Etude du mécanisme d'activation de la petite protéine G ArF1

par Meriam Ben Hamida-Rebaï

Thèse de doctorat en Analyse de génomes et modélisation moléculaire

Sous la direction de Charles Robert.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .


  • Résumé

    Arf 1 appartient à la grande famille des petites protéines G. Ces protéines sont impliquées dans un grand nombre de processus cellulaires fondamentaux tels que la transduction du signal, le réarrangement du cytosquelette et la formation des vésicules de transport. Elles ont la caractéristique d'alterner dans la cellule entre une forme inactive liée au GDP et une forme active liée au GTP. L'activation de Arf 1 nécessite l'éjection du GDP au profit de la fixation du GTP. Elle est catalysée par les facteurs d'échanges (GEFs) alors que l'inactivation est régulée par les protéines GAP. Notre étude porte sur l'utilisation de simulations de dynamique moléculaire pour comprendre le mécanisme d'activation de Arf1 et plus précisément le rôle du facteur d'échange dans le mécanisme d'éjection du nucléotide. Pour cela, des simulations de dynamique moléculaire sous contraintes RMSD puis sous contraintes de distance du complexe Arfl-GDP-GEF ont été établies. Ainsi, nous avons mis en évidence que certains résidus et changements conformationnels du facteur d'échange étaient impliqués dans le mécanisme d'activation. Un autre volet de cette thèse a consisté à étudier le rôle du magnésium dans le mécanisme d'activation de Arfl. Les résultats que nous avons obtenus montrent que cet ion bivalent stabilise les phosphates du GDP dans leur site de fixation, De plus, il empêcherait par déstabilisation électrostatique le rapprochement de certains résidus du facteur d'échange impliqués dans l'éjection du nucléotide. Ce cation semblerait donc devoir s'éloigner du nucléotide pour permettre au facteur d'échange déjouer son rôle catalytique.

  • Titre traduit

    Study of activation mecanism of the small g protein arf1


  • Résumé

    Arf1 is a member of the small-G-protein superfamily. Small G proteins are involved in various cellular functions such as signal transduction, cytoskeletal rearrangement and formation of transport vesicles. Small G proteins cycle in the cell between an inactive GDP-bound form and an active GTP-bound form. Activation of Arf1 occurs by GDP/GTP exchange. The activation reaction is catalyzed by exchange factors (GEFs) whereas inactivation is regulated by proteins of the GAP family. In our work, we used molecular dynamics simulations to better understand the mechanism of activation of Arf1 and the role of exchange factors in GDP ejection. We developed restrained molecular dynamics approaches to study GDP extraction from the Arf 1-GDP-GEF complex as well as the related conformational transition. We identified key residues and conformational changes involved during in the activation process. These methods also permitted a better understanding of the role of the magnesium ion in the mecanism of Arf1 activation. Our results showed that Mg ion stabilizes the GDP phosphates in the Arf1 binding site. In addition, it seemed to prevent the approach of critical residues in the exchange factor necessary for nucleotide ejection because of electrostatic destabilisation. It would seem to be necessary that this cation dissociate in order to permit the exchange factor to play its catalytic role in nucleotide ejection.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (186 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 195 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2009) 042
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