Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

2010

Jérôme Boisbouvier, lauréat des ERC Starting Grant 2010

Jérôme Boisbouvier, chercheur dans le groupe de RMN biomoléculaire de l’IBS, fait partie des jeunes chercheurs sélectionnés pour la prestigieuse bourse Starting Grant 2010 du Conseil Européen de la Recherche (ERC).
Son projet, SeeNanoLifeInAction, a pour but l’étude par RMN en temps réel de nanomachines biologiques en action.
Plus de détails sur son parcours professionnel à l’interface entre la physique, la chimie et la biologie, ainsi que sur les objectifs de son projet sont disponibles ici.

Biosynthèse de la paroi bactérienne

La paroi bactérienne est une structure tridimensionnelle qui protège la bactérie contre les stress environnementaux et assure également sa forme. La synthèse du composant majeur de cette paroi, le peptidoglycane, nécessite la coopération de plusieurs protéines. La complexité du processus d’élongation de la paroi cause un problème majeur quant à l’étude de la régulation de la synthèse du peptidoglycane. Des chercheurs du Groupe Pathogénie Bactérienne viennent d’apporter de nouvelles données structurales et biochimiques sur plusieurs composants de la machinerie d’assemblage du peptidoglycane provenant de différents pathogènes, fournissant ainsi un nouvel aperçu de cette machinerie moléculaire.

Bridging cell wall biosynthesis and bacterial morphogenesis. Matteï P-J, Neves D and Dessen A. Current Opinion in Structural Biology 20(6) : 749-755 ou 766

Des enzymes prisonnières d’une cage moléculaire !

La structure d’un variant d’une protéine de Régulation d’une ATPase (MoxR AAA+) présente chez E. Coli révèle le principe de construction d’une cage moléculaire modulant l’activité de l’enzyme lysine décarboxylase. Cette dernière, en libérant le groupement carboxyle des lysines, permet de tamponner le milieux intracellulaire, conférant à la bactérie une résistance à différents stress.
Ce travail a été initié dans le Département de Biochimie de l’Université de Toronto, en collaboration l’UVHCI. Le programme VEDA de recalage de modèles moléculaires à l’intérieur de reconstructions de microscopie électronique a été utilisé pour l’interprétation des données (contact : G Goret, IBS).

Structure of RavA MoxR AAA+ protein reveals the design principles of a molecular cage modulating the inducible lysine decarboxylase activity.
El Bakkouri M, Gutsche I, Kanjee U, Zhao B, Yu M, Goret G, Schoehn G, Burmeister WP, Houry WA.
Proc Natl Acad Sci U S A. ;107(52):22499-504.

Biologie structurale : la dynamique des protéines

Les protéines solubles prennent en fait plusieurs conformations (structures) qui coexistent en équilibre dynamique en solution. Ces différentes conformations et leurs proportions respectives ne peuvent pas être étudiées par les méthodes classiques de biologie structurale. Des chercheurs du Groupe Flexibilité et Dynamique des Protéines par RMN
viennent de publier un article faisant le bilan des connaissances et de l’apport la RMN et de la diffusion aux petits angles pour aborder cette dynamique. Ce bilan souligne la nécessité de prendre en compte cette dynamique pour mieux comprendre la biologie moléculaire.

Structural biology : Proteins in dynamic equilibrium. Bernadó P, Blackledge M. Nature ;468(7327):1046-8.

Du nouveau sur le complexe des protéines passagères

Le complexe des protéines passagères (CPC ; composé de la kinase Aurora B, survivine, INCENP et Borealine) est localisé dans la partie interne des centromères des chromatides sœurs. Les protéines du CPC sont impliquées dans le point du contrôle du fuseau mitotique, et corrigent les défauts d’attachements des microtubules du fuseau (MTs) au kinetochore. En anaphase, la perte de la cohésion entre chromatides sœurs provoque la migration du CPC des centromères vers les microtubules du fuseau central où ce complexe joue un rôle important dans la cytodièrese. La migration du CPC vers le fuseau central dépend de l’activité de la protéine motrice MKPL-2. Notre article décrit l’identification et caractérisation du premier inhibiteur spécifique de MKLP-2. Jusqu’à 8900 petites molécules ont été testées pour l’inhibition de l’activité ATPasique de MKLP-2. Ce criblage a amené à l’identification d’un inhibiteur, qui a été nommé paprotrain (PAssanger PROteins Transport INhibitor). L’inhibiteur n’est pas compétitif de l’ATP et ne se fixe pas dans le site d’union aux microtubules du domaine moteur de MKPL-2. Un fait marquant est que l’inhibiteur est capable de cibler spécifiquement MKPL-2 dans les cellules, en bloquant la migration du CPC vers le fuseau central, et provoquant des défauts de cytokinèse. Le paprotrain peut être très utile pour les études de la fonction de MKPL-2 dans la cytokinèse d’un point de vue mécanistique, par exemple en profitant des différences mécanistiques qui existent entre les nombreuses kinésines.

Relocation of Aurora B and survivin from centromeres to the central spindle impaired by a kinesin-specific MKLP-2 inhibitor. Tcherniuk S, Skoufias DA, Labriere C, Rath O, Gueritte F, Guillou C, Kozielski F. Angew Chem Int Ed Engl. 2010 Oct 25 ;49(44):8228-31.

Conséquence de l’inactivation de MKLP-2
L’inactivation de MKLP-2 par un petit inhibiteur spécifique fait échouer le recrutement d’une protéine passagère (la survivine, en rouge) vers le fuseau mitotique central (microtubules en vert) pendant la ségrégation de chromosomes qui a lieu en anaphase (ADN en bleu).

Plus que la somme de ses parties

De nouveaux composés hybrides comprenant une fraction organique permettant la dissociation des feuillets β et un polypeptide de signalisation (énantiomère D) reconnaissant les amyloïdes β ont été conçus (voir photo). Ces composés, qui ont été synthétisés chimiquement et caractérisés par plusieurs techniques biophysiques (dont la microscopie électronique), combinent une conception rationnelle avec une sélection des drogues connues provenant de bibliothèques. Nous avons montré que ces composés reconnaissent et inhibent l’oligomérisation des amyloïdes β. Une application de ces composés est donc envisageable dans la lutte contre la maladie d’Alzheimer.

Combining independent drug classes into superior, synergistically acting hybrid molecules.
Müller-Schiffmann A, März-Berberich J, Andreyeva A, Rönicke R, Bartnik D, Brener O, Kutzsche J, Horn AH, Hellmert M, Polkowska J, Gottmann K, Reymann KG, Funke SA, Nagel-Steger L, Moriscot C, Schoehn G, Sticht H, Willbold D, Schrader T, Korth C.
Angew Chem Int Ed Engl. ;49(46):8743-6.

Détermination de la structure de l’ARN K-turn libre en combinant RMN et diffusion aux petits angles

En collaborant avec le laboratoire de RMN du Dr. Teresa Carlomagno à l’EMBL Heidelberg, Frank Gabel (chercheur IBS/LBM) a contribué à la première étude structurale à résolution atomique de l’ARN K-turn (l’ARN U4-Kt d’épissage) en combinant la RMN et la diffusion aux petits angles de neutrons (SANS). L’utilisation concertée de ces deux techniques complémentaires représente une approche méthodologique très puissante en complétant les informations structurales à courte échelle (atomique et résiduelle) de la RMN par des contraintes à longue distance fournies par SANS.
Les motifs K-turn sont des éléments structuraux d’ARN universels mettant à disposition une plateforme de liaison pour des protéines dans plusieurs contextes cellulaires et représentent un exemple d’un motif architectural ARN tridimensionnel. Ces motifs sont de plus en plus identifiés comme éléments déterminant de la fonctionnalité des ARN. La structure libre K-turn présentée ici ainsi que les structures liées aux protéines publiées auparavant contribuent à la construction d’une base pour la compréhension des relations séquence-structure et structure-fonction des ARN et permettent de caractériser le paysage conformationnel de cette molécule particulièrement flexible et adaptable.

Structure of the K-turn U4 RNA : a combined NMR and SANS study. Falb, M., Amata, I., Gabel, F., Simon, B. and Carlomagno, T. Nucleic Acids Res. 38(18), 6274-6285.

Une nouvelle cible pour des médicaments anti-cancéreux

Un nouveau mode d’action de l’ellipticine, une molécule connue pour ses propriétés anticancéreuses vient d’être identifié par des chercheurs du CEA, du CNRS, de l’Inserm, de l’Institut Curie et de l’Université Joseph Fourier. Ils ont sélectionné des dérivés de cette molécule capable de cibler spécifiquement la protéine CK2, une protéinekinase2
dérégulée dans de nombreux cancers, et ont mis en évidence le potentiel antitumoral de ces dérivés. Ces travaux, publiés en ligne par la revue Cancer Research, ouvrent des perspectives nouvelles pour la conception de futurs médicaments anticancéreux.

Press release
(in french only)

Antitumor activity of pyridocarbazole and benzopyridoindole derivatives that inhibit protein kinase CK2.
Renaud Prudent, Virginie Moucadel, Chi-Hung Nguyen, Caroline Barette, Frédéric Schmidt, Jean-Claude Florent, Laurence Lafanechère, Céline F. Sautel, Eve Duchemin-Pelletier, Elodie Spreux, Odile Filhol, Jean-Baptiste Reiser, and Claude Cochet.
Cancer Research, 70(23):9865-74.

Fête de la Science 2010 à l’IBS

Pour la 19eme édition de la Fête de la Science, l’IBS a organisé trois opérations :

-  « Ces protéines qui nous entourent… » : des visites à destination des classes de lycées du 21 au 22 octobre
116 élèves de première (S et STL) ont pu visiter l’institut. Ils ont d’abord suivi une présentation générale sur la recherche, les métiers associés, puis des explications sur les protéines et les méthodes employées à l’IBS pour connaître leur structure. Ils ont ensuite pu mener des expériences dans l’un des trois laboratoires d’accueil (Cristallographie des rayons X – RMN – Biochimie).
Cette visite, jugée très intéressante par 83% d’entre eux, leur permet de découvrir des applications concrètes de leurs connaissances de SVT ainsi que le quotidien d’un chercheur. Ils ont apprécié de manipuler, de découvrir des métiers, et souligné la passion de ceux qui les ont reçus.

- « Biologistes en herbe » : des visites pour les classes de CM2 du 21 au 22 octobre (avec la participation de l’INAC, un autre institut du CEA Grenoble)
Une centaine d’élèves de CM2 ont également pu, pour la première fois, participer à des ateliers et visiter un laboratoire. Pus de 90% d’entre eux ont jugé la visite très intéressante, et ce fut un plaisir de recevoir ce public très curieux et enthousiaste.


-  enfin, au Village des Sciences, l’institut animait également une partie du stand CEA, du 21 au 24 octobre
Nos étudiants et chercheurs animaient un jeu intitulé "De la protéine à l’organisme" afin d’expliciter les travaux de l’institut et d’illustrer la diversité du vivant.

Au total plus d’une cinquantaine de volontaires (soit presque 20% du personnel impliqué à des degrés divers) se sont mobilisés pour accueillir près de 250 élèves et le grand public sur deux sites différents. Le résultat est très positif, tant auprès des lycéens qu’auprès des CM2 et du public du village des sciences.

Carlo Petosa lauréat de l’un des prix de l’Académie des Sciences

Chaque année, l’Académie des sciences attribue environ 80 Prix destinés à récompenser et encourager des chercheurs français ou étrangers. Cette année, le Prix Montyon, prix thématique en biologie intégrative, a été attribué à Carlo Petosa , responsable de l’équipe « Mécanismes moléculaires des infections et pathologies » (MMIP) au sein l’Institut de biologie structurale.

Les métalloenzymes artificielles, ou la chimie de synthèse de demain

Des chercheurs de l’IBS, de l’Université Joseph Fourier et du CNRS viennent de mettre au point une nouvelle approche combinant cristallographie des protéines et chimie biomimétique pour observer toutes les étapes clés d’un processus essentiel à la vie, l’activation de l’oxygène. Pour cela, ils ont créé une métalloenzyme artificielle, complexe constitué d’un catalyseur chimique et d’une protéine et l’ont observée par cristallographie aux rayons X sur une ligne de lumière de
l’installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF). Ces résultats constituent une étape essentielle pour le développement de métalloenzymes artificielles capables de produire, efficacement et à moindre coût, de nombreuses molécules d’intérêt industriel. Ce faisant, ils ouvrent de nouvelles perspectives pour la chimie verte. Ces travaux sont publiés en ligne par la revue Nature Chemistry. Suite du communiqué de presse...

Crystallographic snapshots of the reaction of aromatic C–H with O2 catalysed by a proteinbound iron complex. Christine Cavazza, Constance Bochot, Pierre Rousselot-Pailley, Philippe Carpentier,
Mickaël V. Cherrier, Lydie Martin, Caroline Marchi-Delapierre, Juan C. Fontecilla-Camps and Stéphane Ménage. Nature Chemistry, 2 : 1069–1076.

La surface bactérienne observée par RMN du solide

Des chercheurs de l’IBS, en collaboration avec l’INAC, l’Université de Newcastle et l’Université de Liège, viennent de caractériser et comparer par RMN du solide l’organisation et la dynamique de la paroi cellulaire de différentes espèces bactériennes. L’identification rapide par RMN des structures moléculaires, et en particulier des acides teichoïques se trouvant à la surface de différents mutants, servira à identifier des gênes et des mécanismes impliqués dans la virulence. Ce travail ouvre la voie vers l’étude de la surface d’autres types cellulaires et l’observation de contacts cellulaires lors des interactions hôtes/pathogènes.

Dynamics characterization of fully hydrated bacterial cell walls by solid-state NMR : evidence for cooperative binding of metal ions.
Kern T, Giffard M, Hediger S, Amoroso A, Giustini C, Bui NK, Joris B, Bougault C, Vollmer W, Simorre JP.
J Am Chem Soc. 11 ;132(31):10911-9.

La lumière peut réparer ce qu’elle a endommagé

Les dommages causés par les UV à l’ADN peuvent être potentiellement mortels pour les cellules, mais ils peuvent être réparés par une enzyme dédiée, la photolyase de l’ADN, qui utilise la lumière visible pour réparer les lésions les plus courantes. Cet article se penche sur les mécanismes réactionnels de cette flavoprotéine.

Reaction mechanisms of DNA photolyase.
Brettel K and Byrdin M
Current Opinion in Structural Biology, 20(6):693-701

De nouveaux inhibiteurs doubles pour les kinases impliquées dans la prolifération et la survie des cellules cancéreuses

La caséine kinase 2 (CK2) et les kinases Proviral Insertion Moloney virus (Pim) sont des kinases à serine/thréonine qui jouent des rôles clés dans une grande variété de processus cellulaires comme la différenciation, la prolifération et la survie des cellules. De façon très intéressante, elles agissent sur des voies similaires mais non redondantes impliquées dans la formation de tumeurs, faisant l’inhibition simultanée de ces kinases une thérapie pertinente en particulier pour le traitement des leucémie, des lymphomes ou encore des cancers de la prostate.
La collaboration entre l’IBS (J.-B. Reiser, Grenoble), l’Institut Curie (F. Schmidt, Paris), l’INSERM et l’iRTSV/CEA (C. Cochet, Grenoble) et l’université d’Oxford (S. Knapp, Oxford UK) a permis d’identifier et de caractériser de nouveaux inhibiteurs doubles pour CK2 et Pims qui n’ont aucun lien de parenté avec les composés précédemment décrits.
La famille des difuranes est ainsi une nouvelle et très attendue piste dans l’optimisation d’inhibiteurs puissants capable de cibler les voies de signalisation pathologiques qui contrôlent la résistance à l’apoptose et la régulation de la croissance des cellules cancéreuses.


New potent dual inhibitors of CK2 and Pim kinases : discovery and structural insights. Lopez-Ramos M, Prudent R, Moucadel V, Sautel CF, Barette C, Lafanechere L, Mouawad L, Grierson D, Schmidt F, Florent JC, Filippakopoulos P, Bullock AN, Knapp S, Reiser JB and Cochet C. Faseb Journal 2010 Sep ;24(9):3171-85

5eme journée scientifique et nouveau logo pour l’IBS

La cinquième journée scientifique de l’IBS s’est tenue le 28 juin à l’amphi ouest de chimie sur le domaine universitaire de Saint Martin d’Hères. Près de 150 membres étaient présents pour écouter quatre conférences plénières et les communications de quatre étudiants correspondants aux quatre axes thématiques de l’institut (programme). Une présentation a été faite des actions menées pour la Fête de la Science depuis cinq ans, ainsi que des ateliers prévus pour l’édition 2010 (détails).

En outre, les participants ont pu parcourir une vingtaine de posters présentés par les doctorants de l’IBS.

Enfin, le nouveau logo de l’IBS a été dévoilé :

NatX-ray ouvre une filiale aux USA

Créée en avril 2009 à partir des travaux de recherche de Jean Luc Ferrer et de son équipe (IBS, Grenoble), la société NatX-ray SAS vient d’ouvrir une filiale aux États-Unis, NatX-ray LLC. Celle-ci est dédiée dans un premier temps à la revente de consommables pour la cristallographie. Elle est implantée à San Diego, en Californie, afin de bénéficier de la proximité d’Instituts de recherche prestigieux impliqués dans l’étude cristallographique des protéines comme le Salk Institute, la Scripps Institute, le Burnham Institute, La Jolla Institute for Allergy and Immunology ainsi que de grandes entreprises pharmaceutiques (Novartis, Pfizer, ...) et de nombreuses sociétés de biotechnologies très dynamiques (Illumina, Active Sight, ...). Cette région de la Californie représente un marché important pour NatX-ray, et un point d’encrage idéal en vue de la conquête des marchés américain.

Description à l’échelle atomique de la protéase du VIH-1 en action

La structure tridimensionnelle de la protéase du VIH-1 en complexe avec l’oligopeptide substrat, converti in-situ en un intermédiaire réactionnel tétraédrique (TI), a été determinée à 1.76 Å de résolution par cristallographie sur la ligne FIP-BM30A de l’ESRF. Dans cette image instantanée de l’enzyme en action, l’intermédiaire tétraédrique et un des deux aspartates catalytiques présentent une très courte liaison hydrogène, ce qui fournit un indice crucial sur le mécanisme réactionnel réel.

X-ray snapshot of HIV-1 protease in action : observation of tetrahedral intermediate and short ionic hydrogen bond SIHB with catalytic aspartate. Das A, Mahale S, Prashar V, Bihani S, Ferrer JL and Hosur MV. Journal of the American Chemical Society (2010) 132(18) : 6366-6373

Régulation des protéases : quand C1 inhibiteur coopère avec l’héparine

C1 inhibiteur est une protéine de régulation contrôlant l’activité de plusieurs protéases plasmatiques impliquées notamment dans l’immunité innée (système du complément) et la coagulation sanguine. Son domaine réactif SERPIN (SERine Protease INhibitor) a été produit avec succès sous forme recombinante et caractérisé fonctionnellement par différentes méthodes, révélant notamment comment l’héparine stimule son activité inhibitrice des protéases par un mécanisme inhabituel de type « sandwich ». Ces résultats permettent de mieux comprendre le fonctionnement de cet inhibiteur qui joue un rôle essentiel dans le contrôle de l’inflammation.

Functional characterization of the recombinant human C1 inhibitor serpin domain : insights into heparin binding. Rossi V, Bally I, Ancelet S, Xu Y, Frémeaux-Bacchi V, Vivès RR, Sadir R, Thielens N, Arlaud GJ. J Immunol, 184 : 4982-4989.

Eva Pebay-Peyroula à la tête de l’Agence de la recherche (ANR)

Après 5 ans d’existence, l’Agence nationale de la recherche (ANR) change de président : c’est Eva Pebay-Peyroula, directrice de l’ Institut de biologie structurale, qui succède à Jacques Stern. Sa nomination a été annoncée par la ministre de la Recherche Valérie Pécresse.
Scientifique internationalement reconnue en matière de biologie structurale, Mme Pebay-Peyroula, professeur à l’Université Joseph Fourier de Grenoble, dirige l’IBS depuis 2004. Elle a obtenu la médaille d’argent 2005 du CNRS et est membre de l’Académie des sciences. Ses travaux portent sur l’apport de la biologie structurale à la compréhension des fonctions des protéines membranaires.

Structure des biomacromolécules : voir plus grand et plus précisément grâce à un nouveau procédé de marquage

Des chercheurs de l’IBS viennent de développer une nouvelle technique de marquage permettant de repousser les limites de la résonance magnétique nucléaire (RMN). Ce procédé a permis de détecter, pour la première fois, des interactions très faibles, jusqu’alors prédites mais encore jamais caractérisées dans les macromolécules biologiques. Il a également rendu possible l’étude d’une protéine de grande taille, avec une résolution au niveau atomique. Ce nouveau procédé de marquage permettra notamment une meilleure compréhension du fonctionnement des machineries biologiques. [Suite du communiqué de presse…]

Direct detection of CH/pi interactions in proteins. Plevin MJ, Bryce DL, Boisbouvier J. Nat Chem. 2:466-71.

Stereospecific isotopic labeling of methyl groups for NMR spectroscopic studies of high-molecular-weight proteins. Gans P, Hamelin O, Sounier R, Ayala I, Dura MA, Amero CD, Noirclerc-Savoye M, Franzetti B, Plevin MJ and Boisbouvier J. Angewandte Chemie International Edition, 49 : 1958-1962

Les groupements méthyles agitent les protéines à très basse température

Si les protéines peuvent encore bouger à très basses températures, c’est grâce à leurs groupements méthyles ! Par cette découverte, l’équipe de Martin Weik au Laboratoire de Biophysique Moléculaire (IBS/LBM) enrichit les connaissances d’un domaine récent : la dynamique structurale des macromolécules, ou l’étude des mouvements de macromolécules. Les mouvements sont indispensables au bon fonctionnement des protéines (macromolécules biologiques assurant l’essentiel des fonctions de la cellule). Comprendre et détailler ces mouvements permettra à terme de concevoir des médicaments plus efficaces [en savoir +].

The low temperature inflection in neutron scattering measurements of proteins is due to methyl rotation : direct evidence using isotope labelling and molecular dynamics simulations. J Am Chem Soc. Wood, Tobias, Kessler, Gabel, Oesterhelt, Mulder, Zaccai & Weik ;132(14):4990-1

Lutte contre le VIH : un composé très prometteur

Des chercheurs du Laboratoire des protéines Membranaires (IBS/LPM) ont mis au point une molécule capable de bloquer le transfert du VIH d’une cellule à une autre. Cette molécule a fait l’objet d’un dépôt de brevet et d’une publication dans le journal ASC Chemical Biology. Elle agit en saturant un récepteur nommé DC-SIGN, utilisé par le VIH pour se faire transporter dans l’organisme [Suite du communiqué de presse...]

Inhibition of DC-SIGN Mediated HIV infection by a linear trimannoside mimic in tetravalent presentation. Sattin S, Daghetti A, Thépaut M, Berzi A, Sanchez-Navarro M, Tabarani G, Rojo J, Fieschi F, Clerici M, Bernardi A. ACS Chem Biol. ;5(3):301-12

- Retrouver l’interview de Franck Fieschi, Professeur UJF à l’IBS et co-auteur de l’étude, sur Radio France Internationale

- Visionnez le reportage de France 3 Alpes du 23 mars 2010 (avec VLC ou un m4v Player gratuit).

Un nouveau marquage isotopique pour l’étude des assemblages biomoléculaires

Des chercheurs grenoblois de l’Institut de biologie structurale Jean-Pierre Ebel (IBS) et de l’Institut de recherches en technologies et sciences pour le vivant (iRTSV) viennent de développer une nouvelle méthode de marquage isotopique des protéines. Cette méthode combine des développements en chimie et en biologie. Elle permet de marquer de façon stéréosélective certains acides aminés. Cela rend possible l’étude structurale et dynamique d’assemblages protéiques de grande taille par Résonnance magnétique nucléaire (RMN). Une application importante sera de sonder le site actif au sein de machineries biologiques.

L’étude fonctionnelle et structurale des macromolécules biologiques est une tâche difficile compte tenu de la dimension des objets étudiés et de leur flexibilité. La spectroscopie RMN est la méthode de choix pour étudier, avec une résolution atomique, les propriétés structurales et dynamiques des macromolécules biologiques en solution. L’utilisation de spectromètres RMN opérant à des champs magnétiques élevés a grandement amélioré la résolution des observations. Toutefois, pour permettre de repousser les frontières de cette méthode à l’analyse des assemblages biomoléculaires pouvant atteindre un mégaDalton, il est nécessaire d’avoir recours à une technique de marquage isotopique des protéines. Avec cette technique, 100 % des atomes naturels d’hydrogène contenus dans les protéines sont dans un premier temps remplacés par du deutérium. Dans un deuxième temps quelques atomes de deutérium, placés dans des positions particulières de la protéine sont à l’inverse remplacé par de l’hydrogène. Cette technique permet de simplifier l’analyse de la structure en regardant uniquement les atomes d’hydrogène d’intérêt.
Les chercheurs de l’IBS et de l’iRSTV ont développé un protocole permettant d’incorporer des groupes méthyls 13CH3 de façon stéréosélective dans les acides aminés Leucine et Valine des protéines, directement lors de leur synthèse. Ce procédé de marquage qui allie synthèse organique et biotransformation enzymatique, a nécessité la mise en place et l’optimisation de modes de synthèse organiques permettant de produire différents précurseurs spécifiquement enrichis en isotopes stables - deutérium et en carbone-13. Ce marquage augmente considérablement la qualité des données RMN et constitue une base simple et efficace pour l’application des techniques RMN à des édifices supramoléculaires complexes.

Stereospecific Isotopic Labeling of Methyl Groups for NMR Spectroscopic Studies of High Molecular Weight Proteins. Pierre Gans, Olivier Hamelin, Remi Sounier, M. Asunción Durá, Marjolaine Noirclerc-Savoye, Carlos D. Amero, Bruno Franzetti, Michael J.Plevin & Jérôme Boisbouvier. Angewandte Chemie International Edition, 49 : 1958-1962

Etude du mécanisme d’édition post-transfert des aminoacyl-ARNt synthétases

Les aminoacyl-ARNt synthétases (aaRSs) sont critiques pour le processus de traduction, catalysant l’attachement des acides aminés spécifiques à leurs ARNts apparentés. Pour assurer la formation d’un aminoacyl-ARNt fonctionnel, et de ce fait augmenter la fiabilité de la traduction, plusieurs aaRSs ont une fonction d’édition qui entrave la formation des ARNts mal aminoacylés. En collaboration avec des chercheurs des universités de Tokyo et Tsukuba au Japon, le laboratoire de Dynamique Moléculaire de l’IBS a étudié de façon théorique le mécanisme d’édition en utilisant les potentiels hybrides de la chimie quantique ab initio et de la mécanique quantique en combinaison avec les simulations de la dynamique moléculaire. Ils ont démontré que le mécanisme d’édition pour une enzyme de la classe I, la leucyl-ARNt synthétase (LeuRS), complexée avec un ARNt-Leu mal-aminoacylé, est une réaction d’autoclivage de l’ARNt. Une analyse des données expérimentales existantes et des modélisations additionnelles suggèrent que les mécanismes ribozymals de ce type pourraient également se produire dans le ribosome, aussi bien que dans d’autres aaRSs. Bien que la protéine ne participe pas directement à la réaction chimique, elle a des effets importants de stabilisation sur quelques intermédiaires de haute énergie le long du chemin réactionnel. De tels catalyseurs hybrides sont également indicatifs des formes transitoires qui pourraient avoir joué un rôle important dans l’hypothèse du monde d’ARN à l’origine de la vie.

The Editing Mechanism of Aminoacyl-tRNA Synthetases Operates by a Hybrid Ribozyme/Protein Catalysis. Y. Hagiwara, O. Nureki, M. J. Field and M. Tateno. Journal of the American Chemical Society ; 132(8):2751-8..

Un nouveau bâtiment pour l’Institut de Biologie Structurale

Alors qu’il comptait moins de 100 personnes à ses débuts, l’IBS réunit aujourd’hui 220 personnes, abrite une start-up et envisage d’accueillir de jeunes équipes internationales. Un agrandissement s’avérait donc nécessaire, avec le souhait d’un rapprochement avec ses partenaires du Partenariat pour la Biologie Structurale (PSB)*. Ce projet prend corps en ce début 2010, avec une nouvelle implantation, qui permettra non seulement à l’IBS de s’étendre pour développer ses activités de recherche, mais surtout de rassembler toutes les expertises et les outils de la biologie structurale afin de faire de Grenoble un des centres européens de Biologie Structurale Intégrée.

Suite à une demande de financement déposée en 2006 dans le cadre du CPER (contrat de projets état-région), réflexion en interne à l’IBS, dialogue avec nos tutelles, rencontres avec les directeurs des instituts partenaires du PSB et avec les acteurs politiques locaux (Région, Métro, Ville de Grenoble) se sont succédés. Fin 2009, grâce au soutien fort des directions des trois tutelles de l’institut (CEA, CNRS et UJF), ainsi que du directeur du centre du CEA-Grenoble, deux étapes majeures ont été franchi : d’une part l’obtention du terrain sur le site des grands instruments européens ESRF/ILL (désormais nommé "EPN Campus") et d’autre part la consolidation de l’aspect financier du projet.

Le projet retenu après concours propose un bâtiment de plus de 8000 m2 sur 5 niveaux et concilie une architecture nouvelle, des aspects pratiques pour faciliter la vie des équipes et des performances énergétiques remarquables. Après une période d’étude approfondie, le permis de construire sera déposé en juillet 2010, les travaux débuteront en mars 2011 et le transfert est programmé pour le printemps 2013.

Vue d’architecte / Architects view of the futur IBS building

* Les partenaires du PSB sont :
- l’ESRF, l’installation européenne de rayonnement synchrotron, dont la source de rayons X est une des plus puissantes du monde,
- l’ILL, l’Institut Laue-Langevin, leader mondial des sources de neutrons,
- l’EMBL, le Laboratoire européen de biologie moléculaire

Des chercheurs de l’IBS rendent accessible un nouveau pan de la génomique structurale

Des chercheurs de l’IBS viennent de développer une approche rendant enfin accessible une nouvelle partie du génome humain aux études structurales. En effet, près de 40 % des protéines sont caractérisées par une structure intrinsèquement désordonnée qui n’autorise pas leur étude par les techniques classiques de biologie structurale. En réussissant à caractériser les propriétés structurales d’une de ces protéines par une technique innovante de résonance magnétique nucléaire, ces chercheurs ont relevé un défi majeur de la génomique structurale actuelle. Grâce à cette avancée, il sera désormais possible de comprendre les relations entre la structure et la fonction de ces protéines intrinsèquement désordonnées qui jouent un rôle clé dans de nombreuses pathologies humaines. Ces travaux ont été publiés le 11 janvier online par la revue Journal of American Chemical Society. [Suite du communiqué de presse...]

Defining Conformational Ensembles of Intrinsically Disordered and Partially Folded Proteins Directly from Chemical Shifts. M.R. Jensen, L. Salmon, G. Nodet and M. Blackledge. J Am Chem Soc, 132(4) : 1270-2.

Remise de la Médaille de bronze et du Cristal du CNRS à deux lauréats de l’IBS

Lundi 18 janvier à 16h, à l’IBS, Jérôme Boisbouvier du LRMN a reçu la médaille de bronze 2008 du CNRS des mains de Georges Massiot, directeur adjoint scientifique de l’Institut de Chimie du CNRS. Cette médaille récompense l’ensemble de ses travaux d’étude des assemblages macromoléculaires par RMN.

Le même jour, Eva Pebay-Peyroula, directrice de l’IBS et représentant Thierry Meinnel, directeur adjoint scientifique de l’Institut des Sciences Biologiques a remis à Jacques Joly, du groupe Synchrotron du LCCP, le cristal du CNRS 2009 pour son travail sur la ligne de lumière FIP à l’ESRF.

La cérémonie a eu lieu en présence de Pascale Bukhari, déléguée régionale CNRS Alpes, Pascal Sire représentant Jean Therme directeur du CEA GRenoble, Eric Saint Aman, vice-président recherche adjoint de l’UJF et Geneviève Fioraso, députée de l’Isère.

La Médaille de bronze du CNRS récompense le premier travail d’un chercheur, qui fait de lui un spécialiste de talent dans son domaine. Une cinquantaine de médailles de bronze sont décernées chaque année par le CNRS.

Le Cristal du CNRS distingue chaque année une quinzaine d’ingénieurs, techniciens et administratifs qui, par leur maîtrise technique et leur sens de l’innovation, contribuent aux cotés des chercheurs à l’avancée des savoirs et à l’excellence de la recherche française.