Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

2008

Un commutateur biologique au service de l’imagerie

Des chercheurs de l’Institut de Biologie Structurale Jean-Pierre Ebel (IBS, Institut mixte CEA-CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble) et de l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble), en collaboration avec des équipes allemandes et anglaises, viennent de développer une nouvelle protéine fluorescente dérivée de la GFP (green fluorescent protein).
Cette protéine, Iris-FP, devrait permettre de suivre avec une très haute résolution la dynamique spatio-temporelle des protéines par microscopie. Ces résultats, qui apportent de nouvelles perspectives en nanoscopie et en biophotonique viennent d’être publiés en ligne par la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)... Suite du communiqué de presse

Structural characterization of IrisFP, an optical highlighter undergoing multiple photo-induced transformations. Virgile Adam, Mickaël Lelimousin, Susan Boehme, Guillaume Desfonds, Karin Nienhaus, Martin J. Field, Joerg Wiedenmann, Sean McSweeney, G. Ulrich Nienhaus, and Dominique Bourgeois. Proceedings of the National Academy of Sciences.), 105(47):18343-8

Prix du jeune chercheur de la fondation Bettencourt-Shueller pour Helena Païdassi

Helena Païdassi, qui a effectuéé sa thèse à l’IBS avec P.Frachet (IBS/LEM), a obtenu l’un des 14 prix du jeune chercheur de la fondation Bettencourt-Shueller. Ces prix, d’un montant de 21 000 euros chacun, ont été remis le 18 décembre 2008 par Madame Bettencourt et sont destinés à permettre aux jeunes chercheurs de poursuivre leurs recherches à l’étranger.

Fête de la science 2008 : Portes ouvertes à l’IBS et conférence

Pour la 5eme année consécutive, l’IBS a reçu des classes de lycée. Au programme du 18 au 21 novembre : un voyage au coeur des protéines, avec les chercheurs, ingénieurs et techniciens de l’institut, une visite de laboratoires et des expériences à réaliser.

A cette opération « Portes ouvertes » à destination des lycées, s’est ajouté une conférence le 15 novembre, par Eva Pebay-Peyroula, lors du colloque « Filles et garçons en sciences et techniques, un enjeu européen et planétaire ».


Photo credit : IBS/CEA-CNRS-UJF/O.Kaikati

Plaquette "Filles et garçons en sciences et techniques, un enjeu européen et planétaire"

Le prix Paoletti 2008 décerné à Jérôme Boisbouvier

Prix Claude-Paoletti 2008

Jérôme Boisbouvier a reçu, le 7 novembre 2008, le prix Claude Paoletti pour l’ensemble de ses travaux consacrés au développement et à l’application de la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire pour l’étude structurale des macromécules biologiques et de leurs complexes.

Ce prix est décerné en mémoire de Claude Paoletti, ancien directeur scientifique du département des sciences de la vie du CNRS qui a pris de nombreuses initiatives pour soutenir les jeunes chercheurs.

Une étape du bourgeonnement viral élucidée

Les protéines impliquées dans le tri et la formation des corps multivésiculaires (ESCRT) peuvent s’associer sous forme d’hélices et se dissocier sous contrôle de l’ATPase VPS4

Les cellules eucaryotes maintiennent et ajustent la composition protéique de leur paroi en permanence. Les protéines inutiles sont éliminées de la membrane plasmique par l’intermédiaire de vésicules qui bourgeonnent dans la lumière de l’endosome et forment les corps multivésiculaires « multi-vesicular body » (MVB). Ce système est conservé de la levure à l’homme, et implique plusieurs protéines qui forment les complexes ESCRT (Endosomal Sorting Complexes Required for Transport) ou complexes impliqués dans le tri et la formation des corps multivésiculaires. Certains membres de la machinerie ESCRT sont impliqués dans des processus aussi divers que le bourgeonnement viral, la cytokinèse et l’autophagie, ainsi que dans certaines anomalies neuronales. Les processus de tri dans des vésicules MVB, de bourgeonnement des virus et de cytokinèse sont topologiquement comparables : ils peuvent être considérés comme étant des processus de bourgeonnement à partir du cytosol. Ces trois processus emploient les complexes ESCRT-III ainsi qu’une ATPase de type AAA : VPS4. L’étape commune de ces processus est la séparation de deux membranes enveloppées.

Nos données structurales (collaboration groupe Pr Winfried Weissenhorn, UVHCI et Dr Guy Schoehn, UVHCI / IBS) montrent grâce, entre autre, à la microscopie électronique, que deux protéines du complexe ESCRT-3, CHMP2A et CHMP3, sont capables de s’assembler dans des structures hélicoïdales tubulaires qui sont désassemblées par VPS4. Ces structures multimériques présentent le site de reconnaissance de VPS4 sur leur face interne, et exposent la surface de reconnaissance membranaire à l’extérieur, ce qui suggère que ces polymères sont capables de s’assembler à l’intérieur d’un bourgeon vésiculaire. Nous avons aussi montré que CHMP2A et CHMP3 sont capables de s’assembler sur des phospholipides chargés négativement en un complexe résistant au sel. Ces complexes peuvent donc s’assembler au niveau du goulot d’étranglement d’une vésicule en bourgeonnement et induire la scission entre les deux compartiments qui peuvent être : un virus et une cellule infectée ; deux cellules filles issues d’une division ou une vésicule bourgeonnant à partir de la membrane plasmique.

Helical structures of ESCRT-III are disassembled by VPS4.
Lata S, Schoehn G, Jain A, Pires R, Piehler J, Gottlinger HG and Weissenhorn W
Science (2008) 321(5894) : 1354-1357

Le complexe CHMP2A/3
Gauche : Complexe observé en coloration négative
Milieu : Complexe observé en cryo microscopie électronique
Droite : Reconstruction 3D à basse résolution du complexe
La barre d’échelle représente 100 nm

L’hydrogénase à NiFeSe de Desulfomicrobium baculatum : Comment un atome de sélénium protège l’enzyme vis-à-vis de l’oxygène ?

L’hydrogénase à NiFeSe appartient à la famille des hydrogénases à NiFe et comporte une substitution d’une cystéine ligand du Ni en sélénocystéine. Malgré un site actif tout à fait conventionnel, elle présente la particularité d’être plus résistante à l’oxygène que les enzymes à NiFe. Ceci est notamment dû à l’absence des états inactivés Ni-A et Ni-B, (caractérisés par la présence d’une espèce oxygénée pontante entre les atomes de Ni et de Fe). Il semblerait donc que la présence d’un sélénium dans l’environnement du site actif ait un rôle de protection vis-à-vis de l’oxygène. Afin de mieux comprendre les bases de cette résistance à l’oxygène, une étude par électrochimie a été entreprise en collaboration avec Fraser Armstrong (Université d’Oxford). Ces études ont montré la présence de deux états inactivés en présence d’oxygène, mais, contrairement aux enzymes à NiFe, l’enzyme à NiFeSe est très rapidement réactivée à bas potentiels. Par ailleurs, cette enzyme se révèle plus plus efficace que les enzymes à NiFe pour la production d’hydrogène, ce qui en fait un candidat intéressant pour une application biotechnologique.

The difference a Se makes ? Oxygen-Tolerant hydrogen production by the [NiFeSe]-hydrogenase from Desulfomicrobium baculatum . Parkin, A., Goldet, G., Cavazza, C., Fontecilla-Camps, J.C. and Armstrong, F.A. J Am Chem Soc. 130(40), 13410-6.

Malene Ringkjøbing Jensen (groupe FDP) reçoit le Prix Kirstine Meyer

Le prix Kirstine Meyer a été attribué à Malene Ringkjøbing Jensen pour sa recherche en chimie et biologie des protéines à l’aide de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire.

Ce prix est attribué tous les deux ans à un(e) jeune scientifique danois(e) prometteur travaillant dans le domaine de la physique ou la chimie. Il a été crée à la mort de Kirstine Meyer (1861-1941), première femme à obtenir un doctorant de physique au Danemark en 1909.

Malene Ringkjøbing effectue actuellement un post-doctorat dans le groupe de Dr. Martin Blackledge à l’IBS (Flexibilité et Dynamique des Protéines).

Production d’hydrogène : du nouveau sur l’hydrogénase

Des chercheurs de l’IBS en collaboration avec des équipes du Laboratoire de Bioénergétique et Ingénierie des protéines, à Marseille, et de l’Institut de Biologie Environnementale et Biotechnologie, à Cadarache, ont développé deux méthodes simples permettant de mesurer les vitesses de diffusion des petites molécules gazeuses, telles que l’oxygène et l’hydrogène, à travers une enzyme, l’hydrogénase.
L’hydrogénase peut être utilisée comme catalyseur d’oxydation de l’hydrogène dans les piles à combustibles ou pour la production d’hydrogène par photosynthèse, mais un obstacle majeur à sa valorisation est son inhibition par l’oxygène.
Avec ces nouvelles techniques, les chercheurs ont montré que certains acides aminés qui tapissent l’intérieur de cette enzyme modulent la vitesse de diffusion des molécules gazeuses. Ces résultats permettent d’envisager de modifier l’enzyme par mutagenèse dirigée pour diminuer sa sensibilité à l’oxygène, et ainsi la rendre plus performante pour la production d’hydrogène.

Experimental approaches to kinetics of gas diffusion in hydrogenase. Fanny Leroux, Sebastien Dementin, Benedicte Burlat, Laurent Cournac, Anne Volbeda, Stephanie Champ, Lydie Martin, Bruno Guigliarelli, Patrick Bertrand, Juan Fontecilla-Camps, Marc Rousset, and Christophe Léger.Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA ,105(32):11188-93

L’ADP happé vers son site de liaison sur le transporteur ADP/ATP mitochondrial par un entonnoir électrostatique

Le transporteur ADP/ATP est une protéine des membranes mitochondriales, transportant l’ADP de l’espace intermembranaire vers la matrice et l’ATP dans le sens opposé. Sur la base de la structure à haute résolution du transporteur bovin, des simulations de dynamiques moléculaires (total de 0,53 µs) ont été faites.
L’entonnoir électrostatique révélé par les cartes tridimensionnelles du potentiel électrostatique forme un passage privilégié pour attirer l’ADP rapidement vers le fond de la cavité. Ceci a été confirmé par plusieurs expériences numériques qui montrent l’attraction systématique de l’ADP au fond de la cavité. Des simulations utilisant la méthode de force adaptative biaisée ont montré pour la première fois que le site de fixation correspond à un minimum d’énergie libre dans lequel les phosphates cassent un des trois ponts salins caractéristiques de ces transporteurs, probablement le premier événement permettant les changements de conformation nécessaire au transport.

Binding of ADP in the mitochondrial ADP/ATP carrier is driven by an electrostatic funnel. Dehez F, Pebay-Peyroula E and Chipot C.Journal of the American Chemical Society 130(38) : 12725-12733

Structure cristalline de la "Cold-Aminopeptidase" de Colwellia psychrerythraea

Cet article présente la structure tridimensionnelle d’une aminopeptidase de la bactérie psychrophile Colwellia psychrerythraea (ColAP) et la compare à celle de la « Leukotriene hydrolase A4 » humaine (LTA4H), son homologue structural le plus proche. Cette analyse révèle deux éléments principaux. D’une part, elle met en évidence les déterminants structuraux impliqués dans l’adaptation de la ColAP aux basses températures, notamment une augmentation du pourcentage de boucles exposées à la surface protéique, ainsi qu’une flexibilité accrue du domaine C-terminal. D’autre part, l’analyse des sites actifs de ces enzymes suggère que la seconde activité de l’enzyme humaine serait apparue au cours de l’évolution via un remodelage de son site actif, lui permettant ainsi de convertir le LTA4 en LTB4, un chémo-attractant intervenant dans les phénomènes inflammatoires.

Crystal Structure of the Cold-active Aminopeptidase from the Arctic Bacterium Colwellia psychrerythraea, a close structural homologue of the human bifunctional leukotriene A4 hydrolase. Bauvois, C., Jacquamet, L., Huston, L.A., Borel, F., Feller, G., Ferrer, J.-L., JBC 283 , 23315-23325. ].

Nanotechnologie biomimétique : un nouveau type de biocapteur

Des chercheurs de l’Institut de Biologie Structurale Jean-Pierre Ebel (CEA-CNRS-UJF) et de l’Institut de recherches en technologies et sciences pour le vivant (CEA), viennent de mettre au point une nouvelle génération de biocapteurs. Par ingénierie des protéines, ils ont créé des protéines combinant deux fonctions : la reconnaissance d’un signal chimique et sa traduction en un signal électrique. Cette nouvelle génération de biocapteurs pourrait former la brique de base de systèmes de détection miniaturisés utilisables pour le criblage de médicaments, le diagnostic, ou la détection d’agents toxiques. Ces travaux viennent d’être publiés en ligne dans la revue Nature Nanotechnology.

- Communiqué de presse

- News & Views Nature Nanotech. 3:587-588

Coupling ion channels to receptors for biomolecule sensing.
Moreau CJ, Dupuis JP, Revilloud J, Arumugam K, Vivaudou M.
Nature Nanotech. 3:620-625

Principe de fonctionnement d’un ICCR (Ion Channel Coupled Receptor
Dans un ICCR, le récepteur est attaché à un canal ionique de manière à créer un lien mécanique rigide entre les deux protéines. Lorsque le récepteur détecte une molécule X, il subit un changement de structure qui est directement transmis au canal. Le degré d’ouverture du canal est ainsi modifié et le flux d’ions traversant le canal altéré. Ce flux d’ions est facilement mesurable sous la forme d’un courant électrique.

Comment les protéines intrinsèquement désordonnées se replient en interaction : analyses quantitatives de la reconnaissance moléculaire de la nucléoprotéine du virus de Sendai

Une proportion significative de protéines du protéome humain ne sont pas repliées en structure tridimensionelle mais sont partiellement ou complètement dépliées. Une caractéristique clé de cette famille de protéines est leur capacité de se replier en interaction avec leur partenaire physiologique. Malgré le fait que cette observation bouscule complètement notre compréhension des mécanismes d’interaction entre protéines, les forces qui gouvernent ce genre d’interaction restent très peu comprises.
La RMN est la seule technique qui peut sonder le comportement conformationnel de ces protéines hautement flexibles à un niveau atomique. L’équipe de Martin Blackledge (Flexibilité et Dynamique des Protéines par RMN) à l’IBS a développé, pendant les 5 dernières années, des méthodes qui permettent de caractériser les protéines partiellement ou complètement dépliées en termes d’ensembles conformationnels.
En collaboration avec le groupe de Rob Ruigrok à l’UVHCI Grenoble, les développements les plus récents ont été appliqués afin de générer une description quantitative du domaine c-terminal de la Nucléoprotéine du virus de Sendai (Ntail) en solution. Les résultats montrent qu’avant d’interagir avec sa protéine partenaire, cette protéine, intrinsèquement dépliée, forme un équilibre entre trois hélices et la forme complètement dépliée de la protéine, et que chaque hélice est stabilisée en solution par des interactions de type ’N-cap’. Cette étude fournit une description détaillée des mécanismes d’interaction des protéines intrinsèquement dépliées et plus généralement du repliement des protéines en solution.

On the Origin of NMR Dipolar Waves in Transient Helical Elements of Partially Folded Proteins. Jensen, M. R. ; Blackledge, M.J. Am. Chem. Soc. ; 2008 ; 130 ; 11266-11267.

Quantitative Conformational Analysis of Partially Folded Proteins from Residual Dipolar Couplings : Application to the Molecular Recognition Element of Sendai Virus Nucleoprotein. Jensen, M. R. ; Houben, K. ; Lescop, E. ; Blanchard, L. ; Ruigrok, R. W. H. ; Blackledge, M. J. Am. Chem. Soc. ; 2008 ; 130 ; 8055-8061.

Formation de faisceaux anti-parallèles de Microtubules engendrée par deux protéines chez Arabidopsis Thaliana

Dans les cellules de plantes en interphase, les microtubules sont principalement localisés dans le cortex cellulaire où ils sont organisés en faisceaux ordonnés en association avec la membrane plasmique. Ces microtubules jouent un rôle essentiel dans la morphogenèse cellulaire et sont principalement orientés transversalement par rapport à l’axe de la cellule. D’un point de vue moléculaire, des protéines ont été identifiées comme formant in vitro des « ponts » entre les microtubules et s’associant in vivo avec les faisceaux de microtubules. Ces protéines sont membres
de la famille MAP65s (« Micotubule-Associated Protein 65 »). Chez Arabidopsis, nous avons montré que deux AtMAP65s se liaient in vitro aux microtubules et génèraient la formation de faisceaux anti-parallèles de microtubules.

Two Microtubule-Associated Proteins of Arabidopsis MAP65s promote anti-parallel microtubule bundling. Gaillard J*,Neumann E*, Van Damme D, Stoppin-Mellet V, Ebel C, Barbier E, Geelen D, Vantard M. * both authors contributed equally to this work. Mol Biol Cell. 2008 Jul 30.

La cible de médicaments anti-Alzheimer observée en pleine action

Observer l’acétylcholinestérase en pleine action pour comprendre son mécanisme d’action, c’est là l’objectif des chercheurs de l’Institut de Biologie Structurale-Jean-Pierre Ebel qui viennent de publier, le 4 août leurs derniers résultats dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences of USA. En collaboration avec leurs collègues de l’Institut Weizman en Israël, ils sont parvenus à suivre les changements d`architecture de cette enzyme au cours de son cycle de fonctionnement. Comprendre la dynamique structurale de cette enzyme, l’une des principales cibles des traitements contre la maladie d’Alzheimer, est un atout majeur pour la conception de médicaments plus efficaces...Suite du communiqué de presse

Shoot-and-trap : use of specific X-ray damage to study structural protein dynamics by temperature-controlled cryo-crystallography.
Colletier, J.-P., Bourgeois, D., Sanson, B., Fournier, D., Silman, I., Sussman, J.L. & Weik, M.
Proc. Natl. Acad. Sci. 2008 Aug 19 ;105(33):11742-11747.

Lors de la coupure de l’analogue du neurotransmetteur acétylcholine (bâtonnets jaune) dans le site actif de l’acetylcholinestérase (bâtonnets bleu), la choline, un des deux produits du clivage, se réoriente dans le site actif de l’enzyme. La réorientation de la choline est schématisée par la flèche noire : elle passe de la position en rouge à la position en vert.

Accord entre l’IBS et le centre de recherche de Jülich signé le 3 juillet

Faisant suite au contrat cadre signé en février 2008 entre le CEA et la HELMHOLTZ GEMEINSCHAFT (association de centres de recherche allemands), l’IBS a conclu un accord spécifique de coopération avec le Forschungszentrum Jülich GmbH (FZJ).

Cet accord conduira par exemple à des interactions fortes sur les protéines membranaires, ainsi que sur les protéines impliquées dans les maladies neurodégénératives.


Signature par le Dr. Pierre Legrain (directeur des Sciences du Vivant au CEA) et le Dr. Sebastian Schmidt (Membre du Conseil d’administration du FZJ, représentant le domaine des technologies clés et la structure de la matière)


Prof Eva Pebay-Peyroula, directrice de l’IBS et Prof. Dieter Willbold, directeur de INB-2 (Institute of Molecular Biophysics) du FZJ.

Un projet issu de l’IBS primé au 10ème concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes

Depuis 10 ans, le concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes détecte et aide au financement de projets de création d’entreprises innovantes. Les prix de la 10ème édition ont été remis à Lyon jeudi 19 juin par Madame Valérie Pécresse, ministre de l’Enseignement supérieur et de la Recherche. Parmi le millier de candidatures étudiées cette année, 170 ont reçu un prix et un projet issu de l’IBS figure dans la liste des lauréats dans la catégorie "émergence" :

Le projet NatX, piloté par Nathalie Ferrer, accompagnée de Jean-Luc Ferrer, Xavier Vernede et Franck Borel, issus de l’Institut de Biologie Structurale à Grenoble, vise à mettre sur le marché (synchrotrons, laboratoires, industrie pharmaceutique) des systèmes robotisés intégrés ainsi que l’offre de services associée permettant de réduire significativement les temps d’enregistrement et d’analyse des clichés de diffraction sous rayons X.

La structure des « Kissing complex » dévoilée : application au virus du Sida

En utilisant des technologies innovantes de RMN , des chercheurs de l’Institut de biologie structurale Jean-Pierre Ebel en collaboration avec les équipes de l’Institut européen de chimie et biologie et de l’Université d’Ottawa ont élucidé les mécanismes de reconnaissance spécifique entre l’ARN du virus du Sida et un ARN de synthèse. Ces résultats, publiés le 8 juillet dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences of USA, apportent des connaissances indispensables à l’élaboration de nouvelles thérapies dirigées contre des séquences d’ARN viraux...[Suite du communiqué de presse]

Liquid Crystal NMR Structure of HIV TAR RNA Bound to its SELEX RNA Aptamer Reveals the Origins of the High Stability of the Complex. Van Melckebeke, V., Devany, M., Di Primo, C., Beaurain, F., Toulmé, J.J., Bryce, D. & Boisbouvier J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 9210-9215 (2008).

La structure des "Kissing complex" dévoilée : application au virus du Sida

Jérôme Boisbouvier (LRMN) lauréat de la Médaille de bronze CNRS 2008

Jérôme Boisbouvier (LRMN) est lauréat de la Médaille de bronze CNRS pour l’année 2008. Cette distinction récompense des travaux de recherche bien engagés et déjà féconds, et représente un encouragement du CNRS à les poursuivre.

Une cinquantaine de médailles de bronze sont décernées chaque année par le CNRS (liste des lauréats 2008).

3eme journée scientifique de l’IBS

27 juin 2008, amphi Ouest de l’UFR de Chimie (Domaine Universitaire)

L’IBS a organisé, vendredi 27 juin 2008, sa 3eme journée scientifique, ouverte à tout son personnel.
L’esprit de cette journée, était de faciliter pour tous la découverte des activités de recherche développées dans les différents axes thématiques de l’institut et de présenter de nouvelles technologies disponibles à l’IBS. Outre ces conférences, les doctorants de 2eme et 3eme année ont présenté des sessions posters. Ce fut également un moment privilégié d’échange entre tous les personnels. Un prix du meilleur poster a clôturé la journée.



Sessions posters

Interactions supramoléculaires entre un complexe de lanthanide et les acides aminés arginine : un outil pour la cristallisation des protéines

Un complexe luminescent, le tris(dipicolinate) de lanthanide Ln(DPA)33-, a été utilisé pour obtenir des cristaux dérivés de lysozyme de blanc d’œuf de poule. Les cristaux obtenus appartiennent à un groupe d’espace inédit pour cette protéine et diffractent à très haute résolution. La structure a été résolue par la méthode SAD en utilisant la diffusion anomale du lanthanide. Le complexe est situé à l’interface entre plusieurs molécules de protéines. La forte interaction supramoléculaire explique le changement de groupe d’espace. L’analyse de la structure met en évidence que cette interaction a lieu entre le complexe de lanthanide et des acides aminés arginine. L’ion éthyl-guanidinium, choisi pour mimer l’acide aminé arginine, a permis de caractériser cette interaction en solution par RMN. L’interaction supramoléculaire peut être mise à profit pour faciliter la cristallisation de protéines. De plus, comme, sous irradiation UV, les complexes d’Eu et de Tb sont luminescents dans le domaine visible, leur fixation est facilement vérifiée.

Protein crystallography through supramolecular interactions between a lanthanide complex and arginine. Pompidor

G, D’Aleo A, Vicat J, Toupet L, Giraud N, Kahn R and Maury O.

Angew Chem Int Edit, 47 : 3388-3391

Structure du suppresseur de tumeur p53 et de son domaine N-terminal de transactivation intrinsèquement désordonné

Le suppresseur de tumeur p53 joue un rôle vital pour maintenir l’intégrité du génome humain, contrôlant l’apoptose, le cycle cellulaire et la réparation de l’ADN. L’importance de cette protéine pour la prévention du cancer est mise en évidence par le fait qu’elle est inactivée dans 50% des tumeurs humaines, ce qui explique qu’elle est souvent nommée la "gardienne du génome”. La protéine est un homotétramère en solution, et fait partie des protéines partiellement désordonnées, avec un domaine N-terminal de transactivation de 93 acides aminés pour laquelle aucune description structurale n’était jusqu’ici disponible. Ce même domaine contient le site d’interaction avec la protéine MDM2, régulant l’activité de p53.

Les protéines avec des régions intrinsèquement désordonnées représenteraient près de 30% du génome humain. Bien que la caractérisation structurale des protéines désordonnées soit cruciale pour comprendre leur fonction, la biologie structurale classique est inadaptée à ces systèmes du fait même de leur flexibilité inhérente. L’équipe Flexibilité et Dynamique des Protéines (FDP) travaille depuis quelques années sur des méthodes, basées sur la Résonance Magnétique Nucléaire, permettant la caractérisation détaillée des propriétés conformationelles, à un niveau local et global, de ces protéines.
Malgré la grande taille de p53 (> 200kD) la flexibilité intrinsèque de sa chaîne N-terminal permet son étude par RMN en solution, en particulier par couplages dipolaires résiduels. Ainsi, en combinant ces mesures avec les mesures de diffusion aux petits angles et la dynamique moléculaire, et en collaboration étroite avec le groupe de Professor Alan Fersht de l’Université de Cambridge, la première description d’ensemble de la protéine p53 entière, seule et en complexe avec l’ADN, a récemment été publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (USA).

Les résultats montrent un comportement hétérogène dans le domaine intrinsèquement non-structuré de la protéine. La partie C-terminale, riche en prolines, est plus rigide, projetant la région N-terminale loin de la surface de la partie repliée. Le site d’interaction avec MDM2 n’est pas complètement déplié, mais révèle la présence transitoire d’un début d’hélice, qui se replie entièrement en présence de MDM2. Les études de p53 en présence de MDM2, et d’autres partenaires qui interagissent avec le domaine flexible sont en cours.

Structure of tumor suppressor p53 and its intrinsically disordered N-terminal transactivation domain.

Wells M, Tidow H, Rutherford TJ, Markwick P, Jensen MR, Mylonas E, Svergun DI, Blackledge M and Fersht AR.

P Natl Acad Sci USA, 105 : 5762-5767.

Premières caractérisations de la paroi bactérienne par RMN solide

Toward the characterization of peptidoglycan structure and protein-peptidoglycan interactions by solid-state NMR spectroscopy.

Kern T, Hediger S, Muller P, Giustini C, Joris B, Bougault C, Vollmer W and Simorre JP.

Journal of the American Chemical Society, 130 : 5618-5619

Stabilisation par des Thymines extra-hélicoïdales d’un "ADN duplex" de type Hoogsteen

Stabilization by extra-helical thymines of a DNA duplex with Hoogsteen base pairs.

Joan Pous, Lourdes Urpí, Juan A. Subirana, Catherine Gouyette, Jorge Navaza and J.Lourdes Campos.

Journal of the American Chemical Society, 130(21):6755-60.

Nouvelle méthode d’identification du type d’acide aminé dans les spectres RMN

Hadamard amino-acid-type edited NMR experiment for fast protein resonance assignment.

Lescop E, Rasia R and Brutscher B.

Journal of the American Chemical Society, 130 : 5014-5015

Comment les plantes sortent de l’ombre

En culture intensive, les plantes luttent entre elles afin de bénéficier du meilleur ensoleillement possible. Pour cela, elles ont développé un ensemble de réactions connu sous le nom de « syndrome d’évitement de l’ombre ». Par quel(s) mécanisme(s) biologique(s) ces plantes réussissent-elles à activer leur croissance pour prendre l’avantage sur leurs voisines ? Cette question est à l’origine des travaux menés par des chercheurs de l’Institut de biologie structurale - Jean Pierre Ebel (IBS, institut mixte CEA-CNRS-Université Joseph Fourier) et de plusieurs équipes de recherche américaines, suédoises et argentines. Leurs derniers travaux, qui viennent d’être publiés dans la revue Cell, ouvrent des perspectives pour la recherche en agronomie... [Suite du communiqué de presse]

Rapid Synthesis of Auxin via a New Tryptophan-Dependent Pathway Is Required for Shade Avoidance in Plants.
Yi Tao, Jean-Luc Ferrer, Karin Ljung, Florence Pojer, Fangxin Hong, Jeff A. Long, Lin Li, Javier E. Moreno, Marianne E. Bowman, Lauren J. Ivans, Youfa Cheng, Jason Lim, Yunde Zhao, Carlos L. Ballare´ , Go¨ ran Sandberg, Joseph P. Noel, and Joanne Chory.
Cell (2008), 133 : 164–176.

Développement de nouveaux sucres ayant des capacités anti-virales

Une équipe de l’IBS (LEM/GAG), spécialisée dans les interactions protéines/sucres, collabore avec la société Elicityl et d’autres partenaires sur le projet Carinfec, labellisé par le pôle de compétitivité Lyonbiopôle. Ensemble ils cherchent à développer une nouvelle classe de molécules antivirales susceptibles d’inhiber l’interaction virus/cellule cible. Détails

L’eau dicte les mouvements des protéines solubles

Sans la fine couche d’eau qui les entoure, les protéines solubles n’ont pas la flexibilité conformationnelle requise pour accomplir leur fonction biologique. En conséquence, la dynamique de cette eau d’hydratation dicterait les mouvements des protéines solubles. C’est ce qu’ont démontré des chercheurs de l’IBS, en collaboration avec l’Institut Laue-Langevin et les Universités de Californie et de Perugia. En combinant la spectroscopie neutronique, la deutériation de protéines et la simulation par dynamique moléculaire, ils ont montré qu’un changement dans la dynamique de l’eau exerce un effet direct sur la dynamique de la protéine soluble. L’eau d’hydratation dicte alors les mouvements des protéines solubles, contrairement à ce qui a été observé pour les protéines membranaires dont la dynamique est plutôt modulée par celle des lipides (Wood et al. (2007) PNAS 104, 18049).

Protéine soluble en rouge et couche d’hydratation en bleu. Les courbes du bas montrent les amplitudes des mouvements thermiques en fonction de la température. La protéine soluble et l’eau parcourent une transition dynamique à la même température, i.e. vers 220 K. Contrairement aux protéines membranaires, les protéines solubles sont donc « esclaves » de l’eau.

Coincidence of dynamical transitions in a soluble protein and its hydration water : direct measurements by neutron scattering and MD simulations.
Wood, K., Frölich, A., Paciaroni, A., Moulin, M., Härtlein, M., Zaccai, G., Tobias, D. & Weik, M. (2008).
J. Am. Chem. Soc. 2008 Mar 14 [Epub ahead of print]

Les "Penicillin-binding proteins" et la résistance aux beta-lactamines

Penicillin-binding proteins and beta-lactam resistance.
Zapun A, Contreras-Martel C and Vernet T
FEMS Microbiol Rev. 2008 Mar ;32(2):361-85

Les variations morphologiques des bactéries de type coques

The different shapes of cocci.
Zapun A, Vernet T and Pinho MG
FEMS Microbiol Rev. 2008 Mar ;32(2):345-60.

La phosphatidylsérine, un ligand de C1q à la surface des cellules apoptotiques

Des approches combinées de biochimie, de biologie cellulaire et de biologie structurale ont permis de montrer que la phosphatidylsérine exposée précocement à la surface cellulaire au cours de l’apoptose est reconnue par C1q. La fixation de cette protéine du complément (système effecteur de l’immunité innée) est impliquée dans l’élimination rapide et silencieuse des cellules apoptotiques et permet ainsi de limiter le développement de maladies auto-immunes.

C1q binds phosphatidylserine and likely acts as a multiligand-bridging molecule in apoptotic cell recognition
Païdassi H, Tacnet-Delorme P, Garlatti V, Darnault C, Ghebrehiwet B, Gaboriaud C, Arlaud GJ, Frachet P.
Journal of Immunology, 180 : 2329-2338

Point presse à l’occasion de la remise d’une subvention ARC à une équipe de l’IBS

Lundi 11 février à 11h, un point presse a eu lieu à l’IBS pour la remise officielle d’une subvention de l’Association pour la Recherche sur le Cancer (ARC) à un projet de recherche fondamentale portant sur une protéine impliquée dans le cancer du pancréas.

Ce projet, intitulé « Etude fonctionnelle et structurale des récepteurs du leucotriène B4 pris comme nouvelles cibles thérapeutiques dans le cancer du pancréas », réunit les équipes de :
- Laurence SERRE (Institut de Biologie Structurale – Grenoble),
- Bernard PUCCI (Laboratoire de Chimie Bio-Organique – Avignon),
- Jean-Louis BANERES (Faculté de Pharmacie – Montpellier).

La remise de cette subvention a eu lieu en présence de Jacques RAYNAUD, Président de l’ARC, des chercheurs Laurence SERRE, Bernard PUCCI et Jean-Louis BANERES, des journalistes et représentants institutionnels invités.

Dossier de presse