Mesurer de manière fiable les protéines intrinsèquement désordonnées
Une nouvelle approche permet de déterminer la forme d'une protéine désordonnée de deux manières différentes - sur le même échantillon
Les protéines sont essentielles au fonctionnement de notre corps : Des milliers de protéines différentes remplissent des fonctions très diverses. Tandis que certaines constituent des composants de nos cellules, d'autres activent des processus métaboliques élémentaires en tant qu'enzymes, servent d'hormones ou aident le système immunitaire à faire son travail sous forme d'anticorps. Pour simplifier, on peut se représenter les protéines comme de longues chaînes d'acides aminés qui s'organisent en différentes structures tridimensionnelles. Il existe par exemple l'hélice alpha ainsi que le feuillet bêta. Ces structures influencent la manière dont les protéines interagissent avec d'autres protéines et les fonctions qu'elles assument. Mais toutes les protéines ne sont pas organisées de la sorte : Environ 30 pour cent d'entre elles sont dans un état désordonné. Il est difficile de dire dans quelle mesure ces protéines s'agglutinent ou s'étendent dans l'environnement, c'est-à-dire dans une solution aqueuse semblable à celle des cellules. Mais cela est fondamental pour leur comportement : Plus les protéines sont petites lorsqu'elles flottent seules dans une solution aqueuse, plus elles forment facilement des amas lorsque plusieurs protéines sont présentes.
Vérification d'une protéine intrinsèquement désordonnée (Re est la hauteur, Rg est la taille totale).
© Miao Yu
L'agrégation des protéines est la première étape de la formation de plaques dans le cerveau.
Les protéines intrinsèquement désordonnées peuvent prendre de multiples formations amyloïdes. Lorsque ces protéines s'agglutinent dans le cerveau, elles forment des dépôts, également appelés plaques, qui augmentent le risque de développer la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies neurodégénératives. Les biophysiciens s'intéressent donc beaucoup à la taille des protéines en solution. "Le potentiel d'une maladie neurodégénérative réside dans ce paramètre originel, car il permet finalement de déterminer le potentiel d'agrégation. Et l'agrégation est une étape essentielle pour la formation des plaques", explique le professeur Edward A. Lemke de l'Institut de physiologie moléculaire de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) et directeur adjoint de l'Institut de biologie moléculaire (IMB). Le hic, c'est qu'il existe deux méthodes pour mesurer ce paramètre primaire - mais elles donnent des résultats contradictoires. La méthode de fluorescence permet de mesurer la distance end-to-end, c'est-à-dire la distance d'une extrémité à l'autre de la chaîne protéique. La diffusion des rayons X aux petits angles analyse en revanche la taille de la pelote, les experts parlent de "rayon de giration". "Certes, les deux résultats servent de base aux prédictions, mais ce paramètre originel fait néanmoins l'objet de discussions en raison de la non-concordance des résultats de mesure", explique le Dr Dmitri Svergun, ancien chef de groupe à l'EMBL Hambourg.
Nouvelle approche de la dispersion : rayon de giration et distance de bout en bout sur le même échantillon
Les chercheurs ont pu résoudre ce dilemme en combinant la biologie chimique et les méthodes de diffusion. Ils ont combiné une méthode de marquage avec la diffusion anomale, de sorte qu'il est possible de mesurer la taille de la pelote tout comme la distance de bout en bout - et ce sur le même échantillon. "De cette manière, nous obtenons deux paramètres à partir d'une seule méthode d'étude et nous pouvons analyser comment ces deux grandeurs dépendent l'une de l'autre", explique Lemke. En 2017, les chercheurs avaient déjà pu mesurer les deux paramètres, mais deux échantillons différents étaient alors nécessaires. Pour la première fois, les paramètres ont pu être mesurés sur le même échantillon.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Miao Yu, Andrey Yu. Gruzinov, Hao Ruan, Tom Scheidt, Aritra Chowdhury, Sabrina Giofrè, Ahmed S. A. Mohammed, Joana Caria, Paul F. Sauter, Dmitri I. Svergun, Edward A. Lemke; "A genetically encoded anomalous SAXS ruler to probe the dimensions of intrinsically disordered proteins"; Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 121, 2024-12-6
Gustavo Fuertes, Niccolò Banterle, Kiersten M. Ruff, Aritra Chowdhury, Davide Mercadante, Christine Koehler, Michael Kachala, Gemma Estrada Girona, Sigrid Milles, Ankur Mishra, Patrick R. Onck, Frauke Gräter, Santiago Esteban-Martín, Rohit V. Pappu, Dmitri I. Svergun, Edward A. Lemke; "Decoupling of size and shape fluctuations in heteropolymeric sequences reconciles discrepancies in SAXS vs. FRET measurements"; Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 114, 2017-7-17
Autres actualités du département science
