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Exploiter l'extension des protéines

Le repliement des protéines dans une cellule est un processus important. Une protéine mal repliée peut mal fonctionner et perturber les cellules, comme c'est le cas dans la maladie d'Alzheimer (MA).

Santé

Un projet financé par l'UE intitulé FORCEPROT (Conformational dynamics of single molecules under force) s'est penché sur la manière dont les protéines reviennent à leur structure originale après avoir été étirées. Les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique de spectroscopie à force de serrage sur une seule molécule, pour étudier les niveaux d'énergie dans une protéine qui se replie. Durant les deux premières années de FORCEPROT, les chercheurs ont établi un nouveau laboratoire au King's College de Londres. Les spectromètres hébergés dans ces locaux peuvent atteindre une force de 2 piconewtons, deux milliardièmes d'un Newton, la force nécessaire pour casser certaines liaisons dans la protéine. La résolution visuelle atteinte est inférieure au nanomètre (un milliardième de mètre). FORCEPROT a complété l'installation par un laboratoire de biologie moléculaire du King's College, pour mener des analyses d'ingénierie d'ADN de polyprotéines, l'expression de protéines dans des bactéries et une purification de protéines. Dans un premier temps, les chercheurs ont produit un ensemble de polyprotéines distinctes d'un point de vue topologique qui sont nécessaires pour les expériences cibles. À l'aide d'une approche à une seule molécule, ils ont identifié une conformation mal repliée impliquant des domaines découlant de deux monomères protéiques individuels. Ceci devrait conduire au mauvais repliement qui aboutit à une agrégation de protéines. Des résultats intéressants ont été obtenus en explorant l'effet de la force mécanique sur le résultat d'une réaction chimique au niveau d'une seule liaison. Les études sur la mécano-chimie des liens individuels ont démontré une stabilité mécanique étonnamment faible de la liaison covalente soufre-organométallique. Enfin, les chercheurs du projet ont élargi leurs expériences pour explorer les propriétés mécaniques des bicouches lipidiques des cellules vivantes. Les résultats ont démontré que lors de la division cellulaire, un ensemble particulier de lipides est surrégulé, ce qui augmente la stabilité mécanique de la membrane cellulaire. Les applications pour les résultats de cette recherche sont pertinentes pour de nombreuses maladies qui impliquent des protéines mal repliées. La maladie de Parkinson, d'Alzheimer et la formation des cataractes sont quelques-unes des pathologies qui devraient considérablement bénéficier des travaux.

Mots‑clés

Repliement de protéines, FORCEPROT, spectroscopie à force de serrage, agrégation de protéines, mécanochimie

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