Hsp70 - Définition

Introduction

Explication du fonctionnement d'Hsp70. La protéine mal conformé pénètre dans Hsp70 schématisé sous forme d'un cylindre. Celui-ci va replier la protéine qui ressortira avec sa conformation définitive.

HSP signifie protéines de choc thermique (heat shock proteins). Ce sont en fait des protéines chaperonnes, de classe 1. En effet, elles sont garantes de la bonne conformation des protéines de la cellule, et les aides à se protéger des stress externes.

Découverte

Les membres de la famille Hsp70 sont fortement régulatrice du stress dû à la chaleur et les produits chimiques toxiques, en particulier les métaux lourds comme l'arsenic, le cadmium, cuivre, mercure, etc. Hsp70 a été initialement découverte par Ritossa FM dans les années 1960 quand un travailleur de laboratoire a accidentellement augmenté la température d'incubation d'une culture de Drosophilas (mouches des fruits). Lors de l'examen des chromosomes, Ritossa trouvé une augmentation de la transcription des gènes d'une protéine inconnue. Cela fut plus tard décrit comme la «Heat Shock Response» et les protéines ont été appelées « Heat Shock Proteins » (Hsps).

Fonction et régulation

La chaleur est un des plus grands ennemis des protéines puisque cela modifie le reploiement et par conséquent, altère la fonction de la protéine. Dès lors, l'évolution a mis en place des systèmes permettant d'éviter cette dénaturation par la chaleur pour ne pas avoir à remplacer trop souvent les protéines dénaturées (le recyclage des protéines est appelé le « turn-over »). Le rôle des HSP est de garantir la bonne conformation des protéines dans la cellule.

Les HSP se distinguent par le fait qu'elles possèdent plus d'acides aminés capables d'établir de fortes interactions entre eux que les protéines « normales », c'est-à-dire, non-HSP. Par conséquent, les HSP sont donc moins « flexibles » et moins sensibles à la chaleur.

Concrètement, une HSP s'approche d'une protéine. Selon que la conformation de la protéines est bonne ou mauvaise, elle permettra ou non l'association de la HSP ou sera dirigée vers le protéasome pour être dégradée. Si la HSP s'est associée, cette dernière va servir de « squelette » à la protéine ce qui lui évite de se faire déformer (dénaturer) par la chaleur. Plus tard, les deux protéines se séparent et continuent leur vie dans la cellule.

Le terme « HSP » regroupe en fait toute une famille de protéines, chacune ayant un partenaire protéique spécifique. Certaines HSP sont exprimées (synthétisées) tout le temps alors que d'autres sont exprimées suite à une brusque augmentation de la température.

Structure

Toutes les protéines Hsp70 ont trois grands domaines fonctionnels.

• Un domaine N-terminal du domaine ATPase lie l'ATP (adénosine triphosphate) et hydrolyse l'ADP (adénosine diphosphate). L'échange de l'ATP réalise des changements conformationnels dans les deux autres domaines.
• Un domaine de fixation du substrat avec une affinité pour les molécules neutres, d'acides aminés hydrophobes résidus. Le domaine est suffisamment long pour interagir avec des peptides jusqu'à sept résidus de longueur.
• Un domaine C-terminal riche en structure en hélice alpha, qui agit comme un « couvercle » pour le domaine de fixation du substrat. Quand une protéine Hsp70 est lié à l'ATP, le couvercle est ouvert et relâche relativement rapidement le peptide. Lorsque les protéines Hsp70 sont liés à l'ADP, le couvercle est fermé, et les peptides sont étroitement liés au domaine de fixation du substrat.