III. L’HISTONE ACETYLTRANSFERASE TIP60 : STRUCTURE ET
2.2 Expression de la protéine Tip60
Tip60 est une protéine ubiquitaire instable de courte demi-vie de 30 à 190 minutes selon le type cellulaire étudié (Legube, G. et al, 2002 ; Eymin, B. et al, 2006). En l’absence de stimuli, un faible niveau d’expression est maintenu dans la cellule par la voie protéasomale.
2.2.1 Modifications post-traductionnelles
2.2.1.1 Ubiquitinylation
Tip60 est mono- et poly-ubiquitinylé par Mdm2 (Mouse Double Minute 2) (Legube, G. et al, 2002). Les signaux de dommages à l’ADN tel que les UV inhibent cette ubiquitinylation médiée par Mdm2 et le niveau d’expression de Tip60 se stabilise rapidement
58 | P a g e
pour contribuer à cette réponse (Legube, G. et al, 2002). De plus, une étude récente a mis en avant le fait que sous des conditions physiologiques normales, le facteur de transcription ATF2 (Activating Transcription Factor 2) en coopération avec l’ubiquitine ligase Cul3 induit la dégradation de Tip60, atténuant ainsi son activité HAT (Bhoumik, A. et al, 2008). L’association de ATF2 avec Tip60 au niveau de la chromatine est inhibée en réponse à des radiations ionisantes, induisant l’accumulation de Tip60 et favorisant son activité HAT. De façon intéressante, Bhoumik et coll. ont identifié un panel de lignées cellulaires dérivées de mélanomes et de cancers de la prostate dans lesquelles l’expression de ATF2 est inversement corrélée à l’expression de Tip60 et l’activation d’ATM après radiations ionisantes. Le facteur de transcription ATF2 semble donc jouer un rôle important dans la modulation de la stabilité et de l’activité de Tip60.
2.2.1.2 Phosphorylation
La phosphorylation est l’un des grands modes de régulation des protéines. Tip60 est modifié par phosphorylation sur ses résidus sérines 86 et 90 (Lemercier, C. et al, 2003). La sérine 90 se situe au sein d’un motif consensus de reconnaissance du complexe Cycline B- cdc2 et Tip60 est phosphorylé par cdc2 in vitro. De plus, Tip60 phosphorylé s’accumule à la transition G2/M in vivo, accumulation qui est dépendante de cdc2. Les sérines 86 et 90 sont conservées chez M. musculus, D. melanogaster mais pas chez la levure S. cerevisiae.
2.2.1.3 Acétylation
Il a également été décrit que Tip60 peut être modifiée par acétylation par les histones acétyltransférases p300/CBP. Cette acétylation se produit au niveau du doigt de zinc de Tip60 sur les lysines 268 et 282, mais son effet sur l’expression et les fonctions de Tip60 est actuellement inconnu (Col, E. et al, 2005).
2.2.2 Autres modes de régulation
La région promotrice de Tip60 contient plusieurs E boxes, et l’expression de Tip60 est régulée par le facteur de transcription circadien Clock via sa capacité à interagir avec ces séquences particulières. Cette capacité à transactiver l’expression du gène HTATIP semble
59 | P a g e
spécifique de Clock, puisque que les autres facteurs capables de reconnaître ces séquences, tels que c-Myc, Twist et USF1, ne sont pas retrouvés au niveau de la région promotrice de Tip60 (Miyamoto, N. et al, 2008).
3. Tip60 possède une activité histone acétyltransférase
Peu après sa découverte, il est devenu évident que Tip60 possède une activité histone acétyltransférase. La protéine Tip60 recombinante acétyle les histones de cœur H2A (K5), H3 (K14), et H4 (K5, K8, K12 et K16) (Kimura, A. & Horikoshi, M., 1998 ; Yamamoto, T. & Horikoshi, M., 1997). En tant que sous unité stable d’un complexe multi-protéique, Tip60 peut également acétyler in vitro les histones assemblées en nucléosome ; dans ce cas Tip60 cible spécifiquement les histones H2A et H4 nucléosomales (Ikura, T. et al, 2000). Des travaux réalisés chez D. melanogaster indiquent que Tip60 peut aussi acétyler des variants d’histone modifiés tel que phospho-H2Av sur la lysine 5 (Kusch, T. et al, 2004).
Par ailleurs, Tip60 a également la capacité d’acétyler des protéines non histones telles que les facteurs de transcription p53 (Tang, Y. et al, 2006 ; Sykes, S.M. et al, 2006 ; Kurash, J.K. et al, 2008), le récepteur aux androgènes (AR), UBF (Upstream Binding Transcription Factor), c-Myc (Myelocytomatosis oncogene c) (Gaughan, L. et al, 2002 ; Halkidou, K. et al, 2004 ; Patel, J.H. et al, 2004) ou encore d’autres protéines comme la kinase ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) (Sun, Y. et al, 2005) ou le suppresseur de tumeur Rb (Leduc, C. et al, 2006).
Le mécanisme catalytique de l’acétylation des lysines par une enzyme de la famille des MYST a été étudié en détail in vitro dans le cas de l’orthologue de Tip60, Esa1 (Sas family acetyltransferase 1), chez la levure S. cerevisiae. Le cœur catalytique des protéines MYST adopte une structure similaire aux autres lysines acétyltransférases telle que la famille GNAT (General control non depressible 5 related N-AcetylTransferases).
Des études in vitro suggèrent qu’il n’existerait pas de motif consensus apparent pour la fixation de Tip60 à ses substrats.
4. Le complexe Tip60
Selon le processus cellulaire auquel il participe, Tip60 forme des complexes distincts transitoires avec des partenaires d’interactions appropriés. La majorité des protéines Tip60 cellulaires existent en tant que complexe multi-protéique nucléaire stable (Table 5) constitué d’au moins 18 sous-unités.
61 | P a g e
Il réalise la plupart des fonctions transcriptionnelles et de réponse aux dommages de l’ADN de Tip60.
En position centrale du complexe se trouve un véritable squelette protéique, la protéine TRRAP (TRansformation/tRanscription domain Associated Protein) (Ikura, T. et al, 2000) qui est aussi présente dans d’autres complexes acétyltransférases incluant P/CAF (p300/CBP Associated Factor complex) (Carrozza, M.J. et al, 2003). Un autre composant essentiel du complexe est l’ATPase p400/Domino qui possède une activité de remodelage de la chromatine (Ikura, T. et al, 2000). BAF53 (53kDa BRG-1/human BRM associated factor) et l’actine sont également présents dans le complexe (Ikura, T. et al, 2000). BAF53 possède une activité de chaperonne d’histones et chez la levure est responsable du recrutement des complexes de modification de la chromatine à l’ADN endommagé. Deux hélicases potentielles RuvBL1 et RuvBL2, impliquées dans la réparation des dommages de l’ADN chez la bactérie, font partie intégrante du complexe. Le complexe Tip60 montre une activité hélicase qui cependant n’est pas attribuée aux hélicases RuvBL1/2 (Ikura et al, 2000). Le complexe contient ING3 (INhibitor of Growth 3) qui possède un domaine PHD (Plant HomeoDomain), domaine communément retrouvé dans les complexes de modification de la chromatine (Doyon, Y. et al, 2004). ING3 est aussi impliqué dans la transcription de p53 en réponse aux dommages de l’ADN, supportant ainsi le rôle de Tip60 dans la réponse aux dommages de l’ADN et l’apoptose. Le complexe Tip60 possède deux autres protéines contenant des chromodomaines : Mrg15 (Mortality factor 4 Related Gene 15) et MrgX (Motality factor 4 Related Gene X). Ces protéines de même que Gas41 (Glioma Amplified Sequence 41) sont impliquées dans la régulation de la prolifération et de la viabilité cellulaire mais également dans la sénescence. La nouvelle protéine MrgBP (Mrg Binding Protein) est une sous-unité du complexe (Cai, Y. et al, 2003). De plus, la protéine à bromodomaine Brd8/TRCp120 (bromo-protein bromodomain containing protein 8/Thyroïd Receptor Coactivator Protein 120 kDa) est aussi présente. C’est un homologue des protéines de remodelage de la chromatine chez la levure qui lie les histones modifiées (Cai, Y. et al, 2003 : Doyon, Y. et al, 2004). Ce complexe contient également la protéine DMAP1 (DNA Methyltransferase Associated Protein 1) possèdant un domaine SANT (SWI3-Ada2-NCoR- TFIIIB) qui lie les queues des histones (Cail, Y. et al, 2003 ; Doyon, Y. et al, 2004). D’autres sous-unités font également partie de ce complexe Tip60. Les complexes Tip60α et Tip60β sont identiques (Doyon, Y. et al, 2004).
62 | P a g e