Transduction mécanochimique par les moteurs moléculaires : exemple des complexes actine-myosine et microtubule-kinésine

par Cybelle Smyczynski

Thèse de doctorat en Biologie. Santé

Sous la direction de Patrick Chaussepied.

Soutenue en 1999

à Montpellier 2 .

mots clés

• Composés complexes -- Analyse
• Myosines
• Actine
• Cytosquelette
• Cellules -- Motilité
• Transduction du signal cellulaire
• Dynamique moléculaire
• Protéines du cytosquelette
• Protéines -- Relations structure-activité
• ATPases

Résumé

Les moteurs moleculaires, myosines, kinesines sont responsables de la plupart des mouvements cellulaires generalement conduits par l'hydrolyse de l'atp. Pour remplir leur fonction, ces moteurs interagissent aux filaments d'actine dans le cas des myosines et aux microtubules dans le cas des kinesines. Malgre leur diversite fonctionnelle, ces moteurs moleculaires possedent des analogies structurales qui suggerent des mecanismes moleculaires tres proches. Le but de mon travail de these a ete de mieux connaitre leur mode d'action a travers l'etude des complexes actine-myosine et microtubule-kinesine. Dans le systeme actine-myosine, la generation de force est expliquee par le modele dit du bras de levier qui implique une rotation d'un domaine regulateur de la myosine. Nous avons etudie, par transfert d'energie de fluorescence, les variations de distances entre differents locci du complexe actine-myosine durant son cycle atpasique. Les changements de distance observes ne confirment pas totalement ce mouvement de rotation mais suggerent plutot une nouvelle hypothese dans laquelle les myosines generent la force motrice en evoluant d'un etat structuralement desordonne vers un etat ordonne. Dans le systeme microtubule-kinesine, les structures cristallines de la kinesine ne suggerent pas la presence d'un bras de levier mais proposent plutot des changements de structure importants au niveau du complexe microtubule-kinesine. Nous avons isole et etudie un complexe entre ncd, une proteine de la famille des kinesines, et la tubuline. La caracterisation des proprietes d'interaction et d'activite atpasique du complexe tubuline-ncd, comparees a celles du complexe polymerise microtubule-ncd, a mis en evidence des differences remarquables entre ces deux complexes. Ces resultats nous permettent de mieux comprendre l'activation de la fonction atpase specifique des microtubules mais aussi le role probable des kinesines dans la dynamique des microtubules.

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