Projet ANR-13-ISV5-0001 – DODYCOEL : Dynamique de domaines dans le contrôle du flux d’électrons
Programme : Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SVSE 5 - Physique, Chimie du vivant et innovations biotechnologiques (Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SVSE 5) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Gilles TRUAN (Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés)
Partenaires : Universidade Nova de Lisboa Faculty of Medical Sciences, Department of Genetics; Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés
Montant : 204984.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 36 mois
Résumé : La dynamique des protéines multidomaines est un processus moléculaire essentiel dans la régulation de la catalyse enzymatique. Les enzymes multidomaines appartenant à la famille des protéines de transfert d’électrons (TE) sont constituées de domaines transporteur et réductase ainsi que des domaines de jonctions. Ces protéines multidomaines sont sujettes à des changements conformationnels importants : le domaine transporteur doit se déplacer de sa position ou il récupère les électrons du domaine réductase à la position où elle donnera les électrons aux accepteurs naturels. Ces échanges conformationnels ont été mis en évidence chez la NADPH cytochrome P450 réductase (CPR), partenaire naturel des cytochromes P450 (CYP) qui participent à des réactions du métabolisme des xénobiotiques et de certaines hormones stéroïdes. Il est maintenant clairement établi que la CPR existe sous forme la d’équilibres conformationnels entre une conformation fermée et des conformations ouvertes. Toutefois, il existe peu d'informations sur les facteurs qui peuvent contrôler ces changements de conformation qui sont pourtant particulièrement pertinents dans des conditions physiologiques. Par exemple, l’interprétation de certaines variations induites par le polymorphisme du gène POR codant pour la CPR, et plus particulièrement les mutations présentes dans le syndrome Antley-Bixler (ABS) est insuffisante. En outre, la CPR interagit dans un environnement membranaire et avec une stœchiométrie défavorable (1:5-10) avec les différentes isoformes de CYP. Nous sommes également loin de comprendre comment le métabolisme global de plusieurs isoformes de CYP peut être est modulé par les transitions conformationnelles de la CPR. Notre projet se propose de comprendre, à différents niveaux moléculaires, comment la dynamique de la CPR détermine la répartition du flux électronique entre les différents accepteurs naturels. Les deux équipes apporteront leurs connaissances techniques et scientifiques: biochimie, dynamique structurale et évolution dirigée des protéines pour le partenaire français (Gilles Truan, LISBP, Toulouse) et biochimie, de physiologie et génétique moléculaire pour le partenaire portugais (Michel Kranendonk, Faculty of Medical Sciences, Department of Genetics, Lisbonne). Notre projet couplera une analyse biochimique à une étude fonctionnelle de la CPR, mettant en valeur les rôles structuraux des domaines de connexion et des interfaces des divers domaines comme déterminants fonctionnels pour le contrôle des TE aux CYP. Les résultats que nous obtiendrons au cours de ce projet auront un impact important sur notre vision de la dynamique des protéines de transfert d'électrons, dépassant le cas spécifique de la CPR, et pourront être étendus à d'autres protéines multidomaines. Par ailleurs, nos résultats devraient également améliorer considérablement notre compréhension du rôle régulateur des interactions entre la CPR et ses partenaires dans le métabolisme des xénobiotiques et des stéroïdes, une question clairement pertinente pour comprendre comment les conditions physiologiques modulent ces transformations enzymatiques. Nous pensons que ces questions ne peuvent être résolues que par une association intelligente de méthodes biochimiques et physiologiques et notre consortium est parfaitement adapté pour ce défi.