La méthylation

1. Introduction

2. Protéine méthyltransferases et S-adénosyl-L-méthionine

3. La protéine L-isoaspartate O-méthyltransferase

4. Régulation de la transcription par la coactivateur-associé arginine méthyltransferase 1 (CARM1)

5. Liens Internet et références bibliographiques

 

1. Introduction

La méthylation consiste à ajouter un ou plusieurs groupement(s) méthyle (-CH3). Exemples de protéines méthylées : la calmoduline, la myosine, l'actine, la calcineurine, la rhodopsine, le cytochrome c.

Les acides aminés méthylés sont : l'alanine, la lysine, la methionine, l'histidine, l'asparagine, l'acide aspartique ou glutamique, l'arginine et les groupes NH2 et COOH terminaux.

La méthylation est impliquée dans des processus biologiques tels que : les interactions protéine - protéine, la localisation cellulaire, la transduction du signal, la régulation de la transcription des gènes via la modification des histones.


acide aminé modifié enzyme de la modification structure acide aminé modifié exemples de protéines modifiées
N,N,N-trimethyl-L-alanine

protéine ribosomale L11 méthyltransférase prmA

methylation trimethyl-L-alanine
  • protéine ribosomale L11
  • chaine légère 1 de la myosine
  • histone H2B
N-methyl-L-méthionine

S-adénosylméthionine-methionyl-peptide N-méthyltransférase

methylation methyl-L-methionine
N4-methyl-L-asparagine exemple : phycobiliprotéine asparagine N-méthyltransférase methylation methyl-L-asparagine
  • C-phycocyanine 2 chaine β
  • phycoerythrine chaine β
  • phycobiliprotéine 16.2 chaine β
  • antibiotique GE2270
N5-methyl-L-arginine

protéine-arginine N5-méthyltransférase

methylation methyl-L-arginine  

2. Protéine méthyltransferases et S-adénosyl-L-méthionine

La méthylation des acides aminés après leur incorporation dans la chaîne polypeptidique au cours de la traduction est catalysée par le groupe d'enzymes appelées protéine méthyltransferases (à ne pas confondre avec la protéine O-méthyltransferase qui est une enzyme de ce groupe).

Le donneur activé de groupement méthyle est la S-adénosyl-L-méthionine qui est synthétisée par la S-adénosylméthionine synthétase ou methionine adénosyltransferase (EC 2.5.1.6) :

ATP + L-méthionine + H2O <==> phosphate + diphosphate + S-adénosyl-L-méthionine

methylation S-adenosylmethionine adenosylmethionine SAM

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3. La protéine L-isoaspartate O-méthyltransferase

La réaction catalysée par la protéine-L-isoaspartate(D-aspartate) O-méthyltransferase (EC 2.1.1.77) est :

S-adénosyl-L-méthionine + protéine L-isoaspartate <==> S-adénosyl-L-homocysteine + protéine L-isoaspartate α-méthyl ester

methylation isoaspartate O-methyltransferase

Source : KEGG

Figure ci-contre : structure de la protéine L-Isoaspartate O-méthyltransférase complexée à la S-adénosyle homocysteine de Homo sapiens (Smith et al. - 2001).

Code accès : MMDB 18718

Code accès : PDB 1I1N

methylation isoaspartate methyltransferase adenosyle homocysteine

4. Régulation de la transcription par la coactivateur-associé arginine méthyltransférase 1 (CARM1)

CARM1 est homologue des protéines arginine méthyltransférases. C'est une protéine de 608 acides aminés chez l'homme et la souris.

Elle est associée aux coactivateurs de transcription de la classe p160 impliqués dans l'activation des gènes. CARM1 interagit aussi avec les coactivateurs de transcription CBP/p300.

CARM1 méthyle l'arginine 2142 (domaine de fixation de GRIP1) de p300.

L'une des cibles de CARM1 sont les histones H3 (arginine 17) et H4, qui sont aussi cibles de l'activité acétylase des coactivateurs CBP/p300 : en se fixant aux régions des promoteurs via les coactivateurs, CARM1 augmente la méthylation des histones et rend ces régions plus accessibles pour la transcription.

methylation regulation transcription coactivateur associe arginine methyltransferase CARM1

Source : Biocarta

 

5. Liens Internet et références bibliographiques

Billingsley et al. (1985) "Stoichiometric methylation of calcineurin by protein carboxyl O-methyltransferase and its effects on calmodulin-stimulated phosphatase activity" PNAS 82, 5612 - 5616

Ananthanarayanan et al. (2004) "Ligand-dependent Activation of the Farnesoid X-receptor Directs Arginine Methylation of Histone H3 by CARM1" J. Biol. Chem. 279, 54348 - 54357

Article

Article

MeMo: Methylation Modification Prediction Server (Arginine and Lysine sites)

MeMo

RESID Database of Protein Modifications

RESID

 

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