MutS est une protéine de réparation des mésappariements de l’ADN, initialement décrite chez Escherichia coli.
| MutS_I | ||||||
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La structure cristalline de E. coli MutS se liant à l’ADN avec un a :a mismatch
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| Identifiants | ||||||
| Symbole | MutS_I | |||||
| Pfam | PF01624 | |||||
| InterPro | IPR007695 | |||||
| SMART | MUTSd | |||||
| PROSITE | PDOC00388 | |||||
| SCOP2 | 1ng9 / SCOPe / SUPFAM | |||||
| Structures de protéines disponibles : | structures Pfam | PDB | PDBsum | |||
La réparation des mésappariements contribue à la fidélité globale de la réplication de l’ADN et est essentielle pour combattre les effets néfastes des dommages au génome. Elle implique la correction des paires de bases mal appariées qui ont été manquées par l’élément correcteur (fragment de Klenow) du complexe ADN polymérase. Le système de réparation des mésappariements (MMRS) post-replicatif d’Escherichia coli implique les protéines MutS (Mutator S), MutL et MutH, et agit pour corriger les mutations ponctuelles ou les petites boucles d’insertion/délétion produites pendant la réplication de l’ADN.
MutS et MutL sont impliqués dans la prévention de la recombinaison entre des séquences d’ADN partiellement homologues. L’assemblage des MMRS est initié par MutS, qui reconnaît et se lie aux nucléotides mal appariés et permet l’action ultérieure de MutL et MutH pour éliminer une partie du brin d’ADN nouvellement synthétisé contenant la base mal appariée. MutS peut également collaborer avec les méthyltransférases dans la réparation des dommages causés par la O(6)-méthylguanine, qui autrement s’apparieraitrait avec la thymine pendant la réplication pour créer un mismatch O(6)mG:T. MutS existe sous forme de dimère, les deux monomères ayant des conformations différentes et formant un hétérodimère au niveau structurel. Seul un monomère reconnaît spécifiquement le mismatch et a de l’ADP lié. Les domaines de liaison à l’ADN du sillon majeur non spécifiques des deux monomères embrassent l’ADN dans une structure de type pince. La liaison du mésappariement induit l’absorption d’ATP et un changement de conformation dans la protéine MutS, résultant en une pince qui se transloque sur l’ADN.
MutS est une protéine modulaire avec une structure complexe, et est composée de :
- Domaine de reconnaissance du mésappariement N-terminal, qui est similaire dans sa structure à l’ARNt endonucléase.
- Domaine connecteur, dont la structure est similaire à celle de la résolvase de jonction de Holliday ruvC.
- Domaine central, qui est composé de deux sous-domaines distincts qui se rejoignent pour former un faisceau hélicoïdal ; à partir de l’intérieur du domaine central, deux hélices agissent comme des leviers qui s’étendent vers (mais ne touchent pas) l’ADN.
- Domaine de pincement, qui est inséré entre les deux sous-domaines du domaine central au sommet des hélices leviers ; le domaine de pincement a une structure de feuille bêta.
- Domaine atpase (connecté au domaine central), qui a un motif classique de Walker A.
- Domaine HTH (helix-turn-helix), qui est impliqué dans les contacts entre dimères.
Des homologues de MutS ont été trouvés dans de nombreuses espèces, y compris des eucaryotes (protéines MSH 1, 2, 3, 4, 5 et 6), des archées et des bactéries, et ensemble ces protéines ont été regroupées dans la famille MutS. Bien que beaucoup de ces protéines aient des activités similaires à celles de la MutS d’E. coli, il existe une grande diversité de fonctions parmi les membres de la famille MutS. Cette diversité s’observe même au sein d’une même espèce, où de nombreuses espèces codent pour plusieurs homologues de la MutS ayant des fonctions distinctes. Les homologues inter-espèces peuvent être apparus par le biais d’un transfert de gènes horizontal ancien et fréquent de MutS (et MutL) des bactéries aux archées et aux eucaryotes via les ancêtres endosymbiotiques des mitochondries et des chloroplastes.
Cette entrée représente le domaine N-terminal des protéines de la famille MutS des protéines de réparation des mésappariements de l’ADN, ainsi que des protéines étroitement apparentées. Le domaine N-terminal de MutS est responsable de la reconnaissance des mésappariements et forme un feuillet bêta mixte à 6 brins entouré de trois hélices alpha, ce qui est similaire à la structure de l’ARNt endonucléase. La MSH3 de la levure, les protéines bactériennes impliquées dans la réparation des mésappariements de l’ADN, et le produit protéique prédit du gène Rep-3 de la souris partagent une grande similarité de séquence. La MSH humaine a été impliquée dans le carcinome colorectal non polyposique (HNPCC) et est une protéine de liaison de mésappariement.