Assemblages supramoléculaires et traduction PDF Imprimer Envoyer

 

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Complexes multiprotéiques d'aminoacyl-ARNt synthétases

Chez les eucaryotes supérieurs, certaines aminoacyl-ARNt synthétases sont toujours isolées sous forme de complexes multienzymatiques. Deux assemblages supramoléculaires stables ont été décrits chez les mammifères. Le complexe VEGA (Valyl-tRNA synthetase/Elongation factor 1A/Guanine exchange factors Assembly) correspond à l'association d'un seule aminoacyl-ARNt synthétase aux quatre sous unités EF1A, EF1B(alpha), B(beta) et B(gamma) du facteur d'élongation de la traduction. Le complexe MARS (Multi-Aminoacyl-tRNA Synthetase) est composé des glutamyl-, prolyl-, isoleucyl, leucyl-, methionyl-, glutaminyl-, lysyl-, arginyl-, et aspartyl-ARNt synthétases et des trois protéines auxiliaires p43, p38 et p18. Sa masse moléculaire apparente est de 1,5 MDa. Ce type d'organisation structurale en édifices supramoléculaires est caractéristique des synthétases issues des espèces les plus évoluées, des arthropodes aux mammifères, correspondant au phylum des métazoaires cœlomates. L'émergence, au cours de l'évolution, d'assemblages multi protéiques est accompagnée de l'acquisition par ces enzymes de domaines ou de motifs spécifiques impliqués dans des interactions protéine-protéine, d'une protéine matrice (p38) servant de plate-forme à l'assemblage, et d'une protéine multi catalytique (Glutamyl-Prolyl-ARNt synthétase). Des domaines additionnels ayant des propriétés de liaison des ARNs sont également ajoutés à ces enzymes, soit via l'association directe à des synthétases sous forme d'extensions polypeptidiques, soit via l'association au complexe. Toutes ces caractéristiques structurales et fonctionnelles des aminoacyl-ARNt synthétases sont le reflet de l'organisation supramoléculaire de l'appareil de traduction chez les eucaryotes.

Un des principaux objectifs de notre projet de recherche est la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l'organisation cellulaire de la machinerie de biosynthèse des protéines dans la cellule eucaryote. Nos recherches concernent plusieurs aspects de ce problème. Une analyse structurale et fonctionnelle de ces assemblages macromoléculaires, qui sont des marqueurs spécifiques de l'évolution de la machinerie traductionnelle chez les eucaryotes, est développée. Cette approche pluridisciplinaire met en œuvre les outils de la biochimie, de l'enzymologie, et de la biologie moléculaire, cellulaire ou structurale. Le processus d'assemblage de ces complexes est analysé in vitro mais aussi in cellulo. La fonction des extensions polypeptidiques des synthétases eucaryotes ou des protéines auxiliaires qui leur sont associées est examinée in vitro en produisant des protéines recombinantes, mais aussi par des méthodes in cellulo impliquant l'expression dans des cellules humaines ou l'extinction de leur expression par l'utilisation de siRNAs.


Lysyl-ARNt synthétase et réplication du VIH-1

L'amorce pour la transcription inverse du génome ARN du VIH-1 est l'ARNt(Lys,3). Au cours de l'assemblage des particules virales, l'ARNt(Lys,3) de la cellule hôte est encapsidé en compagnie de la lysyl-ARNt synthétase (LysRS), la protéine qui lie et aminoacyle spécifiquement cette famille d'ARNt. Chez l'homme, les formes cytoplasmiques et mitochondriales de LysRS sont spécifiées par un seul gène, et sont le produit d'un événement d'épissage alternatif. Des anticorps polyclonaux dirigés contre la forme cytoplasmique reconnaissent donc également la forme mitochondriale. En utilisant des anticorps dirigés contre des peptides N-terminaux spécifiques de ces deux formes enzymatiques, nous avons pu démontrer que la forme mitochondriale de cette enzyme est la source de LysRS pour le virus. La localisation mitochondriale de cette LysRS est altérée par la protéine virale Vpr. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l'encapsidation de l'ARNt(Lys,3) dans les particules virales, et suggèrent de nouvelles stratégies pour bloquer le développement viral.

Mise à jour le Jeudi, 29 Septembre 2011 14:55
 

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