PCV - Physique et chimie du vivant

– SSOR

Résumé de soumission

1-Contexte scientifique et objectifs du projet :
Ribosome est un assemblage cellulaire ribonucléoprotéique géant (masse moléculaire env. 2 500 000 da), qui traduit le code génétique en protéines dans les cellules vivantes. Il consiste dans toutes les espèces en deux sous-unités. Une compréhension complète de la synthèse protéique nécessite la connaissance de la structure de complexes fonctionnels du ribosome 70S entier avec des ligands fonctionnels tels que des ARNts entiers, l'ARN messager, des facteurs de traduction, dans leur contexte biologique réel. L'étude des ribosomes présente aussi une grande importance médicale car ils constituent la cible principale des antibiotiques. A ce jour une seule technique est capable de fournir l'information structurale de haute résolution nécessaire en dernier ressort aux études dans ce domaine : la cristallographie par rayons X. Des déterminations récentes de structures cristallines de sous-unités ribosomales, du ribosome 70S et de complexes fonctionnels du ribosome 70S ont conduit à de nouvelles informations sur la surface fonctionnelle du ribosome et les interactions détaillées entre le ribosome et ses ligands. Mais il manque une visualisation expérimentale des différents étapes du processus de traduction. Notre objectif est d'obtenir sous forme cristalline des complexes du ribosome 70S de Thermus thermophilus piégés à différentes étapes de la traduction, et de résoudre leur structure au moyen de l'analyse par rayons X.
2-Description du projet, méthodologie :
Notre effort va se concentrer sur les études par rayons X du mécanisme de la résistance aux antibiotiques du ribosome bactérien. Notre but est la détermination de structures cristallines du ribosome 70S entier complexé par différents antibiotiques, par exemple avec divers dérivés de la tétracycline, tels que la glycylglycine. La résistance à la tétracycline (Tc) est de plus en plus fréquente dans de nombreuses bactéries pathogènes, ce qui limite sévèrement leur utilisation clinique. La protéine Tet(O) appartient à la classe des protéines de protection ribosomale. Elle provoque le détachement de la tétracycline du ribosome. Nous nous proposons de cristalliser le ribosome 70S complexé avec la protéine Tet(O) et de déterminer sa structure. Un autre projet à développer concerne l'étude par diffraction X du mécanisme de la translocation sur le ribosome durant la biosynthèse protéique. Pour cela nous proposons de déterminer la structure d'un complexe du ribosome avec le facteur d'élongation G dans deux états fonctionnels de la translocation, l'état pré- et l'état post-translocationnel. En utilisant un analogue non hydrolysable du GTP (GMPPCP), nous comptons cristalliser le ribosome 70S de T. thermophilus dans l'état pré-translocationnel (70S/mRNA/tRNAs/EF-G/GMMPCP). L'acide fusidique (FA) permet l'hydrolyse du GTP mais empêche la réaction de EF-G, nous pouvons ainsi cristalliser le ribosome complexé par EF-G dans l'état "post-translocationnel" (70S/mRNA/tRNAs/EF-G/FA/GTP). Les cristaux obtenus seront soumis à l'analyse par diffraction de rayons X en utilisant le rayonnement synchrotron.
Pour atteindre ces deux objectifs, il sera nécessaire de combiner notre expertise à la fois en biologie moléculaire et en cristallographie de rayons X.
3-Résultats attendus : Pour la mise au point rationnelle d'inhibiteurs plus puissants, il sera essentiel de revisiter les données structurales déjà publiées concernant des complexes antibiotiques 30S ou 50S et de les comparer avec nos nouvelles données sur les antibiotiques 70S. La détermination de la structure du ribosome 70S avec la protéine Tet(O) permettra d'élucider au niveau moléculaire le mécanisme de la résistance à la tétracycline médiée par Tet(O), c.à d. de déterminer le mode d'interaction entre la protéine Tet(O) et le ribosome, cause de l'éjection de la tétracycline de la poche de liaison au site A du ribosome. La résolution de la structure du ribosome dans l'état pré- et post-translocationnel permettra de comprendre les mécanismes des réarrangements précis et à grande échelle qui acompagnent la translocation de l'ARNt, certainement l'un des exemples les plus impressionnants de mouvement moléculaire dans les cellules vivantes.

Coordinateur du projet

Gulnara YUSUPOVA (CENTRE EUROPEEN DE RECHERCHE EN BIOLOGIE ET EN MEDECINE - CERBM)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CENTRE EUROPEEN DE RECHERCHE EN BIOLOGIE ET EN MEDECINE - CERBM

Aide de l'ANR 300 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

Liens utiles

Explorez notre base de projets financés

 

 

L’ANR met à disposition ses jeux de données sur les projets, cliquez ici pour en savoir plus.

Inscrivez-vous à notre newsletter
pour recevoir nos actualités
S'inscrire à notre newsletter