tyrosinase

Un modèle moléculaire de tyrosinase bactérienne

pour comprendre

le blanchissement du cheveu humain avec l'âge

La tyrosinase est l'enzyme clé de la mélanogenèse responsable de la pigmentation du cheveu et d'après certaines recherches récentes, une modification de la configuration de son site actif en présence de H₂O₂ en excès, serait une cause du blanchissement des cheveux. Pour vérifier les arguments moléculaires qui étayent cette étude, on ne peut utiliser que les modèles moléculaires disponibles, en l'occurence ici celui (2zmx) d'une tyrosinase bactérienne (Streptomyces castaneoglobisporus).Cette bactérie produit une mélanine.
La tyrosinase a été cristallisée, associée à une protéine dite "caddie" qui semble intervenir dans le transport du Cu vers le fond du site actif de l'enzyme. En place, cette protéine empêche la formation du complexe tyrosinase-tyrosine.
Il faut, dans un premier temps, identifier les résidus His liés aux 2 Cu²⁺ dans la tyrosinase bactérienne puis établir les homologies correspondant aux acides aminés d'intérêt, ce qui peut être fait en ligne (site Uniprot) par alignement sous Clustalw. Il faut choisir les bonnes séquences à aligner.
Dans un deuxième temps, la manipulation raisonnée du modèle doit permettre de bien visualiser le site actif de la tyrosinase avec le centre Cu, les His connectés. mais aussi le résidu Met cible de l'oxydation et ceux dont le remplacement est à l'origine des formes d'albinisme citées précédemment..

Exploitation du modèle moléculaire : identification des résidus His liés aux 2 Cu²⁺ dans la tyrosinase bactérienne
Chaque Cu²⁺ est coordiné par 3 résidus His qui peuvent être directement visualisés et identifiés dans RCSB Ligand Explorer en activant metal interaction.

Voir image et commentaire
Résultats : His38, His54, His63 pour l'un des Cu²⁺et His190, His190, His194 pour l'autre.

Etablissement des homologies par alignement des séquences de la tyrosinase

Voir fenêtre alignement
Résultats

Blanchissement du cheveu

Tyrosinase	Résidus ac.aminés d'intérêt
homme	His180	His202	His211	His363	His367	His390	Met374
souris	His180	His202	His211	His363	His367	His390	Met374
streptomyces c.	His38	His54	His63	His190	His194	His216	Met201

Complément (éventuel): albinisme

Tyrosinase	Résidus ac.aminés d'intérêt
homme	Ser380	Val393
souris	Ser380	Val393
streptomyces c.	Ser206	Val219

Forme oxydée et forme réduite de la méthionine

Exploitation du modèle moléculaire (suite) : influence possible du résidu M201 (374) sur la configuration du site actif de la tyrosinase
Rq/ On envisagera éventuellement également l'influence des résidus S206 (380) et V219 (393).

Voir exemple d'étude : images, commentaires
Résultats : synthèse

L'approche indirecte, par homologie, de la configuration du site actif de la tyrosinase humaine suggère fortement que M374, S380 et V393 sont impliqués dans la détermination de la géométrie du site actif de l'enzyme.