Etude des relations entre la structure et la fonction de l'hélicase RecQ d'Escherichia coli

par Houqiang Xu

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Xuguang Xi.


  • Résumé

    La famille de l’hélicase RecQ est fortement conservée dans l'évolution des bactéries aux humains. La déficience dans une hélicase de cette famille est trouvée dans au moins trois désordres génétiques humains liés à la prédisposition au cancer et/ou au vieillissement prématuré. Comme d'autres ADN hélicases, les protéines RecQ sont des moteurs moléculaires dépendants de l’ATP qui déroulent l'ADN double brin pour fournir les intermédiaires d’ADN simple brin exigés pour le métabolisme d'ADN. Dans un premier temps, nous avons développé un nouvel essai de l’hélicase. Cette méthode peut simultanément détecter la fixation et le déroulement de l'ADN. Elle peut aussi déterminer la polarité de l'hélicase, suivre le signal d’anisotropie de fluorescence et obtenir les cinétiques caractéristiques. Nous avons ensuite étudié la structure quaternaire de l’hélicase RecQ d’E coli en solution en utilisant diverses méthodes de la biologie moléculaire à la biophysique. Les analyses structurales et fonctionnelles montrent que cette enzyme a une conformation de monomère en solution. Enfin, afin de déterminer les paramètres thermodynamiques associés à la fixation de l'ADN dans l’hélicase RecQ d’E. Coli, nous avons réalisé des études rigoureuses et quantitatives des interactions entre l’hélicase RecQ et des molécules d'ADN de différentes longueurs, en utilisant l'essai de l’état stable d'anisotropie de fluorescence dans des conditions de fixation d'équilibre. Nos résultats indiquent que l’hélicase RecQ se lie à l'acide nucléique sous forme monomérique. Ces principaux résultats permettent de faire une analyse détaillée du mécanisme par lequel l’hélicase RecQ exerce ses fonctions cellulaires.

  • Titre traduit

    Study of the relation between the structure and the function of the Escherichia coli RecQ helicase


  • Résumé

    The RecQ helicase family is highly conserved in evolution from bacteria to humans. Deficiency in a helicase of the RecQ family is found in at least three human genetic disorders associated with predisposition to cancer and/or premature ageing. Like other DNA helicases, RecQ proteins are ATP-dependent molecular motors that unwind double-stranded DNA to provide the single-stranded DNA intermediates required for DNA metabolism. Firstly, we have developed a new helicase assay by measuring anisotropy. This assay facilitates kinetic studies and can simultaneously monitor DNA binding and helicase catalyzed DNA unwinding. The polarity of the enzyme can be determined with this method. This assay should also facilitate the study of the mechanism by which helicase unwinds duplex DNA. Subsequently, we have investigated the quaternary structure of the Escherichia coli RecQ helicase in solution, using various biochemical and biophysical techniques. Both structural and functional analyses show that the enzyme is monomeric in solution. Finally, in order to further determiner the thermodynamic parameters associated with DNA binding in E. Coli RecQ, we have performed rigorous, quantitative studies of the interactions between RecQ helicase and DNA molecules of different lengths, using the steady-state fluorescence anisotropy assay under equilibrium binding conditions. Our results indicate that RecQ helicase binds nucleic acids and functions as a monomer. They offer insight into the mechanism by which RecQ helicase exercises its functions in cells.

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Informations

  • Détails : 180 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 158-180

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)41
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