Un complexe ARN-peptide révèle des mécanismes de co-stabilisation entre ARN et peptide

par Valérie Calabro

Thèse de doctorat en Chimie moléculaire et molécules bioactives

Sous la direction de Hervé Darbon.

Soutenue en 2003

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    Une large variété de protéines dont deux protéines du VIH-1 (virus d'immunodéficence humaine de type I) contiennent un domaine riche en arginine, un motif de reconnaissance entre ARN-protein. Ce motif, ne possédant souvent pas de structures tertiaires en absence d'ARN, adopte différentes conformations quand il se fixe sur ce dernier. Notre étude montre que le motif riche en arginine de la protein Tat du virus JDV (virus de la maladie de Jembrana) est capable de reconnaître deux ARNs distincts, l'ARN du VIH-1 et l'ARN du BIV (virus d'immunodeficence bovin), adoptant différentes conformations et utilisant différents acides aminés pour la reconnaissance. De plus, le changement de structure du domaine confère à la proteine Tat de JDV la capacité d'utiliser deux stratégies de fixation, stratégie dépendante ou indépendante de la protéine cycline T1. Nos expériences de mutagénèse montrent que seuls des changements de séquence modérés peuvent être suffisants pour conférer de nouvelles spécificités aux peptides. Nos études structurales du complex JDV Tat-BIV TAR ont permis d'identifier les déterminants responsables de la haute affinité de ce complexe comparée à celle du complexe natif et révèlent de nouveaux mécanismes de co-stabilisation entre peptide et ARN. De plus, deux importants concepts émergent de cette étude: la structure des peptides s'adapte pour contacter l'ARN; réciproquement les peptides et les protéines peuvent moduler la conformation de l'ARN.

  • Titre traduit

    The study of a chameleon peptide-RNA complex reveals mechanisms to co-stabilize peptide and RNA structures


  • Résumé

    The arginine-rich RNA binding motif is found in a wide variety of proteins, including several viral regulatory proteins. Although related at the primary sequence level, arginine-rich domains from different proteins adopt different conformations depending on the RNA site recognized, and in some cases fold only in the context of the RNA. Our study shows that the arginine-rich domain of the Tat protein of the Jembrana Disease Virus (JDV) is able to recognize two different RNA sites, from human and bovine immunodeficiency viruses (HIV and BIV respectively), adopting different conformations in the two RNA contexts and using different amino acids for recognition. In addition to the conformational differences, the JDV domain confers on the protein the ability to access two binding strategies depending of the RNA target, a cyclin T1 dependent or independent binding mode. Our mutagenesis experiments demonstrate how small changes in sequence can be sufficient to cause peptides to develop new specificities. Our structural studies of the JDV Tat-BIV TAR complex have identified the determinants that account for the higher affinity of this complex compared to the wild-type complex and revealed new mechanisms that co-stabilize peptide and RNA structures. Furthermore, two important concepts emerge from the studies: peptide structures can adapt to fit an appropriate framework as it has been illustrated in other systems and reciprocally peptides can modulate the RNA conformation.

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Informations

  • Détails : 210 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 186-198

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