RNA as a binding intermediate for an efficacious cleavage of substrates by caspase-7

Le résumé fourni par la source

L’apoptose est une forme de mort cellulaire programmée qui permet l’élimination des cellules infectées, dysfonctionnelles ou endommagées. Le déclanchement de l’apoptose se fait suite à l’intégration de signaux provenant de l’intérieur ou de l’extérieur de la cellule et résulte en l’activation de caspases initiatrices (caspase-8, -9, -10) qui vont à leur tour activer par clivage les caspases exécutrices (caspase-3, -7). Par la suite, c’est le clivage par ces dernières de substrats clés qui mènera à l’apoptose. Chaque caspase lie des séquences peptidiques dans sa pochette catalytique avec plus ou moins d’affinité et cette séquence peptidique est donc un déterminant important de l’efficacité de clivage. Dans le laboratoire, nous avons découvert que la caspase-7 utilise un exosite afin de sélectionner efficacement un substrat, la poly(ADP-ribose) polymérase 1 (PARP-1). Un exosite est un site de reconnaissance supplémentaire du substrat situé en dehors de la pochette catalytique et qui permet d’augmenter l’efficacité de l’enzyme. Lors de mes études graduées, je me suis intéressé à l’exosite de la caspase-7 (K38KKK) et son interaction avec le substrat PARP-1. Premièrement, grâce à des mutants de l’exosite et des essais protéolytiques, j’ai déterminé que seule la charge positive de l’exosite est importante puisqu’entre autres les substitutions pour des acides aminés négatifs éliminent l’exosite. J’ai ensuite identifié l’ARN comme molécule permettant l’interaction entre l’exosite de la caspase-7 et PARP-1. J’ai démontré que la caspase-7 est capable de lier l’ARN, tout comme PARP-1, et que l’ARN sert en fait de pont entre les deux protéines et permet à la caspase de cliver plus efficacement son substrat dû à leur proximité. Grâce à des analyses de données de spectrométrie de masse et des essais protéolytiques, j’ai démontré que la caspase-7 préfère cliver les substrats liant l’ARN car ce dernier facilite le clivage de six autres protéines liant l’ARN. J’ai aussi caractérisé l’interaction caspase-7/ARN pour révéler que la concentration et la longueur de l’ARN affectent l’efficacité de clivage du substrat lié l’ARN tandis que la séquence ou le type d’ARN n’est pas important puisque la caspase-7 peut lier tous les types d’ARN. J’ai finalement montré que la caspase-7, qui forme un homodimère, peut utiliser ses deux exosites à la fois pour lier de manière optimale l’ARN et que son peptide N-terminal, normalement retiré lors de l’activation durant l’apoptose, réduit l’affinité pour l’ARN. Ces travaux ont permis d’identifier et de caractériser un mécanisme en émergence qui utilise l’ARN comme intermédiaire entre une protéase et ses substrats.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.