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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Les rotations des acides aminés aromatiques : résolution d’un paradoxe de longue date dans la dynamique des protéines

Des études de résonance magnétique nucléaire (RMN) menées dans les années 1970 ont démontré de manière surprenante que les acides aminés aromatiques des protéines peuvent subir des rotations. Paradoxalement, ces acides aminés aromatiques sont, dans de nombreux cas, situés dans le cœur hydrophobe, où ils s’engagent dans de multiples interactions pour maintenir le repliement de la protéine et donc sa fonction. À l’époque, il a été proposé que des "mouvements respiratoires" à grande échelle de la protéine soient nécessaires pour faciliter ces rotations, mais jusqu’à présent, les détails structurels de ces mouvements sont restés énigmatiques.
En combinant la spectroscopie RMN et la cristallographie aux rayons X, les chercheurs de l’IBS (Groupe Flexibilité et Dynamique des Protéines par RMN) en collaboration avec des chercheurs de l’IAB (Groupe Palencia) ont pu révéler pour la première fois les changements structurels associés aux rotations des aromatiques dans le cœur d’une protéine. L’étude montre comment un volume vide est généré autour de l’aromatique pour permettre la rotation de sa chaine latérale.
Cette découverte, publiée dans Nature le 16 février 2022, a des implications à la fois pour la conception des protéines et la prédiction de leur structure, en soulignant comment même de petites altérations dans l’équilibre délicat des interactions qui stabilisent le cœur hydrophobe peuvent conduire à des changements majeurs dans la structure de la protéine.

Visualizing protein breathing motions associated with aromatic ring flipping. L. Mariño Pérez, F.S. Ielasi, L.M. Bessa, D. Maurin, J. Kragelj, M. Blackledge, N. Salvi, G. Bouvignies, A. Palencia*, M.R. Jensen*. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04417-6

Contact : Malene R. Jensen, chercheur CNRS de l’IBS (Groupe Flexibilité et Dynamique des Protéines par RMN)