Etude, par resonance magnetique nucleaire, de la structure d'une petite proteine riche en ponts disulfure : la charybdotoxine, une toxine extraite du venin du scorpion leiurus quinquestriatus hebraeus

Nuclear magnetic resonance study of the structure of a small, disulfide rich, protein: charybdotoxin, a toxin purified from the venom of the scorpion leiurus quinquestriatus hebraeus

• Auteur / Autrice : François Bontems
• Direction : André Ménez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences médicales
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La charybdotoxine est une toxine extraite du venin du scorpion leiurus quinquestriatus hebraeus, agissant sur les canaux potassium des mammiferes. Il s'agit d'une petite proteine de trente-sept residus stabilisee par trois ponts disulfure. Nous avons determine la structure tridimensionnelle de la charybdotoxine par resonance magnetique nucleaire du proton. Douze structures ont ete calculees en utilisant une procedure combinant une etape de minimisation dans l'espace des angles diedres et une etape de recuit simule. Ces douze structures sont en accord avec les donnees de la rmn et l'ensemble de nos connaissances sur la structure des proteines. L'examen de ces structures montre que la charybdotoxine est formee d'un feuillet a trois brins associe a une helice par deux ponts disulfure et a un fragment en conformation etendue par le troisieme pont. Une analyse fine de la structure a permis la mise en evidence d'un ensemble d'acides amines dont les chaines laterales semblent importantes pour la conservation de la structure de la toxine. Elle a aussi permis de montrer que plusieurs residus importants pour l'activite sont localises au voisinage les uns des autres a la surface du feuillet. La comparaison de la charybdotoxine avec les autres toxines de venin de scorpion et avec les defensines d'insecte (des proteines bactericides excretees dans l'hemolymphe des insectes en reponse a une infection bacterienne) montre que toutes ces molecules sont organisees autour du meme motif structural. Ces proteines sont donc vraisemblablement apparentees. Cette hypothese a ete demontree par la mise en evidence d'une defensine dans l'hemolymphe du scorpion. La seule caracteristique commune a toutes les toxines de venin de scorpion et aux defensines d'insecte est l'existence d'une sequence consensus composee de six demi-cystines et d'une glycine. Dans le but d'etudier l'influence de la disposition des demi-cystines sur l'architecture des petites proteines, nous avons analyse les proprietes des petites proteines possedant soit cette sequence consensus soit une architecture voisine de celle de la charybdotoxine