La patiente est une fille, maintenant âgée de 11 ans, née trois semaines avant terme par césarienne en raison d'une présentation transversale, poids à la naissance de 2720 g. Il n'y a eu aucune difficulté alimentaire dans la petite enfance ou plus tard. Le développement moteur et linguistique a été retardé: elle a marché sans soutien à l'âge de 2 ans et demi, et à l'âge de 3 ans elle a dit ses premiers mots. À l'âge de 10 ans, elle connaissait l'alphabet et a essayé de mettre des lettres ensemble. Elle a utilisé des couches jusqu'à l'âge de 8-9 ans. Son sommeil est légèrement irrégulier avec des réveils fréquents. Les malformations congénitales ou l'épilepsie n'ont jamais été détectées. Elle a une taille normale avec une longueur le long du 25e-50e centile et un poids le long du 25e centile, mais sa circonférence de la tête était dans la plage inférieure normale (2,5e-5e centile). Ses traits faciaux sont également normaux - elle n'est pas clairement dysmorphique. Le comportement est normal sans traits autistiques, mais le bruxisme est un problème. Elle préfère la compagnie des enfants plus jeunes. Son niveau intellectuel est jugé comparable à un ID modéré, les tests de QI formels n'ayant pas encore été effectués. À l'âge de 9 ans, le trio de séquençage de l'exome entier (WES), comparant les séquences d'ADN de l'enfant et des parents, a révélé une variante de NAA10 de novo (NM_003491.3) c.332 T > G p.V111G qui a été confirmée par séquençage Sanger. En ligne avec les autres variantes de NAA10 missense, la substitution V111G affecte un acide aminé hautement conservé. NAA10 est une protéine de 235 acides aminés qui adapte la caractéristique de pli GNAT commune aux sous-unités catalytiques NAT. Ce pli est composé de six ou sept brins β et de quatre α-hélices. Les brins β 2-5 constituent le noyau de la protéine. Ces quatre brins β, ainsi que l'α2-hélice et la β6-β7-boucle importante pour la liaison au substrat, sont hautement conservés. V111 est situé vers la fin du brin β5, et une valine à cette position est hautement conservée dans les homologues de NAA10 ainsi que dans plusieurs autres sous-unités catalytiques NAT pour lesquelles des structures cristallines ont été résolues, 4U9W (NAA40), 3FTY (NAA50), 5ICV (NAA60) et 4LX9 (ssNAT)) [–]. La chaîne latérale de V111 forme une poche hydrophobe avec Y145, M147, L119 et L109. Elle est également très proche (3,7 Å) du groupe soufre de l'acétyl-CoA (AcCoA), ce qui pourrait indiquer un rôle de V111 dans le positionnement de l'AcCoA. Une glycine à cette position ne provoquera pas de conflits stériques, mais la perte de la chaîne latérale hydrophobe plus volumineuse de la valine peut éventuellement provoquer des altérations structurelles affectant la stabilité de la protéine ou la liaison à l'AcCoA. Pour évaluer fonctionnellement le NAA10-V111G, nous avons d'abord exprimé His/MBP-NAA10-WT et His/MBP-NAA10-V111G dans E. coli, purifié les enzymes et testé l'activité NAT in vitro. Contrairement à His/MBP-NAA10-WT, il était difficile d'obtenir une bonne expression de la protéine His/MBP-NAA10-V111G, et une fraction importante des molécules His/MBP-NAA10-V111G purifiées s'éluait dans le volume vide de la colonne de chromatographie d'exclusion de taille. Cela indique que des parties de la protéine s'agrégent en unités supérieures à 200 kDa, probablement en raison d'une modification de la structure de la protéine ou d'une réduction de la stabilité de la protéine. Les enzymes qui s'éluaient à un volume de colonne correspondant à la molécule monomère His/MBP-NAA10-V111G ont été testées pour leur activité catalytique et ont montré une réduction d'environ 85 % de l'activité catalytique par rapport à His/MBP-NAA10-WT. En raison des faibles niveaux d'expression et du rendement en protéines de NAA10-V111G à partir de la transfection E. coli et de la purification des protéines, nous avons transfecté des cellules HeLa avec des plasmides codant pour NAA10-WT V5 ou NAA10-V111G V5, suivis d'une immunoprécipitation (IP) de la protéine surexprimée par un anticorps anti-V5. Par la suite, l'activité NAT dans le précipité a été mesurée. NAA10 et NAA15 forment un complexe de protéines à haute affinité, et comme prévu, la NAA15 endogène a été co-immunoprécipitée avec les deux NAA10-WT-V5 et NAA10-V111G-V5 surexprimés. La quantité de NAA10 et de NAA15 présente dans chaque échantillon a été déterminée par SDS-PAGE et Western blotting. Les bandes du Western blotting ont été quantifiées, et l'activité catalytique mesurée a été corrélée à la quantité de NAA10-V5 présente dans l'échantillon (c'est-à-dire un mélange de NAA10 monomère et de NAA10 complexe avec NAA15 - le complexe NatA), et corrélée séparément à la quantité de NAA15 présente dans l'échantillon (c'est-à-dire la quantité de complexe NatA seulement). Les résultats de l'expérience d'activité IP correspondaient bien à nos résultats antérieurs: la capacité de NAA10-V111G à acétylater l'acide N-terminale EEEI24 était fortement réduite. Cependant, elle a également révélé une deuxième caractéristique intéressante: comme on peut le voir sur le Western blotting de la Fig., plus de NAA15 a été co-immunoprécipité avec NAA10-V111G-V5 que NAA10-WT-V5. Cela s'est également reflété dans nos mesures d'activité NAT où la formation de produit NatA par NAA10-V111G-V5 était plus élevée que la formation de produit NatA par NAA10-WT-V5 lorsque corrélée à la quantité totale de NAA10-V5 présente dans l'échantillon. Cependant, lorsque corrélée à la quantité de NAA15 présente dans chaque échantillon, la formation de produit NatA par NAA10-V111G-V5 était à peu près égale. Comme le monomère NAA10 a une activité NAT 1000 fois inférieure par rapport au complexe NatA [], la contribution du monomère NAA10 à l'acétylation de SESS24 est minime. Considérées ensemble, ces caractéristiques suggèrent que NAA10-V111G a une activité catalytique réduite sous forme monomère, mais non sous forme complexe avec NAA15. Pour évaluer le renouvellement des protéines de NAA10-WT et de NAA10-V111G, nous avons exprimé les molécules de NAA10-V111G-V5 et de NAA10-V111G dans des cellules HeLa et effectué des expériences de chase cycloheximide. Comme on peut le voir sur la figure, la molécule de NAA10-V111G-V5 a un taux de renouvellement plus élevé que la molécule de NAA10-WT-V5. Deux heures après le traitement par cycloheximide, la quantité moyenne de molécules de NAA10-V111G-V5 a été réduite d'environ 80 %, tandis que la quantité de molécules de NAA10-WT-V5 a été réduite de 20 % par rapport à la quantité de molécules de NAA10 avant le traitement par cycloheximide. Bien que la quantité de molécules de NAA10-V111G-V5 ait considérablement diminué après deux heures, le niveau de molécules de NAA10-V111G-V5 semble se stabiliser à environ 20 %. La molécule de NAA10-V111G-V5 surexprimée est probablement présente sous une forme monomérique instable qui est rapidement dégradée et sous forme complexe avec la molécule de NAA15, qui stabilise l'enzyme et la protège de la dégradation.