Les protéines sont des composants indispensables aux organismes vivants. Ils ne sont pas seulement des « matériaux de construction » pour le corps – ils rendent également possible la communication moléculaire entre les cellules, ils sont nécessaires pour que les impulsions nerveuses se produisent et ils contrôlent les réactions chimiques. Ce qui est décisif pour le fonctionnement des protéines, c’est leur structure tridimensionnelle. Si cela est connu, des conclusions peuvent être tirées sur le fonctionnement des protéines. Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Daniel Kümmel de l’Université de Münster et le professeur Stefan Raunser de l’Institut Max Planck (MPI) de physiologie moléculaire à Dortmund (Allemagne) a maintenant clarifié la structure d’un complexe protéique qui est un régulateur important des processus de dégradation cellulaire.
Le complexe protéique « Mon1/Ccz1 » détermine quelles vésicules intracellulaires livrent leur contenu au « centre de recyclage » cellulaire, le lysosome. À cette fin, il s’arrime à la membrane de la vésicule, où il introduit une étiquette. Les vésicules intracellulaires sont des bulles membranaires qui transportent du matériel à travers la cellule. Dans le lysosome, le contenu est dégradé et réutilisé. En élucidant la structure dans une résolution quasi atomique, les chercheurs ont pu désormais clarifier, entre autres, comment le complexe protéique reconnaît les vésicules appropriées. Par exemple, ils ont montré que le complexe a une zone chargée positivement et relativement plate qui détermine son orientation après accostage sur la membrane de la vésicule.
« Mon1/Ccz1 » appartient à une famille de régulateurs pour lesquels aucune information structurelle n’existe. Ces complexes sont impliqués dans une gamme de processus cellulaires et sont parfois associés à la survenue de troubles du développement tels que l’albinisme et les troubles de la coagulation sanguine. « Notre structure fournit désormais une base pour une meilleure compréhension de ces connexions », déclare Daniel Kümmel.
Le complexe protéique examiné provient du champignon filamenteux Chaétomium thermophilum et est particulièrement stable et facile à manipuler dans des conditions de laboratoire. Il peut servir de modèle pour les protéines humaines. Afin de déterminer la structure de la protéine, les chercheurs ont utilisé la microscopie électronique cryogénique à haute résolution. « Avec cette méthode, nous pouvons étudier la structure des protéines à des températures d’environ moins 150 degrés Celsius dans un état presque naturel », explique Stefan Raunser.
Les chercheurs ont vérifié leurs résultats au moyen d’études biochimiques, par exemple des tests de sédimentation. Dans ce cas, l’interaction protéine-membrane est mise en évidence avec des vésicules artificielles et une protéine purifiée in vitro, c’est-à-dire en dehors de l’organisme. « La structure de Mon1/Ccz1 a une architecture unique qui, à notre connaissance, n’a été démontrée dans aucun autre complexe protéique. Elle pourrait servir de modèle pour une meilleure compréhension d’autres protéines régulatrices apparentées. Nous voulons poursuivre notre collaboration fructueuse. « , conviennent Daniel Kümmel et Stefan Raunser.
L’étude a été publiée dans la revue interdisciplinaire Actes de l’Académie nationale des sciences. Outre des scientifiques de WWU Münster et MPI Dortmund, des chercheurs de l’Université d’Osnabrück ont également été impliqués.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Université de Munster. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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