Changements de conformation et dynamique structurale du transporteur ABC BmrA – BmrAMeca

La résistance aux médicaments est un problème médical majeur qui réduit l’efficacité des médicaments et les chances des patients. La première ligne de défense des cellules, en particulier les bactéries concernant les antibiotiques, est l’efflux des médicaments par les transporteurs ABC. Ces protéines utilisent la fixation et l’hydrolyse d’ATP pour expulser les médicaments cytotoxiques hors de la cellule sous leur seuil d’efficacité. Elles le font par des changements de conformation, passant successivement d’une forme ouverte vers le cytoplasme (IF) qui permet au médicament de s’y lier, suivie de la fixation d’ATP, à celle ouverte vers l’extérieur de la cellule (OF) qui permet d’expulser le médicament et hydrolyser l’ATP pour revenir à l’état initial. Par ailleurs, les transporteurs ABC peuvent être polyspécifiques, protégeant ainsi l’organisme contre différents médicaments et conférant un phénotype de multi-résistance. Le mode d’action de ces transporteurs est encore largement inconnu et notamment la mécanique à l’origine des déformations plastiques qui actionnent le transport et confèrent la polyspécificité. Pour en définir les paramètres-clés au niveau moléculaire et supramoléculaire, nous combinerons les données structurales obtenues par cryo-EM, l’étude en temps résolu par fluorescence et la dynamique in silico du transporteur en présence de médicaments et d’ATP. Nous réaliserons cette étude à l’aide du transporteur ABC BmrA de B. subtilis pour lequel nous disposons de nombreuses données structurales, notamment sa conformation inédite OF en complexe avec son substrat Rhodamine 6G, et d’études préliminaires réalisées dans ce contexte qui en garantissent la faisabilité. Les résultats de ce projet nous permettront de définir en termes d’intensité et direction les forces de déformation induites par la liaison et transport des médicaments et de celle de l’ATP et de son hydrolyse et ainsi disposer de voies originales pour bloquer l’action de ces pompes.