Molecular mechanism of the hepatitis C virus core protein chaperone properties : Physicochemical investigation by fluorescence and surface plasmon resonance

par Kamal Kant Sharma

Thèse de doctorat en Biophysique

Sous la direction de Yves Mély et de Jean-Marc Lessinger.

Soutenue en 2011

à Strasbourg .

  • Titre traduit

    Mécanisme moléculaire des propriétés chaperonnes de la protéine Core du virus de l'hépatite C : Etude physicochimique par fluorescence et résonance plasmonique de surface


  • Résumé

    La protéine core de virus de l’hépatite C (HCV) est l’une des dix protéines codées par l’ARN génomique de 9. 6kb du virus. C’est une protéine chaperonne multifonctionnelle impliquée dans plusieurs processus viraux comme la prolifération cellulaire, la différentiation, l’encapsidation de l’ARN, la formation de la nucléocapside, et la variabilité génétique. Grâce à ses propriétés de chaperonne, le domaine D1 dimérise la région 3’ non traduite (3’UTR) de l’ARN génomique. Cependant le mécanisme de cette activité chaperonne ainsi que l’interaction entre la protéine Core et différents oligonucléotides de la partie 3’ de l’ARN restent inconnus. Dans ce but, nous avons utilisé différentes approches de fluorescence et la résonance plasmonique de surface. Ainsi, en utilisant le peptide D1, correspondant à un fragment de la protéine core, ainsi que plusieurs dérivés de ce peptide nous avons caractérisé les paramètres de l’interaction et montré que la protéine core se lie spécifiquement aux oligonucléotides en tige-boucle de la partie 3’. Ensuite, nous avons suivi la conformation de ces oligonucléotides et montré que la protéine core n’est pas capable de déstabiliser leur structure secondaire. Enfin, nous avons décrit au niveau moléculaire le mécanisme permettant à la protéine core d’hybrider des oligonucléotides complémentaires et montré que la cinétique d’hybridation repose sur une réaction à deux étapes impliquant un contact boucle-boucle. Ce travail devrait nous permettre de mieux comprendre le rôle de la protéine core lors de l’encapsidation et la transcription de l’ARN et notamment dans les mécanismes de recombinaison expliquant les variations génétiques du virus.


  • Résumé

    Open reading frame (ORF) of 9. 6kb HCV genomic RNA encodes at least 10 proteins, 4 structural and 6 non-structural, during translation process. The core is one of those 4 structural proteins and considered as a multifunctional chaperone involving in several viral processes like cell proliferation, differentiation, RNA packaging, nucleocapsid formation and recombinant genetic variability. With the virtue of its chaperone properties, Domain D1 dimerises the 3’ untranslated region (3’ UTR) of the genomic RNA. However, the mechanism of the core chaperone activity in the dimerisation of the genomic RNA and in binding with its target nucleic acids are still unknown and were investigated in this present project. To reach this objective, we used fluorescence and surface plasmon resonance (SPR) techniques. By using the native D1 domain and peptides derived from this domain, we first characterized the binding parameters and the conformational changes associated with the binding of these peptides to the native and mutated sequences from HCV 3’ UTR sequences. Next, we investigated the destabilization of model and HCV ODNs secondary structure by the D1 domain and its mutants and found that core peptides only marginally destabilise the secondary structures of ODNs. In a last step, we described the molecular mechanisms of the core chaperone properties based on the hybridization kinetics of various HCV and model oligonucleotides. These chaperone properties of core are thought to intervene in processes like the encapsidation, the synthesis of the complementary strand of the genomic RNA and the recombination mechanisms participating to the genetic variability of the virus.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (470 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 415-455. Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2011;0980
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