Chaperon moléculaire : comment éviter les situations adhésives

1999/04/01 Muga Villate, Arturo Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingurumena

Environ une vingtaine de familles de protéines répondent aux exigences pour agir comme chaperons moléculaires : aider au pliage adéquat de plusieurs chaînes polypeptides, contribuant à la disponibilité d'un formage in vivo stable et actif. Les txaperons, face à la séquence, n'ont rien à voir avec les protéines qui aident à plier et n'ont aucune interaction avec elles après que les protéines aient pris leur structure tridimensionnelle originale. Au moins sept familles sont assez synthétisées dans des situations de stress (thermique et chimique).

Agir ou non comme txaperon dépend de sa capacité à reconnaître et à unifier les régions hydrophobes de protéines qui s'étendent au milieu intracellulaire. Ces protéines commencent à travailler sur la synthèse et le pliage des chaînes polypeptides ou sur la perte de la structure originale provoquée par tout type de stress environnemental. Il évite la liaison réversible et non covalente entre la protéine et le txaperon, ainsi que les interactions intermoléculaires entre les régions hydrophobes (adhésives) soumises au solvant (agrégation irréversible) ou à la protéolyse précoce de la chaîne polypeptide.

Bien que ces protéines jouent un rôle biologique important, nous ne connaissons pas précisément leur mécanisme d'action. La structure cristalline de plusieurs chaperons a permis d'enquêter à travers la mutagenèse directionnelle et postuler le mécanisme supposé d'action. Le plus connu des systèmes est l'A.C., formé par une Txaperonine, le Groel et son associé correspondant de txaperonine, Groes. Le groel est un tétrahomère avec deux anneaux formés par deux sous-unités égales. Dans la cavité de chaque anneau se trouve le substrat protéique à plier, qui empêche les interactions avec d'autres protéines et donc des ajouts possibles.

Le groes est une protéine héptamérique qui brûle comme couverture de la "marmite" ou cavité du GRoel et qui permet son élimination au substrat protéique dans des conditions adéquates pour que par lui-même on essaye d'obtenir une structure originale. Ces protéines, de forme unitaire et avec une dépense énergétique (par hydrolyse de l'ATP par Groel), permettent d'obtenir le pliage adéquat de nombreuses séquences polypeptides. Du point de vue fonctionnel, il convient de noter que la structure oligomérique du Groel permet la communication entre les sous-unités du même et anneau distinct pour optimiser l'activité du système.

Les questions que nous voulons répondre à travers le projet et qui nous aideront à comprendre son mécanisme d'action sont:

• Dans les conformations que peuvent avoir les chaînes polypeptides le long de leur pliage, qui a des interactions stables avec la txaperonine?
• Comment influencent les fonctions biologiques des txaperons les changements d'union produits par différents liaisons (nucléotides, substrats...) ?
• La txaperonine est-elle capable de se plier et de s'oligomériser sans l'aide d'autres protéines ? En d'autres termes, qu'est-ce qui aide la txaperonine quand elle est pliée, dans des conditions physiologiques et de stress ?

• Titre du projet: Relation entre la structure et la fonction en chinois I (DGICYT PB97-1225).
• Objectif: Analyse des bases structurelles de l'activité txaperonaire.
• Directeur: Arturo Muga Villate
• Équipe de recherche: Asier Galan,Aitor Hierro, Adelina Prado,Begoña Sot et Maria Angeles Urbaneja
• Département: Biochimie et biologie moléculaire
• Centre: Faculté des sciences