Les protéines repliées avant le transport
L'exportation de protéines au travers d'une membrane cytoplasmique est une fonction essentielle de toutes les cellules. Pour les protéines dépliées, il existe une voie Sec bien étudiée. Cependant, la voie Tat (« twin arginine translocation ») complexe impliquant des protéines repliées est beaucoup moins bien connue. Le projet SMTAT (Single-molecule imaging of twin-arginine transporter assembly) a utilisé une nouvelle bicouche lipidique artificielle pour étudier la voie Tat. Grâce à sa stabilité exceptionnelle ainsi que la reconstitution simple des protéines membranaires, la membrane modèle permet une imagerie par fluorescence à molécule unique et un enregistrement électrique à canal unique avec des scellements gigaohm. L'assemblage de plusieurs copies des trois protéines majeures (TatA, TatB et TatC) pour former un complexe récepteur et une translocase permet un transport de substrats de tailles variables. L'équipe SMTAT a évalué les montants relatifs des trois protéines dans le complexe. Le protocole SMTAT conçu pour mesurer la stœchiométrie des protéines individuelles constitue une première et pourrait être utilisé comme base pour mesurer d'autres protéines membranaires. La méthode utilise la microscopie de fluorescence à molécule unique et la microscopie de fluorescence par réflexion totale interne (FRTI). Le fluophore chimique à concentration substœchiométrique a été soigneusement photoblanchi pour permettre la poursuite de ce processus en plusieurs étapes. Pour assembler un système bicouche in vitro avec les protéines Tat reconstituées, l'équipe a incorporé les trois dans des systèmes bicouches d'interface de gouttelettes. Leurs constantes de diffusion latérale ont été enregistrées après que l’on ait observé qu’elles se diffusaient librement. En collaboration avec d'autres laboratoires, l'équipe SMTAT a étudié les interactions entre les protéines Tat au niveau moléculaire. Le travail a abouti à un modèle structurel pour l'assemblage de la translocase Tat active et à la confirmation que les techniques comme la fluorescence de molécule et l'analyse de coévolution, basées sur des alignements de séquence multiples par caractères de séquence, peuvent être utilisées pour prévoir les interfaces de protéines dans les complexes à multiples sous-unités. Les résultats de recherche du projet SMTAT ont établi les bases pour l'étude du mouvement des protéines au travers de la membrane cytoplasmique, dont les applications seraient la conception de médicaments et l'étude de la progression de nombreuses maladies. Les travaux ont été publiés dans eLife et Molecular Microbiology.
Mots‑clés
Protéine, transport, membrane cytoplasmique, voie Tat, SMTAT