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Conservation et modulation de secteurs dynamiques fonctionnels entre ribonucléases homologues

Gagné, Donald (2015). Conservation et modulation de secteurs dynamiques fonctionnels entre ribonucléases homologues Thèse. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en biologie, 150 p.

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Résumé

La flexibilité conformationnelle entre différents ensembles structuraux est une composante essentielle à la fonction des enzymes. Bien qu’il soit connu qu’un vaste éventail de mouvements dynamiques favorise des événements fonctionnels chez les protéines sur plusieurs échelles de temps, il n’est pas encore démontré que des enzymes structurellement et fonctionnellement homologues emploient les mêmes mouvements concertés de résidus pour remplir leur fonction catalytique. Dans la présente étude, nous émettons l’hypothèse que des réseaux de résidus contigus et flexibles dont les mouvements se produisent à l'échelle de temps de la milliseconde (échelle de temps de la catalyse enzymatique) ont évolué dans le but de promouvoir et/ou de préserver une activité catalytique optimale chez des enzymes homologues. Pour ce faire, nous utilisons une combinaison d’expériences de dispersion de relaxation RMN (15N-CPMG), d'analyse Model-Free, de titrage RMN, et d'expériences fonctionnelles pour capturer et comparer le rôle de la flexibilité conformationnelle entre des homologues structuraux de la famille des ribonucléases pancréatiques humaines (RNases). En plus de conserver les mêmes résidus catalytiques et la même structure tridimensionnelle, la plupart des membres étudiés montrent une conservation de résidus dynamiques à l'échelle de temps de la μs-ms, suggérant que la flexibilité conformationnelle peut être conservée parmi des protéines structurellement analogues qui affichent néanmoins une faible identité de séquence. Plutôt que d'afficher un portrait global, nos résultats révèlent que ces résidus dynamiques sont localisés dans des régions contiguës spécifiques à chaque protéine. En utilisant la mutagenèse dirigée, nous montrons qu'il est possible de moduler les régions de résidus dynamiques d'une enzyme et d'en affecter la fonction, soutenant l'hypothèse que la flexibilité conformationnelle est en partie nécessaire pour la fonction catalytique chez des enzymes homologues. En résumé, nous démontrons que la RMN, couplée à la mutagenèse dirigée ainsi qu'à des essais fonctionnels, s'avère un outil de première importance en ingénierie des protéines.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Doucet, Nicolas
Mots-clés libres: enzyme ; RNase
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 05 nov. 2015 20:05
Dernière modification: 05 nov. 2015 20:05
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2800

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