). Trois des 4 leucines appartenant aux heptades présentent des interactions hydrophobes avec des résidus
hydrophobes de α19. C’est ainsi, que de façon inattendue, les auteurs montrent qu’Api5 est un monomère et que le domaine " leucine zipper " ne participe pas à sa dimérisation. Cependant, ils n’excluent pas qu’il s’hétérodimérise avec d’autres protéines contenant des structures leucines zipper dans certaines conditions comme c’est le cas pour la liaison entre Api5 et acinus.
Figure 33 : Le motif répétitif leucine heptade. L'hélice α18 est recouverte par l'hélice α19 de la
même sous-unité et ne forme pas un motif "leucine zipper" typique. Les résidus leucines de la répétition en heptade et les résidus hydrophobes sur l'hélice α19 sont proches les uns des autres. (Désignés par des bâtonnets).
Cette étude portant sur la structure protéique d’API5 montre qu’il possède des modules d’interaction protéine –protéine qui lui permettent de se lier avec de nombreux partenaires. Certains sont déjà connus tels que les FGF-2 (Van den Berghe, et al 2000), de haut poids moléculaire, acinus (Rigou et al, 2009), AIP1/2 (Li et al, 2011), et ALC1 (Ahel et
al, 2009). Api5 servirait ainsi d’échafaud pour des complexes multi protéiques lui permettant ainsi d’être impliqué dans différents complexes et dans différentes fonctions.