Domaines protéiques
Répétition WD40 (WD40 repeat) et domaine WD

Leur nom provient du fait qu'ils se terminent toujours par un dipeptide acide, i.e. tryptophane (W) et acide aspartique (D).

Le domaine de répétition WD40 compte parmi les domaines d’interaction protéique les plus abondants dans le protéome humain et est compris dans les WDR (WD repeat-containing protein), acronyme utilisé pour nommer les protéines contenant un ou plusieurs domaines WD40.

Structure du domaine WD40

Les répétitions WD, composé de domaines WD de 40 résidus environ, se terminent typiquement par un tryptophane–aspartate (W-D), et constituent les unités de base d’un domaine WD40.

1. Le domaine WD40 est généralement un domaine à β-hélice à sept pales avec une forme globale de donut ou domaine solénoïdal, qui forme un β-propeller.

Les protéines contenant le domaine WD40 possèdent 4 à 16 unités répétitives WD, dont on pense qu’elles forment toutes une structure circulaire (WD-repeat proteins: structure characteristics, biological function, and their involvement in human disease 2001).

1. Le domaine WD40 comprend :

• une région variable d’environ 20 résidus au début,
• un ensemble répété plus commun de résidus qui forme généralement un feuillet β (β-sheet) anti-parallèle à quatre brins.

2. Les pales se rejoignent pour former une hélice, la plus courante étant une hélice bêta à 7 pales.

• Les lames s’emboîtent de sorte que le dernier brin bêta d’une répétition se forme avec les trois premiers de la répétition suivante pour former la structure de la lame 3D.
• Le β-propeller est formé par sept répétitions WD de 43 acides aminés, retrouvés dans de nombreuses famille de protéines, et sept feuillets β antiparallèles à 4 branches, avec une connection entre WD1 et WD7 pour maintenir la structure protéique.

3. De manière significative, le pore central du domaine WD interagit le plus souvent avec les régions peptidiques des principaux partenaires d’interaction.

Toutefois, par exemple, la protéine EED utilise les surfaces supérieure, inférieure et latérale pour interagir avec d’autres composants du complexe PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2) qui inactive la transcription.

Remarque : il existerait des domaines WE dans lesquels l'acide glutamique (E) remplacerait l'acide aspartique (D).

Rôles du domaine WD40

1. Les domaines WD sont souvent des sous-unités essentielles de complexes multiprotéiques impliqués dans un large éventail de voies de signalisation (WD-repeat domain proteins: a novel target class? 2017) :

• 

  détection et la réparation des dommages à l’ADN,
• signalisation de l’ubiquitine,
• dégradation des protéines,
• cycle cellulaire,
• régulation épigénétique de l’expression des gènes et de l’organisation de la chromatine,
• voies immunitaires.

2. On les trouve, par exemple, dans :

• Vps15/p150 de PI3K de classe III
• les protéines de transfert des lipides comme VPS13 ou ATG2,
• SCAP (SREBP cleavage-activating protein),
• les E3 ubiquitine ligases, dont le WD40 interagit souvent avec le substrat et les désubiquitines (DUB), comme les USP,
• ATG16L…
• ARPC1 (p40) du complexe Arp2/3, protéine de nucléation de l'actine,
• la chaîne intermédiaire (IC) de la dynéine…

3. Dans certaines protéines à domaine WD, on trouve un domaine DWD (DDB1-binding WD40) qui permet leur interaction directe avec DDB1 (Damaged DNA Binding protein 1), sous-unité adaptatrice du complexe CUL4–DDB1, appartenant à la famille des E3 ligases CRL ( adaptateurs modulaires des CRL).

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