Décryptage du couplage de la dynamique lipide/protéines membranaires par RMN/modélisation sous haute pression – UnderPressure

Les lipides et les protéines sont les principaux composants des membranes cellulaires. Bien que leurs interactions mutuelles et leur dynamique régissent de nombreuses fonctions cellulaires, nous sommes encore loin d'avoir une description complète de leur interaction mutuelle. Dans le projet UnderPressure, nous exploiterons et étendrons une méthode analytique que nous venons de mettre au point pour sonder les interactions lipides/protéines au sein de bicouches lipidiques. La haute pression s'est avérée très efficace pour sonder les paysages conformationnels des protéines hydrosolubles et des lipides et nos données préliminaires montrent que nous sommes maintenant prêts à nous attaquer aux systèmes binaires bicouches lipidiques/protéines pour bénéficier de toute la puissance de la haute pression. Nous combinerons des outils expérimentaux (nanodisques lipidiques et spectroscopie RMN) et numériques de pointe dans une approche hautement interdisciplinaire afin de révéler l'interaction intime entre la dynamique des lipides et celles des protéines à résolution atomique et sur une large gamme d'échelles de temps. Les protéines ont été sélectionnées pour leurs propriétés mécaniques distinctes, de très rigides (porine) à très plastiques (Récepteur Couplé aux Protéines G), et nous étudierons leur impact sur la dynamique des lipides. Réciproquement, nous évaluerons les modes dynamiques des lipides qui se transmettent à la protéine en termes d’échelle de temps et d’impact sur le paysage conformationnel de la protéine. Le projet UnderPressure établira une nouvelle méthodologie ouvrant le nouveau champ de recherche des biomembranes sous pression à résolution atomique, avec des impacts forts sur notre compréhension de la dynamique des protéines/lipides à pression ambiante et l'adaptation de ces biomolécules et des micro-organismes vivant dans des environnements de haute pression tels qu’au fond des océans. Dans le monde industriel, ces nouvelles connaissances nous aideront à mieux comprendre, par exemple, les phénomènes ayant lieu lors de la pascalisation et le traitement des aliments.