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AVERTISSEMENT
Ce document est le fruit d’un long travail approuvé par le jury de
soutenance et mis à disposition de l’ensemble de la communauté
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LIENS
Code de la propriété intellectuelle. Articles L 122.4
Code de la propriété intellectuelle. Articles L 335.2 – L 335.10
http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php
http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm
Ecole doctorale RP2E – ED 410
Thèse
présentée pour l’obtention du titre de
Docteur de l’Institut National Polytechnique de Lorraine
(Spécialité : Génie des Procédés)
par
Marc Quinternet
Soutenue publiquement le 9 décembre 2008
Analyse structurale et dynamique par RMN des domaines
N-terminaux des protéines DsbD et PilB de
Neisseria meningitidis et de leur interaction
- Membres du jury -
Président :
M. Guy Branlant Professeur, Université Henri Poincaré, Nancy I
Rapporteurs :
M. Jean-Marc Lancelin Professeur, Université Claude Bernard, Lyon
M. Bruno Kieffer Professeur, Université Louis Pasteur/ESBS, Strasbourg
Examinateurs :
M. Bertrand Friguet Professeur, Université Pierre et Marie Curie, Paris VI
M. Manh-Thong Cung Directeur de Recherche, CNRS/INPL, Nancy
Mme Marie-Christine Averlant-Petit Chargée de Recher
Invités :
Mme Sandrine Boschi-Muller Professeur, Université Henri Poincaré, Nancy I
Mlle Pascale Tsan Maître de Conférences, Université Claude Bernard, Lyon
Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire – UMR CNRS-INPL 7568
1, rue Grandville – BP 20451 – 54001 Nancy Cedex Table des matières
LISTE DES ABREVIATIONS............................................................................................................................4
AVANT PROPOS..............................................................................................................................................5
PARTIE 1 - INTRODUCTION BIBLIOGRAPHIQUE ........................................................................................6
CHAPITRE 1 : CONTEXTE BIOLOGIQUE ...............................................................................................................7
I. La protéine DsbD : généralités................................................................................................................8
II. Le domaine C-terminal de DsbD (cDsbD).......................................................................................... 10
II.1. Etudes structurales à l’état libre.....................................................................................................................10
II.2. Etudes structurales à l’état complexé ............................................................................................................12
III. Le domaine transmembranaire de DsbD (tDsbD).............................................................................. 13
III.1. Les thiorédoxines..........................................................................................................................................13
III.1.1. Rôle des Trx ..........................................................................................................................................13
III.1.2. Mécanisme catalytique des Trx .............................................................................................................14
III.1.3. Aspects structuraux des Trx ..................................................................................................................15
III.1.4. Spécificité de substrat des Trx........................16
III.2. Le domaine transmembranaire de DsbD (tDsbD).........................................................................................17
IV. Le domaine N-terminal de DsbD (nDsbD)......................................................................................... 19
IV.1. Rôle fonctionnel de la formation et de l’isomérisation des ponts disulfure chez Escherichia coli .................19
IV.1.1. La disulfide oxydase DsbA et son régénérateur DsbB ..........................................................................21
IV.1.2. La protéine DsbC et son homologue DsbG...........................................................................................22
IV.1.2.1. Fonction d’isomérase .....................................................................................................................23
IV.1.2.2. Fonction de chaperon24
IV.1.3. nDsbD, activateur des voies de formation et d’isomérisation des ponts disulfure .................................25
IV.2. La voie de synthèse du cytochrome c. .........................................................................................................25
IV.2.1. Les cytochromes c bactériens et leurs systèmes de maturation ...........................................................25
IV.2.1.1. Les cytochromes c bactériens ........................................................................................................25
IV.2.1.2. Rôle des cytochromes c .................................................................................................................26
IV.2.1.3. Les différents systèmes de maturation des cytochromes c ............................................................27
IV.2.2. La protéine DsbE...................................................................................................................................28
IV.3. Le système de réparation des protéines oxydées ........................................................................................30
IV.3.1. Oxydation des méthionines par les formes activées de l’oxygène (FAO)..............................................30
IV.3.2. Conséquence de l’oxydation des méthionines ......................................................................................31
IV.3.3. Les méthionine sulfoxyde réductases ...................................................................................................31
IV.3.4. Le domaine N-terminal de PilB..............................................................................................................33
IV.4. Le domaine N-terminal de DsbD : aspects structuraux ................................................................................34
IV.4.1. Structure de nDsbD d’E. coli à l’état non lié34
IV.4.2. Les différents modes d’interaction de nDsbD sous forme de complexe ................................................35
IV.4.3. La fonction centrale de nDsbD....................38
V. Conclusion et problématique .............................................................................................................. 39
CHAPITRE 2 : LA RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE APPLIQUEE AUX PROTEINES ......................................... 41
I. Les principes de la RMN et le phénomène de résonance ................................................................... 41
I.1. Les principes...................................................................................................................................................41
I.2. Application aux protéines...............................43
II. Démarche pour l’étude structurale des protéines par RMN................................................................ 43
II.1. Attribution séquentielle.................................44
II.2. Résolution d’une structure tridimensionnelle en solution...............................................................................46
II.2.1. Les contraintes de distances spatiales ...................................................................................................46
1II.2.2. Les contraintes angulaires..................................................................................................................... 47
II.2.3. Les contraintes orientationnelles ........................................................................................................... 48
II.2.4. La modélisation moléculaire .................................................................................................................. 49
II.3. Les avancées technologiques....................................................................................................................... 50
II.3.1. L’appareillage .....................................................................................................