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La microscopie électronique pour l'analyse structurelle des protéines

La structure tridimensionnelle d'une protéine détermine sa fonction. Gardant cela a l'esprit, des chercheurs européens ont optimisé une méthode basée sur la microscopie électronique pour faciliter la résolution structurelle des petites protéines.
La microscopie électronique pour l'analyse structurelle des protéines
La cryo-microscopie électronique (cryo-ME) est une technique de microscopie électronique à transmission qui offre des informations de résolution pratiquement atomiques pour de grands complexes de protéines à forte symétrie. Contrairement à la cristallographie à rayons X, la cryo-ME étudie ces complexes dans leur environnement physiologique sans créer de résidus potentiels au cours du processus de cristallisation. Néanmoins, l'application de la cryo-ME aux petites protéines est problématique, principalement en raison du médiocre rapport signal/bruit qui empêche la sélection des particules et la détermination de l'orientation.

Pour résoudre cela, le projet EM-FRAME (DNA-origami scaffolds for structure determination by single particle analysis), financé par l'UE, a proposé d'attacher les protéines à de grandes matrices faites à partir d'origami ADN. Ce terme se réfère aux cadres rectangulaires creux qui contiennent de l'ADN à double hélice à l'intérieur pour que les protéines de liaison de l'ADN s'y attachent. En exploitant la nature hélicoïdale de l'ADN, il est possible d'inverser l'orientation de la protéine de liaison et obtenir des informations expérimentales sur sa conformation.

Pour arriver à une meilleure sélection de particules, les chercheurs ont créé de nouveaux détecteurs qui offrent des images nettes avec un meilleur contraste et ont clairement amélioré la sélection des particules. Ils ont optimisé la résolution en développant une procédure de traitement d'image qui utilise des films provenant de nouveaux détecteurs pour corriger les mouvements.

La performance générale de la méthode optimisée a été validée en résolvant la résolution pratiquement atomique du ribosome mitochondrial de la levure et de l'homme et le ribosome cytoplasmique de P. falciparum. La mise en place de cette méthode devrait permettre de résoudre la conformation et la fonction d'un nombre de protéines d'origine humaine.

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Mots-clés

Protéine, structure, cryo-microscopie électronique, résolution, origami ADN