Équipe Structure et Stabilité de Protéines Membranaires Intégrales et Assemblages de Phages (Cécile Breyton)

Responsable d’équipe : Cécile BREYTON (DR CNRS)

Expertise

Biochimie des protéines membranaires ; Biophysique ; Cristallographie ; Diffusion des rayons X et neutrons ; Cryomicroscopie électronique

Thèmes de Recherche Principaux

L’investigation structurale des premières étapes de l’infection par le phage dans le système phage T5 - E. coli.
Le phage T5, un virus qui infecte E. coli, appartient à la famille des phages à queue longue et flexible. Nous sommes intéressés à comprendre les mécanismes moléculaires de la perforation de la paroi cellulaire. Celle-ci est déclenchée par l’interaction de l’extrémité de la queue du phage avec son récepteur, une protéine de la membrane externe d’E. coli, FhuA.

Au cours des dernières années, nous avons localisé les onze protéines de la queue, puis nous avons initié la détermination de leur structure. Les cristaux des protéines de phage sont difficiles à phaser, et les molécules développées par E. Girard (IBS) ont été fructueusement utilisées. Nous avons étudié le tube de queue, par cryomicroscopie électronique (cryo-EM), avant et après interaction avec FhuA, en collaboration avec G. Schoehn (IBS). En combinant la cryo-EM du tube de queue (résolution 6 Å) avec la structure cristalline de la protéine majeure de la queue (résolution de 2,2 Å), nous avons proposé une structure pseudo-atomique du tube de la queue. Dans le cadre d’une collaboration avec P. Schanda (IBS), nous comparons la dynamique de cette protéine en solution et lorsqu’elle est polymérisée par RMN en solution et à l’état solide.

Notre projet est maintenant d’étudier la structure de l’extrémité de la queue T5 et le canal qu’elle forme lors de l’interaction avec une membrane. Nous étudierons également « l’immunité » du phage T5 en étudiant l’interaction et la structure de Llp, une protéine périplasmique codée par un gène phagique. Llp se lie à FhuA et empêche ainsi une surinfection par d’autres phages.

Dans ce cadre, l’équipe est membre du Réseau Thématique Pluridisciplinaire Phages.fr

Le développement de méthodes pour l’étude structurale et fonctionnelle de protéines membranaires.
Nous évaluons les propriétés physico-chimiques et biochimiques de nouveaux détergents et de nouveaux tensioactifs fluorés, conçus pour être peu agressifs envers les protéines membranaires, en collaboration avec G. Durand (Avignon) et S. Keller (Kaiserslautern, DE).

Nous évaluons des protocoles pour la caractérisation des protéines membranaires, utilisant l’ultracentrifugation analytique et la chromatographie d’exclusion couplée à la diffusion de la lumière.

La diffusion de neutrons à petit angle (SANS) est une technique puissante pour étudier la structure en solution des protéines membranaires, car les contributions du détergent libre et lié –ou lipides- peuvent être masquées. À l’aide du SANS, nous avons révélé des échanges de lipides entre des bicouches lipidiques stabilisées par le SMA, un polymère amphipatique utilisé pour manipuler les protéines membranaires. Nous étudions les conformations en solution des protéines SpNox et BmrA, en collaboration avec F. Fieschi (M&P, IBS) et J.-M. Jault (IBCP, Lyon), respectivement, et avec A. Martel (ILL).

Mots clés

Relation Structure fonction de canaux, récepteurs, transporteurs ; Biophysique et biochimie ; Virologie moléculaire et structurale ; Bactériophages ; Tensioactifs.