Leucyl-ARNt synthétase

Leucyl-ARNt synthétase

Leucyl-ARNt synthétase d'E. coli complexée avec un ARNt-Leu (PDB 4AQ7).

Données clés

N° EC	EC 6.1.1.4
N° CAS	9031-15-6

Activité enzymatique

IUBMB	Entrée IUBMB
IntEnz	Vue IntEnz
BRENDA	Entrée BRENDA
KEGG	Entrée KEGG
MetaCyc	Voie métabolique
PRIAM	Profil
PDB	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
GO	AmiGO / EGO

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La leucyl-ARNt synthétase (ou LeuRS) est une ligase qui catalyse la réaction :

ATP + L-leucine + ARNt^Leu  ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  AMP + pyrophosphate + L-leucyl-ARNt^Leu.

Cette enzyme assure la fixation de la leucine, l'un des 22 acides aminés protéinogènes, sur son ARN de transfert, noté ARNt^Leu, pour former l'aminoacyl-ARNt correspondant, ici la leucyl-ARNt^Leu.

LeuRS fait partie de la classe 1a des Aminoacyl-ARNt synthétases. Une sous-famille de cette classe qui regroupe également IleRS et ValRS, se caractérise par l'insertion d'un domaine CP1 (connective polypeptide 1) dans le domaine catalytique contenant le pli Rossmann. Ces trois protéines particulièrement proches auraient évolué à partir d'un ancêtre commun[1].

Chez les mammifères, la leucyl-ARNt synthétase est l'une des huit synthétases faisant partie du complexe des aminoacyl-ARNt synthétases[2].

On trouve deux gènes codant pour leucyl-ARNt synthétase chez l'Homme: le gène LARS1, contenu sur le chromosome 5, code pour une protéine cytoplasmique tandis que le gène LARS2, contenu sur le chromosome 3, code pour une protéine mitochondriale.

Intérêts thérapeutiques

La délétion du locus 3p21.3, sur lequel se trouve le gène LARS2, est fréquemment observée dans les carcinomes du nasopharynx[3].

Le gène LARS1 est surexprimé dans plusieurs types de cancer tels que les cancers du poumon non à petites cellules, le cancer colorectal, la leucémie myéloïde, le cancer du pancréas, le cancer du rein, le cancer du col utérin ou encore le cancer de la peau. Sa surexpression permet d'activer le complexe mTORC1 qui en retour favorise la prolifération et la croissance cellulaire. Des inhibiteurs de la protéine codée par LARS1 sont à l'étude pour le développement de médicaments anticancéreux[3].

LARS2 est dérégulé chez les patients atteint de la Maladie d'Alzheimer mais son rôle dans les maladies neurodégénératives est encore mal connu. Il pourrait notamment infuencer l'expression de la glycogène synthase kinase 3 beta par la voie de signalisation PI3K/AKT[4].

Notes et références

1. (en) Cusack et al., « The 2 Å crystal structure of leucyl-tRNA synthetase and its complex with a leucyl-adenylate analogue », The EMBO journal, vol. 19, n^o 10,‎ 2000, p. 2351-2361 (DOI 10.1093/emboj/19.10.2351).
2. (en) Kong, J. et Kim, S., « Cell‐based analysis of pairwise interactions between the components of the multi‐tRNA synthetase complex », The FASEB Journal, vol. 34, n^o 8,‎ 2020, p. 10476-10488 (DOI 10.1096/fj.202000418R).
3. (en) Yulseung Sung, Ina Yoon, Jung Min Han et Sunghoon Kim, « Functional and pathologic association of aminoacyl-tRNA synthetases with cancer », Experimental & Molecular Medicine, vol. 54, n^o 5,‎ 2 mai 2022, p. 553–566 (ISSN 2092-6413, PMID 35501376, PMCID PMC9166799, DOI 10.1038/s12276-022-00765-5, lire en ligne, consulté le 4 août 2023)
4. (en) Wenqi Qian, Lin Yuan, Weishan Zhuge et Liuqing Gu, « Regulating Lars2 in mitochondria: A potential Alzheimer's therapy by inhibiting tau phosphorylation », Neurotherapeutics,‎ avril 2024, e00353 (DOI 10.1016/j.neurot.2024.e00353, lire en ligne, consulté le 14 avril 2024)

Bibliographie

• (en) Esther H. Allen, Edward Glassman et Richard S. Schweet, « Incorporation of Amino Acids into Ribonucleic Acid », Journal of Biological Chemistry, vol. 235, n^o 4,‎ 1960, p. 1061–1067 (PMID 13792726, DOI 10.1016/S0021-9258(18)69479-7, lire en ligne, consulté le 25 mars 2023)
• (en) Berg P, Bergmann FH, Ofengand EJ and Dieckmann M, Fred H. Bergmann, E.J. Ofengand et M. Dieckmann, « The Enzymic Synthesis of Amino Acyl Derivatives of Ribonucleic Acid I. The mechanism of leucyl-, valyl-, isoleucyl-, and methionyl ribonucleic acid formation », Journal of Biological Chemistry, vol. 236, n^o 6,‎ 1961, p. 1726–1734 (DOI 10.1016/S0021-9258(19)63293-X, lire en ligne, consulté le 25 mars 2023)
• (en) Bergmann FH, Berg P and Dieckmann M, Paul Berg et M. Dieckmann, « The Enzymic Synthesis of Amino Acyl Derivatives of Ribonucleic Acid II. The preparation of leucyl-, valyl-, isoleucyl- and methionyl ribonucleic acid synthetases from Escherichia coli », Journal of Biological Chemistry, vol. 236, n^o 6,‎ 1961, p. 1735–1740 (DOI 10.1016/S0021-9258(19)63294-1, lire en ligne, consulté le 25 mars 2023)