La définition structurelle de la voie mTOR
La croissance et la prolifération cellulaires sont des processus fondamentaux étroitement régulés par des réseaux complexes de voies de signalisation qui répondent aux indices environnementaux. La cible mécanique de kinase sérine/thréonine de la voie de rapamycine (mTOR) est un nutriment crucial et une voie sensible à l'énergie qui répond à l'état énergétique intracellulaire. Grâce à des complexes de plusieurs sous-unités, mTOR détecte les taux d'oxygène et d'acides aminés au sein de la cellule et intègre les signaux extracellulaires pour contrôler la taille et la prolifération des cellules. Par ailleurs, elle répond aux facteurs de croissance pour réguler la survie cellulaire et l'organisation cytosquelettique. La dérégulation de la voie mTOR est associée aux troubles tels que l'obésité, le diabète et le cancer. Bien que de nombreux aspects de la voie restent vagues, le manque de structures à haute résolution prévoit une compréhension complète de l'assemblage complexe, de la fonction et de la régulation de la protéine. Dans ce contexte, le projet MTOR_COMPLEXES (Structural and biophysical characterization of the human mTOR kinase and its signaling complexes) s'est engagé à obtenir des informations structurelles des complexes de signalisation de mTORC1 et de mTORC2. À cette fin, les chercheurs ont utilisé le système d'expression de Baculovirus multi-génique pour produire les divers composants de mTORC. D'importants efforts ont été consacrés à l'optimisation des conditions de l'expression et de la purification, et les scientifiques testent différentes résines de purification et d'affinité et des méthodes d'exclusion de la taille par chromatographie. Le mTORC1 purifié a été catalytiquement actif et soumis à une caractérisation biophysique par la dispersion de la lumière statique. Afin de faire face à une détermination de la structure précise, les scientifiques ont utilisé une approche qui combine la spectrométrie de masse de réticulation à coloration négative et la cryo-microscopie électronique. Les résultats ont confirmé la nature dimère de la mTORC1 et dévoilé un arrangement en tête à queue des deux composants. Dans l'ensemble, l'étude MTOR_COMPLEXES a réussi à mettre en place un processus pour générer les complexes mTOR totalement assemblés. Elle représente une importante condition préalable pour arriver à déterminer la structure à une résolution plus élevée à l'avenir. Ces informations, essentielles pour la conception de stratégies pharmaceutiques, prennent en compte l'implication de la voie mTOR dans la maladie humaine.
Mots‑clés
Voie mTOR, complexe protéinique, caractérisation structurelle, conception de médicament, Baculovirus
