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David Poger

Structure, dynamique moléculaire et sélectivité de métallochaperones à cuivre et à mercure



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Publié le 13 décembre 2005


Thèse soutenue le 13 décembre 2005 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Joseph Fourier de Grenoble I - Discipline : Biologie structurale et nanobiologie

Résumé :
Les métallochaperones à cuivre assurent l'acheminement des ions Cu(I) vers des protéines cibles dans la cellule. Les métallochaperones de la famille d'Atx1 présentent une forte homologie de séquence et le même repliement. MerP, une métallochaperone​ à mercure, partage ces mêmes caractéristiques de séquence et de structure.
Cette thèse vise à mettre en évidence des propriétés dynamiques et structurales responsables de la sélectivité des métallochaperones pour le Cu(I) et le Hg(II).
Des simulations de dynamique moléculaire des métallochaperones à cuivre, Atx1 et Hah1, et de MerP, dans les formes apo, et liées au Cu(I) ou au Hg(II), ont révélé des caractéristiques dynamiques et énergiques communes aux trois métallochaperones quand elles chélatent leur métal natif. Un réseau d'interactions entre la boucle du site de chélatation du métal et deux autres boucles situées autour de ce site, a été identifié et varie d'un état métallé à l'autre. Il pourrait ainsi définir une éventuelle sélectivité pour les métaux. La boucle du site de chélatation montre une grande structuration en présence de métal, accompagnée d'une rigidification si ce métal est le métal natif.
Les expériences d'absoption de rayons X du Cu(I) chélaté par Atx1 ont montré que le Cu(I) possède toujours une géométrie trigonale dont les ligands sont les deux cystéines du site de chélatation, et un ligand endogène ou exogène. Atx1 présente donc au Cu(I) une géométrie qui lui est préférentielle. Cette propriété est un déterminant de la sélectivité au Cu(I) par rapport à d'autres métaux.
En présence de glutathion, le complexe Atx1-Cu(I) forme un homodimère binucléaire associé à deux molécules de glutathion. L'implication de ce ligand est proposée comme un facteur de sélectivité in vivo d'Atx1 pour le Cu(I), et pourrait favoriser la reconnaissance par Atx1 de sa protéine cible.

Jury :
Président : Pr Mark E. Casida
Rapporteur : Dr Monique Genest
Rapporteur : Dr Christophe Den Auwer
Examinateur : Dr Patricia Amara
Examinateur : Dr Serge Crouzy
Examinateur : Dr Florent Guillain
Directeurs de thèse : Dr Serge Crouzy, Dr Michel Ferrand, Dr Florent Guillain

Mots-clés :
Génétique, signalisation, GTPase activating protein, Rac, Rho, Cdc42, cytosquelette

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