Analyse structurale et dynamique par RMN des domaines N-terminaux des protéines DsbD et PilB de Neisseria meningitidis et de leur interaction

par Marc Quinternet

Thèse de doctorat en Génie des procédés et des produits

Sous la direction de Manh Thông Cung.

Soutenue le 09-12-2008

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , dans le cadre de RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement , en partenariat avec Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire (laboratoire) .

Le président du jury était Guy Branlant.

Le jury était composé de Manh Thông Cung, Guy Branlant, Bruno Kieffer, Jean-Marc Lancelin, Bertrand Friguet, Marie-Christine Averlant.

Les rapporteurs étaient Bruno Kieffer, Jean-Marc Lancelin.


  • Résumé

    Nous montrons que la structure RMN, en solution, du domaine N-terminal de DsbD de Neisseria meningitidis (nDsbD) présente, à l’état réduit, un repliement de type immunoglobuline avec un site actif adoptant une conformation fermée. Toutefois, l’analyse des mouvements internes du squelette peptique de nDsbD montre que la région dite « couvercle » de la protéine et qui protège les résidus actifs dans les formes réduite et oxydée, est dotée de mouvements internes. Cela démontre les capacités intrinsèques d’ajustement structural de nDsbD. Nous montrons aussi que les structures RMN, en solution, du domaine N-terminal de PilB de N. meningitidis (NterPilB) sous ses deux formes, réduite et oxydée, présentent un repliement de type thiorédoxine. Ces deux formes, très proches d’un point de vue structural, apparaissent comme étant globalement rigides. Par conséquent, la boucle FLHE, caractéristique de NterPilB et bordant le site actif de la protéine, ne dévoile pas de nouveaux indices structuraux et/ou dynamiques traduisant son implication dans la spécificité de substrat. Finalement, nous montrons, grâce à l’étude structurale et dynamique, en solution, d’un complexe entre nDsbD et NterPilB de N. meningitidis, que nDsbD fait preuve d’une grande adaptabilité à l’état complexé. La région « couvercle » s’ouvre pour venir se positionner au dessus de l’hélice a qui contient les cystéines actives de NterPilB. Par contre, la boucle FLHE de NterPilB ne semble pas intervenir dans la stabilisation du complexe. Nous proposons que des phénomènes dynamiques puissent faciliter d’une part, l’adaptabilité relative des deux partenaires dans le complexe, et d’autre part, la dissociation finale de ces derniers

  • Titre traduit

    Structural and dynamics NMR analysis of PilB and DSBD N-Terminal domains and of their interaction


  • Résumé

    We show, on one hand, that the NMR solution structure of DsbD N-terminal domain from Neisseria meningitidis (nDsbD) displays, in its reduced state, an immunoglobulin fold with a closed conformation of its active site. Nonetheless, our backbone dynamics study shows that the cap-loop region of the protein, which covers active residues in both oxidized and reduced forms, displays internal motions. This illustrates the inner structural adjustment capacities of nDsbD. On the other hand, we show that NMR solution structures of the oxidized and reduced forms of N. meningitidis NterPilB display a thioredoxin-like fold. These two structures appear to be very similar and globally rigid. Consequently, the NterPilB characteristic FLHE loop, which covers one edge of the active site, does not reveal new structural and/or dynamics properties for its involvement in the substrate specificity. Finally, we point out, from the structural and dynamics study of a complex between nDsbD and NterPilB from N. meningitidis, that nDsbD exhibits a powerful adaptability in its complex state. Its cap-loop region opens and comes over the a helix containing the NterPilB active cysteines. In contrast, the NterPilB FLHE loop does not seem to play a role in the complex stabilization. We propose that internal dynamics should facilitate, on one hand, the relative adaptability between the two partners of the complex and, on the other hand, their subsequent dissociation


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