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Neutrons for Membrane Protein Structure, Interactions, and Assembly

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Élucider les protéines membranaires

Les protéines membranaires sont d'importantes biomolécules dont la structure et la fonction sont encore méconnues. Des chercheurs financés par l'UE ont utilisé des techniques comme la résonance magnétique nucléaire (RMN) à états solides et la diffusion de neutrons aux petits angles (SANS) pour résoudre ce problème.

Santé

Les avantages de la RMN à états solides sont la préparation de prélèvements directs et le fait que les études peuvent être effectuées dans des environnements phospholipidiques biologiquement pertinents. En plus des méthodes de neutrons, elle peut fournir des informations structurelles pertinentes sur les agrégats lipidiques/protéiques. Les scientifiques du projet NEMPSIA («Neutrons for membrane protein structure, interactions, and assembly») ont cherché à élucider les structures de complexes peptidiques antimicrobiens, les complexes de peptides-lipides II et de protéines membranaires dans des bactériophages filamenteux. Ces biomolécules ont été sélectionnées pour leur importance putative dans le développement de solutions antibactériennes. Les complexes peptidiques antimicrobiens pourraient être utilisés pour développer des agents bactéricides et antibiotiques innovants sans risque de produire des bactéries pharmacorésistantes comme le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline. La daptomycine, un lipopeptide antibiotique commercialisé, en est un bon exemple. Les scientifiques ont réussi à caractériser sa structure d'agrégat et sa dynamique en utilisant des expériences de SANS, de microbalance à quartz et de réflectivité de neutrons. Deux résumés sont actuellement en cours de rédaction. La perturbation de la synthèse de paroi cellulaire de la bactérie est également une mesure efficace pour lutter contre les infections bactériennes. Le lipide II est un composant clé de la paroi cellulaire bactérienne, mais nous ne disposons que de données limitées sur sa structure. Les scientifiques ont conçu un protocole et des lipides II deutérées pour des études de réflectivité des neutrons dont les données préliminaires sont déjà disponibles. Les fonctions cellulaires requièrent la formation de complexes macromoléculaires à plusieurs composants, ce processus d'assemblage est cependant mal compris. Des chercheurs ont tenté d'étudier l'assemblage de la protéine p8 dans le bactériophage filamenteux appelé phage B5 associé à des bactéries à Gram-positives. Des scientifiques sont parvenus à produire des quantités adéquates de phages filamenteux B5 et les ont imagés par microscopie électronique. Les activités du projet ont renforcé nos connaissances sur la structure de certaines protéines membranaires, leur interaction et leur assemblage et ont développé des outils utiles pour les prochains travaux de recherche. Ces résultats devraient s'avérer très importants pour la conception de médicaments antibactériens qui ne devraient pas produire de souches bactériennes pharmacorésistantes au cours du temps. La charge de soins de santé associée de ces souches infectieuses pharmacorésistantes sera considérablement réduite grâce à ces travaux.

Mots‑clés

Protéines membranaires, biomolécules, résonance magnétique nucléaire, diffusion de neutrons aux petits angles, structure de protéines membranaires, complexes de peptides antimicrobiennes, lipides II, bactériophages, agents bactéricides, pharmacorésistant

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