Biochimie Structurale - CNRS URA2185  


  RESPONSABLEALZARI Pedro / alzari@pasteur.fr
  MEMBRESDr ALBANESI Daniela / Dr ANDRE-LEROUX Gwénaëlle / Dr BELLINZONI Marco
Dr BETTON Jean-Michel / Dr ENGLAND Patrick / GRANA Martin / Dr GUERIN Marcelo
HINDIE Valérie / MIOT Marie-Caroline / Dr OPPEZZO Pablo / Dr PECORARI Fréderic
Dr SCHAEFFER Francis / TELLO Diana / WEHENKEL Anne-Marie

  Rapport d'activité

Nos travaux de recherche sont centrés sur l’étude structurale, biophysique et biochimique des protéines impliquées dans la pathogenèse microbienne. Quelques projets en cours de réalisation sont décrits ci-dessous et des informations supplémentaires sont disponibles sur le site Web de notre unité : http://www.pasteur.fr/recherche/unites/Bstruct .

Trans-sialidases de trypanosomes

Les protozoaires flagellés Trypanosoma cruzi, l'agent causal de la maladie de Chagas dans le continent américain, et T. brucei , l'agent de la maladie du sommeil en Afrique, expriment une trans-sialidase de surface capable de catalyser le transfert d'acide sialique entre différentes glycoprotéines. L'expression de cette enzyme chez T. cruzi est directement liée au pouvoir d'infection du parasite. Nous avons déterminé les structures 3D de la sialidase de T. rangeli et de la trans-sialidase de T. cruzi. Ces études ont montré que les trans-sialidases, à différence des sialidases, présentent un site actif intrinsèquement flexible. Nous avons réussi à piéger l’intermédiaire réactionnel en utilisant un substrat activé, et à démontrer ainsi que ces enzymes agissent par un mécanisme ping-pong, impliquant la formation d’un complexe covalent sialyl-enzyme avec un résidu tyrosine. Nos efforts se concentrent actuellement sur le développement d’inhibiteurs compétitifs conçus à partir du mécanisme réactionnel, et qui serviront aux futures applications thérapeutiques.

Protéine kinases à Ser/Thr et phosphatases mycobactériennes

Alors que chez la plupart des bactéries, les systèmes à deux composants définissent les voies de signalisation intracellulaire, chez Mycobacterium tuberculosis (TB) plusieurs gènes codant des Ser/Thr protéine kinases (11) et des protéines phosphatases (3) sont présents dans son génome. L’objectif de nos travaux est de comprendre le rôle de ces enzymes dans la signalisation intracellulaire de TB. Les structures 3D de la Ser/Thr protéine kinase PknB et de la protéine phosphatase PstP ont été résolues, et nous cherchons à identifier leurs substrats physiologiques. Nous avons montré que le gène pknB est essentiel pour la croissance de TB et que des inhibiteurs de PknB possédaient une activité anti-mycobactérienne, faisant de cette enzyme une cible potentielle pour le développement de nouveaux antibiotiques. Dans le cadre du projet européen NM4TB, nos recherches sont focalisées sur l’élucidation de la voie de signalisation contrôlée par le couple PknB/PstP et sur le développement d’inhibiteurs spécifiques de PknB.

Régulation globale de la synthèse des lipides chez les bactéries Gram positif

Nous avons récemment démontré que le malonyl-CoA est un effecteur spécifique de FapR, le répresseur transcriptionnel contrôlant l’expression de plusieurs gènes impliqués dans la synthèse des lipides chez les bactéries à Gram positif. La structure 3D du domaine effecteur de FapR chez B. subtilis est un homodimère analogue aux thioestérases. En présence de malonyl-CoA, la protéine subit une transition conformationnelle qui empêche sa fixation à l’ADN. Différents mutants de FapR ont été construits à partir des données structurales, afin de perturber la fixation de l’effecteur. Certaines de ces mutants suppriment la régulation cellulaire par le malonyl-CoA et présentent un phénotype létal (super-répresseur). Nous cherchons à valider actuellement ces résultats chez des pathogènes Gram positif, comme Staphyloccus aureus et Listeria monocytogenes, afin de valider FapR comme cible thérapeutique.

Contrôle de qualité des protéines d’enveloppe bactérienne (J.-M. Betton)

Ces recherches visent à caractériser les systèmes contrôlant la conformation des protéines d’enveloppe bactérienne et d’appliquer ces connaissances pour améliorer la surproduction de protéines recombinantes. Chez E. coli, des protéines agrégées peuvent s’accumuler soit à la suite d’un stress environnemental, soit quand cette bactérie “usine” surexprime un gène recombinant. Dans les deux cas, la formation des agrégats protéiques ou corps d’inclusion résulte de l’échec des systèmes cellulaires de contrôle de qualité à réparer ou éliminer ces protéines incorrectement repliées. Dans le périplasme bactérien, le système à deux composants CpxA/R permet leur détection et leur signalisation, et coordonne la synthèse d’enzymes périplasmiques impliquées dans le repliement des protéines. Nous venons de reconstituer ce système in vitro en produisant la protéine membranaire CpxA dans un système acellulaire en présence de détergents, et cherchons à comprendre les relations que cette protéine entretient avec la protéase de choc thermique DegP (HtrA).

Mots-clés: biologie structurale, diffraction des rayons X, bacterial signal transduction, glycosyltransferases, tuberculose, Trypanosoma cruzi

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Fig.1 Mechanism of action of B. subtilis FapR



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