Protéines AAA

Le domaine AAA contient deux sous-domaines : un domaine N-terminal α/β qui se lie aux nucléotides et les hydrolyse (un pli Rossmann), et un domaine C-terminal en hélice α[5]. Le domaine N-terminal fait 200-250 acides aminés de longueur et contient des motifs Walker A et B[5], et est partagé en commun avec d'autres NTPases en boucle P (P-loop en anglais), qui constituent la superfamille incluant la famille AAA[6]. La plupart des protéines AAA possèdent des domaines supplémentaires utilisés pour l'oligomérisation, la liaison au substrat et/ou la régulation. Ces domaines peuvent lier la partie N-terminale ou C-terminale au module AAA.

Les ATPases AAA s'assemblent en montages oligomériques (souvent des homo-hexamères) qui forment une structure en forme d'anneau avec un pore central. Ces protéines produisent un moteur moléculaire qui couple la liaison à l'ADN et l'hydrolyse avec des changements dans les états conformationnels pouvant être propagés à travers le montage considéré afin d'agir sur un substrat cible, soit par translocation soit par réagencement dudit substrat[7].

Le pore central peut être impliqué dans le traitement du subtrat. Dans la conformation hexamérique, le site de liaison à l'ATP est positionné à l'interface entre les sous-unités. Dès la liaison à l'ATP et l'hydrolyse, les enzymes AAA subissent des changements de conformation dans les domaines AAA ainsi que dans les domaines N-terminaux. Ces mouvements peuvent être transmis à la protéine-substrat.

On pense que l'hydrolyse de l'ATP par les ATPases AAA implique une attaque nucléophile sur le γ-phosphate de l'ATP grâce à une molécule d'eau activée, conduisant à un mouvement des sous-domaines AAA N- et C-terminaux l'un par rapport à l'autre. Ce mouvement permet l'exertion d'une force mécanique, amplifiée par d'autres domaines ATPase au sein de la même structure oligomérique. Les domaines supplémentaires dans la protéine permettent de réguler ou diriger cette force pour atteindre différents objectifs[6].

Les protéines AAA ne sont pas restreintes aux eucaryotes. Les procaryotes possèdent des AAA qui combinent une chaperonne avec une activité protéolytique, par exemple dans le complexe ClpAPS, qui permet la dégradation protéique et la reconnaissance par E. coli. On pense que la reconnaissance basique des protéines par les AAA a lieu au niveau des domaines non repliés dans la protéine-substrat. Chez HsIU, un homologue bactérien du complexe ClpX/ClpY de la famille HSP100 des protéines AAA, les sous-domaines N- et C-terminaux bougent l'un par rapport à l'autre lorsque les nucléotides y sont liés et hydrolysés. Les domaines terminaux sont plus distants en l'absence de nucléotides, et plus rapprochés lorsqu'il y a liaison à l'ADP. En conséquence, l'ouverture de la cavité centrale est affectée.

Les protéines AAA sont impliquées dans la dégradation protéique, la fusion membranaire, la réplication de l'ADN, la dynamique des microtubules, le transport intracellulaire, l'activation transcriptionnelle, le néo-repliement des protéines, et le démantèlement des complexes protéiques et les agrégats protéiques[5] - [8].

Voici une liste (non exhaustive) de protéines contenant ce domaine qu'on retrouve chez H. sapiens : AFG3L1 ; AFG3L2 ; AK6 ; ATAD1 ; ATAD2 ; ATAD2B ; ATAD3A ; ATAD3B ; ATAD3C ; BCS1L ; CDC6 ; CHTF18 ; CINAP ; FIGN ; FIGNL1 ; FTSH ; IQCA ; KATNA1 ; KATNAL1 ; KATNAL2 ; LONP1 ; LONP2 ; NSF ; NVL ; Nbla10058 ; ORC1L ; PEX1 ; PEX6 ; PSMC1 ; PSMC2 ; PSMC3 ; PSMC4 ; PSMC5 ; PSMC6 ; RFC1 ; RFC2 ; RFC4 ; RFC5 ; RUVBL1 ; RUVBL2 ; SPAF ; SPAST ; SPATA5L1 ; SPG7 ; TRIP13 ; VCP ; VPS4A ; VPS4B ; WRNIP1 ; YME1L1.