– FastSpinProts

Au cours des dernières décennies, la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) en solution est devenue la méthode par excellence pour l?étude de la mobilité interne des protéines et des biomolécules en général, principalement grâce aux mesures des vitesses de relaxation de spin et des couplages dipolaires résiduels, permettant ainsi d?observer et de caractériser des mouvements internes se produisant à des échelles de temps s?étendant de la picoseconde à la milliseconde. De plus, la biologie structurale a démontré le rôle fondamental de la structure tridimensionnelle des protéines dans la réalisation des fonctions biologiques. Outre cet aspect bien documenté, quelques études récentes ont montré l?implication de la dynamique interne dans le mécanisme des interactions au niveau moléculaire. Cela ajoute une troisième dimension à la relation classique structure/fonction, conduisant ainsi à une relation plus complexe, entre structure/dynamique/fonction. Par ailleurs, les progrès récents en RMN des solides ont ouvert la voie à des études similaires sur des protéines à l?état micro-cristallin. En effet, il est actuellement possible de déterminer la structure de protéines à l?état solide et des observations récentes suggèrent la possibilité d?étudier, par de nouvelles méthodes de RMN du solide, la mobilité interne des protéines dans des micro-cristaux. En particulier, les vitesses de relaxation de l?azote-15 ont pu être mesurées sur des petites protéines ; ces résultats montrent que la RMN des solides permet actuellement d?accéder à l?observation de mouvements dont les durées caractéristiques sont plus longues que celles accessibles par les techniques de RMN en solution. Ce projet s?articule autour d?objectifs différents qui convergent vers une finalité commune. Un des objectifs vise à développer des approches originales en RMN des solides pour l?étude des protéines sous forme micro-cristalline, en s?appuyant sur des méthodes actuellement en cours de développement. Le deuxième objectif consiste à appliquer ces nouvelles méthodologies à l?étude de la dynamique interne de la centrine humaine (HsCen 2), seule ou en complexe avec un peptide cible (P17-XPC), sous forme de micro-cristaux. Enfin, le modèle du réseau de rotateurs couplés développé récemment par le partenaire 1 sera adapté et étendu à la prédiction et à l?interprétation des paramètres de relaxation obtenus en RMN des solides. En RMN des solides, l?amélioration de la sensibilité et de la résolution spectrale est extrêmement importante. L?utilisation de champs radio-fréquence de faible puissance est essentielle pour éviter d?endommager les échantillons par échauffement. Cela peut être réalisé en combinant la rotation à l?angle magique de l?échantillon à des schémas d?irradiation bien adaptées. En plus des avantages déjà mentionnés, la rotation rapide de l?échantillon a le mérite d?éliminer les contributions de la diffusion de spin à la relaxation. La rotation rapide soulève aussi un certain nombre de difficultés méthodologiques que l?on va essayer de surmonter. Pour cela, nous allons nous appuyer sur des méthodes récentes développées par le partenaire 1, approches permettant d?augmenter à la fois l?efficacité du découplage et celle du transfert de polarisation par des méthodes adaptées basées sur la réintroduction des interactions dipolaires. Cela nécessitera l?installation, sur un spectromètre consacré aux solides, de nouveaux équipements destinés à la rotation de l?échantillon à très hautes fréquences (allant jusqu?à 70 000 tours par seconde). La compréhension des propriétés dynamiques des protéines est essentielle pour en comprendre la fonction. Cette compréhension est une condition préalable à la conception de nouveaux médicaments, étape d?une importance économique et sociétale majeure. Ce projet s?appuie donc sur la complémentarité des savoir-faire des trois partenaires, qui couvrent des domaines allants de la méthodologie RMN à la dynamique des protéines ainsi qu?à la biologie structurale par diffraction de rayons X. La synergie entre les partenaires réunis dans ce projet devrait produire des résultats pertinents pour l?extension des études en solution à l?état solide afin d?obtenir une meilleure compréhension du comportement dynamique de la centrine humaine.