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MYSM1 : Généralités et structure 

g) Autres exemples de DUBs

1) MYSM1 : Généralités et structure 

 

  Chez l’Homme, le gène MYSM1 ou KIAA1915 est localisé sur le chromosome 1 en position  p32.1.  La  taille  totale  de  ce  gène  est  de  16  560  paires  de  bases  permettant  la  répartition  de  20  exons pour un brin d’ADN codant de 2487 bases. Ce gène code une protéine de 828 acides aminés  appelée Myb‐like SWIRM MPN domain 1 (MYSM1) ou 2A‐DUB.  

MYSM1  (Myb‐like  SWIRM  and  MPN  domain  1)  est  une  métalloprotéase  nucléaire  possédant  une  séquence  bien  conservée  chez  les  mammifères.  Comme  son  nom  l’indique,  celle‐ci  est  composée  de trois domaines distincts : un domaine SANT (ou Myb‐like), un domaine SWIRM et un domaine  MPN+/JAMM. 

 

Les domaines SANT ont été identifiés grâce à leur homologie avec le domaine C‐Myb et sont  donc parfois nommés domaines Myb‐like (Boyer et al. 2002). Un domaine SANT est généralement  constitué  de  trois  hélices  alpha  liées  entre  elles  par  des  groupements  conservés  de  résidus  aromatiques. C’est un domaine caractéristique de facteurs remodeleurs de la chromatine. Il est en  effet retrouvé dans de nombreuses sous unités de complexe remodeleurs ATP‐dépendants et dans  des  histones  acétyltransférases  ou  déacétylases  (Humphrey  et  al.  2001).  Il  est  intéressant  de  préciser  qu’un  domaine  SANT  est  nécessaire  à  l’activité  de  sous  unités  du  complexe  SWI/SNF,  et  qu’un  tel  domaine  se  retrouve  souvent  à  proximité  d’un  domaine  SWIRM  (Aravind  et  Iyer,  s. d.;  Boyer  et  al.  2002;  Yoneyama  et  al.  2007).  Le  domaine  SANT  de  MYSM1  se  trouve  proche  de  son  extrémité  N‐terminale.  Il  s’étend  de  l’acide  aminé  116  à  167  chez  l’Homme  et  113  à  164  chez  la 

souris.  Enfin,  il  est  composé  de  trois  hélices  alpha  et  possède  une  forte  affinité  pour  l’ADN  (Yoneyama et al. 2007). 

 

Le  domaine  SWIRM  (pour  SWI3p,  Rsc8p  and  Moira)  est  présent  dans  de  nombreuses  protéines  interagissant  avec  les  histones,  et  notamment  au  sein  de  nombreuses  sous‐unités  de  complexes remodeleurs ATP‐dépendants, tel le domaine SWI/SNF (Aravind et Iyer, s. d.; Qian et al.  2005; Da et al., s. d.). La fonction de ce domaine se retrouve principalement dans la modification de  structures  chromosomiques  permettant  le  recrutement  de  facteurs  de  transcription  ou  de  complexe  remodeleurs  de  la  chromatine  (Qian  et  al.  2005;  Sohn  et  al.  2007).  Suivant  sa  conformation, un domaine SWIRM peut permettre différents types d’interactions. Par exemple, le  domaine  SWIRM  de  l’histone  déméthylase  LSD1,  lui  permet  de  se  lier  à  l’ADN  (Yoneyama  et  al.  2007). Le domaine SWIRM de MYSM1 se situe entre le domaine SANT et le domaine MPN+/JAMM.  Il s’étend de l’acide aminé 372 à 470 chez l’Homme et 363 à 461 chez la souris. Celui‐ci est composé  de cinq hélices alpha et sa structure est stabilisée autour d’un cœur hydrophobe comme observé  dans  d’autres  domaines  SWIRM  (Tochio  et  al.  2006;  Qian  et  al.  2005;  Da  et  al.,  s. d.).  Des  expériences  d’immunoprécipitation  ont  démontré  que  le  domaine  SWIRM  de  MYSM1  est  requis  pour  une  interaction  avec  TRAF3  et  TRAF6  (TNF  receptor  associated  factor),  deux  facteurs  de  la  famille  TRAF,  permettant  la  transduction  du  signal  d’activation  de  la  réponse  immunitaire.  Les  domaines SANT et MPN+/JAMM n’étant pas nécessaires pour cette interaction (Panda, Nilsson, et  Gekara 2015). Egalement, et de manière intéressante, le domaine SWIRM de MYSM1 ne démontre  aucune interaction avec l’ADN, à l’inverse de son domaine SANT (Yoneyama et al. 2007).  

 

Les  domaines  MPN+  (Mpr1,  Pad1  N‐terminal)  sont  également  appelés  JAMM  (JAB1/MPN/Mov34 métalloenzyme) et sont un type de domaines retrouvés des archébactéries aux  eucaryotes (Patterson‐Fortin et al. 2010; Hepowit et al. 2012). Parmi la famille des domaines MPN,  il existe deux sous classes : les domaines MPN+ et les domaines MPN‐. La différence entre ces deux  sous classes s’explique par le repliement des domaines MPN+ nécessitant la présence d’un ion zinc  (Zn2+), ce qui n’est pas le cas pour les domaines MPN‐. Les domaines MPN+, comme celui présent  dans  MYSM1,  contiennent  ainsi  un  motif  JAMM,  consistant  en  une  séquence  conservée  de  type  HXHX permettant de lier l’ion zinc (Zn2+). Cette interaction est à l’origine de l’activité catalytique du  domaine  qui  permet  d’hydrolyser  la  liaison  covalente  existant  entre  deux  ubiquitines  ou  un  groupement  ubiquitine  avec  la  lysine  d’une  chaine  peptidique  (Birol  &  Echalier,  2014).  Les 

domaines  MPN+  sont  ainsi  capables  d’hydrolyser  des  chaines  polyubiquitines  ou  des  liaisons  ubiquitine/protéine.  A  l’instar  de  MYSM1,  BRCC36  est  un  autre  exemple  de  déubiquitinase  à  domaine  MPN+  et  des  travaux  menés  sur  ce  facteur  ont  démontré  une  affinité  des  DUBs  de  la  famille MPN+ pour les chaines polyubiquitines situées sur les lysines 63 (K63) de différentes cibles  (Cooper, Boeke, et Cohen 2010). Le domaine MPN/JAMM+ de MYSM1 se situe entre son domaine  SWIRM et son extrémité C‐terminale et peut être ubiquitiné (P. Zhu et al. 2007). Il s’étend de l’acide  aminé 577 à 709 chez l’Homme et 568 à 700 chez la souris. Il est important de préciser pour la suite  que le motif HXHX de la forme humaine de MYSM1 se situe au niveau des acides aminés 656 à 660.    Enfin, MYSM1 possède proche de son extrémité C‐terminale un motif LXXLL, au niveau des  acides aminés 774 à 778 chez l’Homme et 765 à 769 chez la souris. Cette séquence d’acides aminés  est  un  motif  de  reconnaissance  protéique  localisé  majoritairement  au  sein  de  régulateurs  de  la  transcription.  Ce  motif  étant  court,  sa  capacité  d’interaction  avec  des  partenaires  protéiques  est  alors modulée par plusieurs facteurs comme la capacité de la séquence environnante à former une  structure en hélice alpha, l’encombrement stérique de la zone concernée ou encore la nature des  résidus  entourant  le  motif.  Egalement,  une  interaction  via  un  motif  LXXLL  nécessite,  de  manière  générale, un changement de conformation (Savkur et Burris 2004; Plevin, Mills, et Ikura 2005).    

Ainsi, d’après les données structurales recueillies sur MYSM1, il apparait que son domaine  SANT  permet  une  interaction  avec  l’ADN.  Son  domaine  SWIRM,  ensuite,  est  nécessaire  pour  des  interactions  avec  d’autres  protéines,  tout  comme  son  motif  LXXLL.  Et  enfin,  le  domaine  MPN+/JAMM est responsable de l’activité déubiquitinase de MYSM1. 

 

 

Schéma 14 : Illustration de la structure de la protéine MYSM1.  L’alignement des différentes séquences protéiques démontre la conservation et importance du  domaine MPN/JAMM+ au cours de l’évolution. Les structures tridimensionelles des domaines SANT  et SWIRM ont été obtenues à partir du site web Uniprot (https://www.uniprot.org/uniprot/Q5VVJ2  ; dernière accesion: 11 Sept, 2018). La structure tridimensionelle du domaine JAMM+ a été obtenue  en collaboration avec le Dr. Isabelle Callebaut (ENS, Paris).