HDAC8

SIMON Clémentine HENRY Maxime HDAC8 1. Généralités La protéine HDAC8 (Histone DeACetylase 8) est une protéine qui hydrolyse les liaisons carbone-­‐azote autres que les liaisons peptidiques. HDAC8 catalyse le départ du groupement acétyle des lysines près du N-­‐terminal des histones et joue un rôle important dans la régulation transcriptionnelle du cycle cellulaire (1). Cette réaction va provoquer la condensation de la chromatine sur les histones pour ensuite former des chromosomes. On retrouve cette protéine principalement dans le noyau des cellules et elle peut jouer un rôle dans la contraction des cellules musculaires. Les HDAC sont divisées en quatre classes : les trois premières sont dépendantes au zinc alors que la quatrième classe est dépendante au NAD+. De plus, elles sont classées en fonction de l’organisation de leurs domaines. L’HDAC8 fait partie de la classe 1. 2. Structure HDAC8 a une structure primaire composé de 377 acides aminés, tous les acides aminés sont standards. La structure secondaire de l’HDAC8 est composée de 13 hélices α et 8 feuillets parallèles β (2). Figure 1 : Structure Cristallographique secondaire de l'HDAC8 (Résolution 1,90 å ) SIMON Clémentine HENRY Maxime La structure tertiaire est composé que d’un seul domaine. Sur l’image ci dessus les deux domaines correspondent à deux HDAC8. L’HDAC8 est aussi composé de 2 atomes de Calcium et de deux atomes de Sodium. Dans la littérature (1) la fonction de ces atomes de calcium et de sodium n’a pas été élucidé complétement mais on peut penser, du fait de leur faible réactivité, qu’ils possèdent un rôle structural. De plus, il est prouvé dans la littérature que la présence de ces cations joue un rôle important dans la régulation de l’équilibre cinétique entre le métal et la protéine. Figure 2 : Représentation des atome de Calcium (vert) e t des atomes de Sodium (violet) 3. Site catalytique Le tunnel catalytique est composé de la glycine 152, des phénylalanine 152 et 208, de l’histidine 180, de la méthionine 274 et de la tyrosine 306. Tyrosine Méthionine Glycine Phénylalanine Histidine SIMON Clémentine HENRY Maxime Figure 3 : Trou catalytique Le trou catalytique est hydrophobe et au fond de ce site catalytique se trouve un ion de zinc qui est représenté en magenta. Figure 4 : Trou catalytique avec représentation des acides aminés et de l'ion de zinc SIMON Clémentine HENRY Maxime Une étude a montré que l’activité enzymatique de l’HDAC8 dépend du cation métallique présent dans son site catalytique (3). Elle varie de façon décroissante pour ces différents métaux : Co(II) > Fe(II) > Zn(II) > Ni(II). Cependant, seuls le Zn et le Fe en tant que cofacteur nécessaire pour l’activation de l’HDAC8 ont été observés in vivo. Enfin, le Zn ayant une acidité de Lewis supérieure à celle du Fe, on observe une meilleure affinité entre l’HDAC8 et le Zn. Figure 5 : Trou catalytique avec ion de zinc (magenta) Figure 6 : Complexe avec l'atome de Zn SIMON Clémentine HENRY Maxime Les réactions chimiques mises en œuvres au seins du site catalytique sont les suivantes (4) : Figure 7 : réactions chimiques du site catalytique. SIMON Clémentine HENRY Maxime Bibliographie 1. Somoza JR, Skene RJ, Katz BA, Mol C, Ho JD, Jennings AJ, et al. Structural Snapshots of Human HDAC8 Provide Insights into the Class I Histone Deacetylases. Structure. 2004 Jul;12(7):1325–34. 2. PDB. Structure 1T64 avec résolution de 1,90 Angstrom par diffraction des rayons X. 3. Kim B, Pithadia AS, Fierke CA. Kinetics and thermodynamics of metal-­‐binding to histone deacetylase 8. Protein Sci. 2015 Mar;24(3):354–65. 4. Hodawadekar SC, Marmorstein R. Chemistry of acetyl transfer by histone modifying enzymes: structure, mechanism and implications for effector design. Oncogene. 2007 Aug 13;26(37):5528–40.