Répétition riche en leucine

Une répétition riche en leucine, ou  (LRR) en anglais, est un motif structurel présent dans certaines protéines où il forme un repliement en fer à cheval α/β. Ce type de repliement est constitué de séquences de  d'acides aminés contenant une forte proportion de leucine, un acide aminé hydrophobe, constituant un domaine en forme de solénoïde. Chaque élément répété est généralement constitué de l'enchaînement –coude–, dont la répétition constitue un domaine qui présente globalement la géométrie d'un fer à cheval dont l'intérieur est formé de  parallèles et l'extérieur est formé d'un réseau d'. Une face des  et un côté des  sont exposés au solvant et sont par conséquent constitués essentiellement de résidus hydrophiles, tandis que la région comprise entre les hélices et les feuillets forme le cœur hydrophobe de la protéine dans lequel sont enfouis les résidus de leucine.

Les répétitions riches en leucine interviennent fréquemment dans l'établissement d'interactions protéine-protéine.

Exemples 

Les motifs LRR ont été identifiés dans un grand nombre de protéines aux fonctions biologiques très diversifiées. L'inhibiteur de ribonucléase en est l'exemple le plus connu, mais d'autres protéines telles que la , protéine régulatrice de la tropomyosine, et le récepteur de type Toll possèdent également ce motif structurel. Le récepteur de type Toll possède en fait dix motifs LRR successifs qui interviennent dans la liaison aux motifs moléculaires associés aux agents infectieux.

Si le motif LRR typique contient environ une proportion d'une  pour chaque , certaines variantes qui forment des superhélices βα présentent parfois de longues boucles à la place des hélices entre feuillets adjacents. On a également identifié une variante structurelle appelée  et constituée d'une alternance d' et 310 formant une superhélice droite dépourvue des  habituellement présents dans les répétitions riches en leucines.

Domaines associés 

Les répétitions riches en leucine sont souvent entourés de domaines  et  riches en cystéine. Ces domaines riches en cystéine existent également en présence de domaines LRR adjacents. Il s'agit de petits domaines entièrement constitués de  qui ont été structurellement décrits pour les  A (InlA), B (InlB), E (InlE) et H (InlH) de la bactérie Listeria monocytogenes. Leur fonction semble être essentiellement structurelle : ils sont fusionnés avec l'extrémité  des répétitions riches en leucine, ce qui a pour effet de les stabiliser et de les rigidifier. Elles n'interviennent pas directement dans les interactions protéine-protéine mais ajuste le positionnement du domaine LRR adjacent dans ce but. Ces domaines appartiennent à la famille des domaines de type immunoglobuline dans la mesure où ils sont formés de deux  en sandwich de la même façon que les immunoglobulines ; le  de l'un des feuillets est cependant bien plus court que dans les domaines de type immunoglobuline habituels.

Un cluster fer-soufre est présent à l'extrémité  de certaines protéines contenant la variante structurelle LRV riche en leucine. Ces protéines ont une structure en deux domaines : un petit domaine  contenant un groupe de quatre résidus de cystéine formant un agrégat atomique  et un grand domaine  contenant le motif LRV. Des études biochimiques ont montré que l'agrégat  est sensible à l'oxygène mais ne semble pas porteur d'une activité rédox.

Notes et références 

Motif structurel