Qu'est-ce qu'un doigt de zinc?
Un doigt de zinc est un repliement protéique en forme de doigt formé par des acides aminés spécifiques dans la liaison de la protéine à un ion zinc. Ces protéines se lient souvent à l'ADN et à l'ARN car leur forme permet une interaction étroite du domaine avec les nucléotides de l'ADN et de l'ARN. Leurs propriétés de liaison aux nucléotides leur permettent de fonctionner dans la régulation de l'expression des gènes et dans l'assemblage du virus.
Il existe plusieurs types de structures à doigts de zinc, mais la version la plus courante consiste en une hélice alpha et une feuille bêta, les deux structures secondaires les plus courantes dans les protéines, de part et d'autre d'au moins un ion zinc. L'hélice alpha et la feuille bêta sont maintenus en position par les résidus de cystine et d'histidine, en coordonnant l'ion zinc via leurs atomes d'azote et de soufre. Le doigt de zinc se lie à l’ADN et à l’interaction des acides aminés à sa périphérie avec des paires de bases situées au centre de la double hélice de l’ADN. C'est un domaine protéique compact, et sa petite taille lui permet d'être proche des paires de bases d'ADN.
Ces protéines sont les facteurs de transcription les plus courants chez les organismes vivants. Un facteur de transcription est une protéine qui se lie à l'ADN et contrôle le transfert d'informations génétiques vers l'ARN. Le fait que ces protéines ciblent l'ADN en fait des candidats à une réingénierie ciblée afin de cibler les séquences d'ADN présentant un intérêt.
Par exemple, une nucléase de doigt de zinc (ZFN) est une protéine synthétique qui possède un domaine de liaison de doigt de zinc artificiel fusionné à un endonucléase de restriction, ou enzyme séparant l'ADN. Le ZFN peut être utilisé pour couper de l'ADN à des emplacements spécifiques et constitue un outil utile pour promouvoir la recombinaison d'ADN spécifique à un site. Les doigts de zinc techniques peuvent également être utilisés comme facteurs de transcription artificiels.
Des domaines à doigts de zinc se trouvent dans certaines protéines virales, notamment la protéine néocapside (NC) du virus de l'immunodéficience humaine-1 (VIH-1). La NC est une cible antivirale attrayante car elle est importante pour l’assemblage viral et est hautement conservée. Des inhibiteurs qui ciblent spécifiquement les doigts de zinc des protéines virales et rétrovirales pourraient être utilisés pour empêcher la réplication du virus. L'obtention de composés antiviraux de cette nature est un domaine actif de la recherche biomédicale.
Ces protéines jouent un rôle important dans le métabolisme normal des cellules. Pour être efficaces, les composés antirétroviraux doivent cibler spécifiquement les protéines à doigts de zinc rétrovirales. Ces protéines rétrovirales ont des séquences d'acides aminés et des différences structurelles distinctes de celles des protéines à doigts de zinc cellulaires, de sorte que l'obtention d'inhibiteurs sélectifs est un objectif réalisable.