Protéase à thréonine

Une protéase à thréonine est une peptidase dont le résidu d'acide aminé nucléophile de la triade catalytique est une thréonine. Les sous-unités catalytiques du protéasome sont le prototype de cette famille d'enzymes, mais les acyltransférases ont fait l'objet d'une convergence évolutive vers le même type de géométrie et de mécanisme réactionnel de leur site actif.

Structure d'un protéasome 20S de mammifère (PDB 1IRU[1])

Les protéases à thréonine utilisent l'alcool secondaire de leur thréonine N-terminale comme résidu nucléophile nécessaire à la catalyse[2],[3]. Ce résidu doit être N-terminal car l'amide terminale agit comme base en polarisant une molécule d'eau qui déprotone l'alcool secondaire et accroît sa réactivité comme nucléophile[4],[5].

La catalyse intervient en deux temps :

  1. le résidu nucléophile attaque le substrat pour former un intermédiaire acyl-enzyme covalent, ce qui libère le premier produit ;
  2. l'intermédiaire est hydrolysé pour libérer le second produit et régénérer l'enzyme libre.

Ce type de mécanisme réactionnel est commun aux enzymes dont le site actif utilise une triade catalytique.

Notes et références
  1. (en) Masaki Unno, Tsunehiro Mizushima, Yukio Morimoto, Yoshikazu Tomisugi, Keiji Tanaka, Noritake Yasuoka et Tomitake Tsukihara, « The Structure of the Mammalian 20S Proteasome at 2.75 Å Resolution », Structure, vol. 10, no 5,‎ , p. 609-618 (PMID 12015144, DOI 10.1016/S0969-2126(02)00748-7, lire en ligne)
  2. (en) James A. Brannigan, Guy Dodson, Helen J. Duggleby, Peter C. E. Moody, Janet L. Smith, Diana R. Tomchick et Alexey G. Murzin, « A protein catalytic framework with an N-terminal nucleophile is capable of self-activation », Nature, vol. 378, no 6555,‎ , p. 416-419 (PMID 7477383, DOI 10.1038/378416a0, lire en ligne)
  3. (en) Hua Cheng et Nick V. Grishin, « DOM-fold: A structure with crossing loops found in DmpA, ornithine acetyltransferase, and molybdenum cofactor-binding domain », Protein Science, vol. 14, no 7,‎ , p. 1902-1910 (PMID 15937278, DOI 10.1110/ps.051364905, lire en ligne)
  4. (en) Guy Dodson et Alexander Wlodawer, « Catalytic triads and their relatives », Trends in Biochemical Sciences, vol. 23, no 9,‎ , p. 347-352 (PMID 9787641, DOI 10.1016/S0968-0004(98)01254-7, lire en ligne)
  5. (en) Özlem Doğan Ekici, Mark Paetzel et Ross E. Dalbey, « Unconventional serine proteases: Variations on the catalytic Ser/His/Asp triad configuration », Protein Science, vol. 17, no 12,‎ , p. 2023-2037 (PMID 18824507, DOI 10.1110/ps.035436.108, lire en ligne)
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