L'exploration structurale et dynamique de la lipoprotéine à basse densité – STRUDEL

Contexte plus large de la recherche : Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès dans le monde. Des taux élevés de cholestérol sanguin constituent un facteur de risque majeur dans le développement des MCV. Les lipoprotéines de basse densité (LDL) pilotent le transport du cholestérol et des graisses vers les tissus et les cellules périphériques. En raison de cette fonction, les LDL et leur fraction protéique, l'apolipoprotéine B-100 (apo B-100), sont des acteurs majeurs dans le développement des MCV. Le rôle du LDL dans la physiologie mais aussi dans la pathologie est lié à sa structure.

Hypothèse : Nous supposons que les changements dus aux pathologies dans la composition chimique des LDL se reflètent dans la structure des LDL et de sa fraction protéique apo B-100. Ainsi, une description structurelle avec une résolution quasi atomique, combinée à des caractéristiques dynamiques associées, aidera à corréler la structure à la fonction - et par conséquent au dysfonctionnement.

Approche : Pour obtenir de nouveaux modèles de LDL et d'apo B-100 avec un niveau de détail sans précédent, nous suivrons deux voies distinctes qui convergeront : La LDL sera étudiée, et indépendamment sa seule fraction protéique, l'apo B-100, sous une forme stabilisée sans lipides et sans détergent. Pour accéder à leurs structures, nous combinerons des techniques de pointe de cryo-EM et de SAXS. En outre, les méthodes de diffusion des neutrons seront complétées par des simulations coarse-grained afin de décrire les caractéristiques dynamiques des LDL dans leur intégralité, ainsi que des différents domaines de l'apo B-100. Toutes les méthodes seront appliquées non seulement aux LDL normolipidémiques et/ou à leurs sous-fractions, mais aussi aux LDL riches en triglycérides et oxydées afin de reproduire les caractéristiques dynamiques des LDL.

Niveau d'originalité : Les progrès technologiques rapides de ces dernières années dans l'instrumentation cryo-EM ont permis d'observer des structures avec un niveau de détail jamais atteint auparavant. Nous combinons ici le meilleur de l'instrumentation de pointe avec l'une des protéines les plus complexes. L'Apo B-100 est l'une des plus grandes protéines monomères connues, et en raison de sa nature amphiphile, elle n'a fait l'objet que de quelques études en dehors de son environnement lipidique. Le lien entre les différentes approches est réalisé par des simulations de dynamique moléculaire. La réussite de ce projet aura un impact sur la façon dont nous comprenons la progression pathologique des MCV.

Principaux chercheurs impliqués : L'équipe du projet comprend 5 scientifiques dont l'excellence et la compétence dans leurs domaines de recherche sont avérées. Karin Kornmüller et Ruth Prassl de l'Université médicale de Graz, en Autriche, sont des expertes en recherche sur les lipoprotéines, les techniques de diffusion des rayons X et la biophysique translationnelle. Judith Peters de l'Université Grenoble Alpes, France, est experte en dynamique moléculaire et en techniques de diffusion des neutrons. Ambroise Desfosses (Institut de Biologie Structurale, Grenoble, France) et Daouda Traore (Univ. de Keele, UK, et Institut Laue Langevin, Grenoble, France) sont tous deux experts en méthodes cryo-EM et en analyse de données.