Les protéines sont des édifices moléculaires impressionnants de par leur taille et leur fonction. Brique de base de la vie, elles sont composées de centaines, voire de milliers d’acides aminés, et s’auto-assemblent pour former des machines biologiques complexes assurant des fonctions essentielles dans la cellule. Les biologistes sont en général obligés de les diviser en blocs plus petits et stables pour pouvoir les étudier par des techniques biochimiques et biophysiques traditionnelles. Mais ces manipulations éloignent les scientifiques de la réalité car l’auto-assemblage est progressif et passe par des états intermédiaires fugaces.
Les chercheurs de l’IBS et leurs collaborateurs mexicains de l’Université de Morelos ont pour la première fois pu “filmer” ce processus d’auto-assemblage dans le cas d’une grande machinerie biologique. Ils ont développé des approches innovantes afin d’observer, en temps réel et sans introduire de perturbations artificielles, les arrangements moléculaires dans une enzyme appelée aminopeptidase. Cette protéine douée de propriétés catalytiques, a un poids moléculaire d’un demi-mégadalton, soit environ 5000 acides aminés. Grâce à une approche intégrée utilisant des équipements de RMN (Résonance Magnétique Nucléaire), de microscopie électronique et de spectrométrie de masse native
1, ces scientifiques ont pu suivre au niveau structural l’auto-assemblage des douze sous-unités formant cette aminopeptidase essentielle pour le recyclage des protéines dans les bactéries et des archées. Ils ont développé pour cela des stratégies de marquage isotopique permettant d’étudier des objets de plusieurs centaines de kilodaltons. Ces technologies ont donnés lieu trois 3 brevets (co-propriété CEA/CNRS/UGA) qui sont valorisés par la start-up
NMR-Bio fondée par les chercheurs grenoblois.
[1] Equipements accessibles par les programmes d’accès aux infrastructures nationales FRISBI, IR-RMN et européennes Instruct, iNEXT.