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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Faits marquants

Décryptage par spectroscopie d’échange RMN de la dynamique d’une protéine intrinsèquement désordonnée dans un complexe

Les protéines intrinsèquement désordonnées (PIDs) sont dépourvues de structure tridimensionnelle et sont fonctionnelles dans leur état désordonné. Leur grande flexibilité leur permet de s’adapter facilement à la surface de leurs partenaires et elles sont capables de se replier lors d’une interaction. Dans certains cas, elles peuvent même former un complexe « flou », dans lequel la PID n’adopte pas une seule conformation définie sur la surface du partenaire, mais continue à échantillonner plusieurs conformations dans un complexe hautement dynamique.
Le groupe FDP de l’IBS, en collaboration avec des chercheurs de l’IAB (Grenoble) et l’ENS (Paris), a réussi à obtenir une description à résolution atomique de la dynamique d’une PID sur la surface de son partenaire en utilisant des techniques d’échange par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire. Ils ont appliqué cette approche au complexe de signalisation formé par la protéine kinase MAPK p38α et son domaine de régulation intrinsèquement désordonné MKK4. L’étude démontre que MKK4 utilise une combinaison de modes d’interaction pour se lier à p38α, conduisant à un complexe affichant des dynamiques significativement différentes entre les régions liées. Les résultats montrent comment les PIDs peuvent s’engager dans des interactions très spécifiques sans présenter une forte affinité de liaison.

Deciphering the Dynamic Interaction Profile of an Intrinsically Disordered Protein by NMR Exchange Spectroscopy. Delaforge E, Kragelj J, Tengo L, Palencia A, Milles S, Bouvignies G, Salvi N, Blackledge M, Jensen MR. Journal of the American Chemical Society ;140(3):1148-1158

Mise en évidence d’un état « fantôme » chez les protéines fluorescentes vertes

Les protéines fluorescentes vertes (GFPs) sont des protéines utilisées comme marqueurs (génétiquement encodés) pour permettre de localiser jusqu’aux protéines individuelles par microscopie optique. Leur fluorophore est formé de trois acides aminés et il se trouve au centre d’un tonneau beta qui le protège de l’environnement. Bien que les GFPs soient doté d’un remarquable rendement d’absorption et de fluorescence, leur fluorophore est capricieux et fragile. Ainsi, il peut entrer dans des périodes dites « obscures » d’inactivité temporaire et après environ 100000 cycles d’excitation et d’émission, il s’éteint définitivement. A l’IBS, l’équipe Pixel a déjà résolu les structures de certains de ces états obscurs. Ils montrent tous des modifications chimiques plus ou moins sévères, ce qui pose la question de leur irréversibilité. On soupçonnait un état en amont où ces modifications ne sont pas encore irréversibles et dont la connaissance permettrait d’améliorer le comportement des GFP. Mais cet état était mal connu : quel est son caractère chimique (triplet, radical, biradical ?), son rendement (pour cents, pour milles ?), son temps de vie (nano-, micro-, millisecondes ?), sa réactivité (oxydative, réductive, les deux ?), et son spectre d’absorption (UV, VIS, IR ?).

Grace à une collaboration avec l’équipe de Klaus BrettelL à l’I2BC (CEA Saclay), l’équipe Pixel du groupe DYNAMOP de l’IBS a soumis l’EGFP – protéine fluorescente paradigmatique - à des études par spectroscopie d’absorption transitoire. Il s’agit d’une technique peu appliquée auparavant aux protéines fluorescentes, que les chercheurs ont poussée aux limites de sa résolution. Cela leur a permis de détecter la signature spectrale de l’état obscur « fantôme » et de le caractériser en répondant à tous les questionnements évoqués ci-dessus. Ces avancées ouvrent la voie pour mieux comprendre le fonctionnement photophysique des protéines fluorescentes et alimentent l’espoir de trouver des clés pour leur optimisation continue.

A Long-Lived Triplet State Is the Entrance Gateway to Oxidative Photochemistry in Green Fluorescent Proteins. Byrdin M, Duan C, Bourgeois D, Brettel K. Journal of the American Chemical Society ;. doi : 10.1021/jacs.7b12755

Comment les bactéries conversent au sein des biofilms flottants

Les biofilms sont des communautés bactériennes qui présentent une résistance élevée aux antibiotiques. Au sein des biofilms, les bactéries échangent de l’information par voie chimique – un mécanisme nommé quorum-sensing. Des chercheurs de l’Institut de Biologie Structurale de Grenoble, de l’Université de la Méditerranée à Marseille, et de l’Université Jacobs à Brême ont mis en évidence que certaines bactéries forment des communautés flottantes, au sein desquelles elles sont en contact et en communication directe. Les protéines impliquées dans cette interaction pourraient être de nouvelles cibles dans la lutte contre biofilms. Détails

Porin self-association enables cell-to-cell contact in Providencia stuartii floating communities. El-Khatib M, Nasrallah C, Lopes J, Tran QT, Tetreau G, Basbous H, Fenel D, Gallet B, Lethier M, Bolla JM, Pagès JM, Vivaudou M, Weik M, Winterhalter M, Colletier JP. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2018 Feb 23. pii : 201714582. doi : 10.1073/pnas.1714582115.