Etude de l'interaction actine-gelsoline, régulation par le calcium et le pH

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Niveau: Supérieur, Master, Bac+5
MINISTERE DE LA JEUNESSE, DE L'EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERCHE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre MEMOIRE Présenté par LAGARRIGUE Emeline Pour l'obtention du diplôme de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes Etude de l'interaction actine-gelsoline, régulation par le calcium et le pH. Soutenu le 5 Novembre 2003 devant le jury suivant : Monsieur le Docteur Thierry Dupressoir Président Monsieur le Docteur Yves Benyamin Rapporteur Madame le Docteur Christine Benistant Examinatrice Monsieur le Docteur Abellatif Fattoum Examinateur Monsieur le Docteur Claude Roustan Examinateur Laboratoire de motilité cellulaire (EPHE) Directeur Yves Benyamin : UMR 5539 (cc 107), Place E. Bataillon 34095 Montpellier Cedex 05 ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE ETUDE DE L'INTERACTION ACTINE-GELSOLINE, REGULATION PAR LE CALCIUM ET LE PH LAGARRIGUE Emeline EPHE Banque de Monographies SVT 1

  • filament

  • migration des organites cellulaires et dans le transport axonal

  • jonctions cellulaires

  • disposition habituelle des filaments

  • polymérisation

  • protéine

  • actine

  • nm de diamètre


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Publié le 01 novembre 2003
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Langue Français
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MINISTERE DE LA JEUNESSE, DE L’EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERCHE  ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES  Sciences de la Vie et de la Terre
 
MEMOIRE  Présenté par  LAGARRIGUE Emeline
 Pour l’obtention du diplôme de l’Ecole Pratique des Hautes Etudes  Etude de l’interaction actine-gelsoline, régulation par le calcium et le pH.  Soutenu le 5 Novembre 2003 devant le jury suivant :  Monsieur le Docteur Thierry Dupressoir Président Monsieur le Docteur Yves Benyamin Rapporteur Madame le Docteur Christine Benistan Examinatrice t Monsieur le Docteur Abellatif Fattoum Examinateur Monsieur le Docteur Claude Roustan Examinateur  Laboratoire de motilité cellulaire (EPHE) Directeur Yves Benyamin : benyamin@univ-montp2.fr UMR 5539 (cc 107), Place E. Bataillon 34095 Montpellier Cedex 05       
ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
ETUDE DE L’INTERACTION ACTINE-GELSOLINE, REGULATION PAR LE CALCIUM ET LE PH
LAGARRIGUE Emeline
  Résumé :  Le cytosquelette est un ensemble de filaments protéiques qui s’enchevêtrent dans la cellule. Ils assurent le modelage de sa forme ainsi que sa compartimentalisation et sont également impliqués dans des aspects plus dynamiques des fonctions cellulaires comme la motilité. Ces filaments protéiques sont de trois types, les microtubules, les filaments intermédiaires et les filaments fins d’actine ou microfilaments. Ces microfilaments sont formés par polymérisation d’une protéine ubiquitaire de 375 acides aminés, l’actine. Dans la cellule, cette polymérisation ainsi que la formation de complexes supramoléculaires (faisceaux, réseaux) sont contrôlées par des protéines liant l’actine ou ABPs (« Actin Binding Proteins »). La gelsoline est une ABP, qui fragmente et coiffe les microfilaments. Elle est régulée par le calcium, le pH et le phosphatidyl 4,5-biphosphate (PIP2). Cette protéine se compose de six domaines répétitifs (S1 à S6) d’environ 125 acides aminés chacun. La partie C-terminale (S4-6) correspond au domaine régulateur qui inhibe l’activité de fragmentation des microfilaments par la partie N-terminale (S1-3) en absence de calcium. En effet, la liaison du calcium sur des sites calciques spécifiques de la molécule permet son ouverture rendant ainsi les sites de fixation à l’actine accessibles. Une diminution du pH permet également une activation. Les interactions entre actine et gelsoline s’effectuent au niveau des domaines S1, S2 et S4-6. Les interfaces des domaines S1 et S2 avec l’actine ont été définies avec précision, mais seule une représentation tridimensionnelle illustre la fixation du S4-6 de la gelsoline sur le monomère. Ce modèle ne rend pas compte de la complexité des interactions Nous avons donc déterminé, en utilisant une approche peptidique et des analyses biochimiques, trois zones de fixation du S4-6 sur l’actine ce qui apporte des informations nouvelles sur le complexe S4-6 / actine.  Ensuite, notre étude sur l’activation de la gelsoline par le calcium a mis en évidence des changements conformationnels de certains domaines de la molécule provoqués par la fixation des ions calciques sur des sites précis. Nous avons également montré l’existence de différences entre l’activation de la gelsoline par le calcium et celle induite par une diminution de pH, notamment en ce qui concerne le segment S4-6 de la protéine.   Mots-clés :Gelsoline, actine, interfaces protéiques, calcium, pH.      INTRODUCTION  1. L’actine. 1.1  Structure du monomère d’actine (actine G). 1.2  1.2 Structure de l’actine filamenteuse (actine F). 1.3  1.3 Polymérisation de l’actine. 1.4  1.4 Une actine ancestrale : MreB.
SOMMAIRE
 2. Les protéines associées à l’actine. 2.1 Les protéines de réticulation. 2.2 Les protéines de stabilisation. 2.3 Les protéines de séquestration. 2.4 Les protéines de coiffe. 2.5 Les protéines de fragmentation et de dépolymérisation.  3. La gelsoline. 3.1 Introduction. 3.2 Fonctions de la gelsoline in vivo. 3.3 Structure générale. 3.4 Structure de la gelsoline en absence de calcium. 3.5 Activation de la gelsoline. 3.6 Sites de fixation à l’actine. 3.6.1 Interface S1-actine G. 3.6.2 Interface S2-actine F. 3.6.3 Interface S4-6-actine G. 3.7 Gelsoline et calcium. 3.8 Fragmentation et coiffe du filament d’actine.   
 
 
  LISTE DES ABREVIATIONS
Actine G: Actine globulaire Actine F: Actine filamenteuse ABD: Actin Binding Domain ABP: Actin Binding Protein ADN: Acide désoxyribonucléique ADP: Adénosine 5’-diphosphate ARN: Acide ribonucléique ATP: Adénosine 5’-triphosphate BCIP: 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate BrCN: Bromure de cyanogène BSA: Sérum Albumine Bovine CRBM: Centre de Recherches en Biochimie Macromoléculaire DMF: Diméthylformamide EGTA: Acide glycoléthylènediamine tétraacétique