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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

L’impact du détergent sur les protéines membranaires

De nombreux processus cellulaires impliquent des protéines membranaires et la caractérisation de leur structure, interactions et dynamique reste un défi pour la biologie structurale. La difficulté est liée à la nécessité d’extraire ces protéines de leur membrane biologique pour pouvoir les étudier. Les détergents sont fréquemment utilisés mais leurs propriétés physiques diffèrent de celles des lipides. Mais à quel point la conformation des protéines membranaires en détergent est-elle comparable à celle dans la membrane ?
Dans cette étude, une famille de protéines membranaires, les transporteurs mitochondriaux, a été analysée en détail dans un détergent courant, le dodecylphosphocholine (DPC). Plusieurs études sur ces transporteurs mitochondriaux en DPC avaient déjà proposé des détails sur la structure, la dynamique et les interactions et ont interprété ces observations d’un point de vue biologique, mais leur pertinence biologique a été controversée. Les études du groupe NMR et MEMBRANE, en collaboration avec des chercheurs à Nancy et Cambridge croisent des méthodes de RMN, biochimie et simulations MD pour clarifier la situation et obtenir une vue réaliste des effets du détergent. Les résultats montrent une subtile balance des interactions entre protéine et détergent, qui induit une perturbation importante de la protéine ; la spécificité d’interaction avec des substrats est fortement impactée, et la protéine échantillonne des conformations partiellement dépliées. Une revue sur un nombre de structures obtenues en DPC illustre que ces effets sont relativement généraux, et permet de clarifier un débat sur l’impact des détergents.

1) How Detergent Impacts Membrane Proteins : Atomic-Level Views of Mitochondrial Carriers in Dodecylphosphocholine. Kurauskas V, Hessel A, Ma P, Lunetti P, Weinhäupl K, Imbert L, Brutscher B, King MS, Sounier R4, Dolce V, Kunji ERS, Capobianco L, Chipot C, Dehez F, Bersch B, Schanda P. Journal of Physical Chemistry Letters ;9(5):933-938
2) Perturbations of Native Membrane Protein Structure in Alkyl Phosphocholine Detergents : A Critical Assessment of NMR and Biophysical Studies. Chipot C, Dehez F, Schnell JR, Zitzmann N, Pebay-Peyroula E, Catoire L, Miroux B, Kunji ERS, Veglia G, Cross TA, Schanda P. Chemical Reviews ;118(7):3559-3607
3) Dynamics and interactions of ADP/ATP transporter AAC3 in DPC detergent are not functionally relevant. Kurauskas V, Hessel A, Dehez F, Chipot F, Bersch B, Schanda P. Nature Structural & Molecular Biology ;doi : https://doi.org/10.1101/317669