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Biologie structurale
des interactions entre protéines
et éléments d’intérêt
David Pignol, Catherine Berthomieu, Jean-Luc Pellequer,
Olivier Pible, Enrico Stura, Claude Vidaud
Introduction
La majorité des données structurales actuellement disponibles sur les métaux
concerne les métalloprotéines (Messerschmidt et al., 2001). Or, plus d’un tiers
des protéines dont la structure est connue contiennent un cofacteur métallique,
essentiel pour le maintien de leur structure tridimensionnelle, pour la catalyse ou
pour le transport d’électron. En raison de propriétés physico-chimiques proches
de celles de cations physiologiques présents dans la cellule, les métaux lourds
toxiques peuvent être séquestrés par les mêmes métalloprotéines, et ainsi fortement interférer avec leurs fonctions biologiques. Au-delà de leur capacité à se
substituer aux métaux physiologiques dans les métalloprotéines, la toxicité des
. métaux exogènes est également reliée à leur forte réactivité leur permettant de
! se fixer de manière aspécifique sur l’ensemble des macromolécules de la cellule
i (protéines, lipides et acides nucléiques). Il est donc indispensable de pouvoir
préciser les mécanismes moléculaires de prise en charge des toxiques métalliques
dès leur entrée dans la cellule et de déterminer les formes chimiques (ligands) et
structurales les complexant, les mécanismes de formation des complexes toxique-ligand et l’affinité du métal pour son ligand (Petsko et Ringe, 2004). Au-delà
de la description des interactions directes protéine-métal, la biologie structurale
contribue également à l’étude des protéines de détoxication visant à limiter l’impact délétère du métal, que ce soit par séquestration, changement d’état d’oxydoréduction, formation de forme gazeuse (volatilisation) ou par le transport et l’export
du métal hors de la cellule. Le champ d’investigation est large et, au final, peu de
données structurales sont actuellement disponibles au niveau moléculaire sur les
Biologie structurale
des interactions entre protéines
et éléments d’intérêt
David Pignol, Catherine Berthomieu, Jean-Luc Pellequer,
Olivier Pible, Enrico Stura, Claude Vidaud
Introduction
La majorité des données structurales actuellement disponibles sur les métaux
concerne les métalloprotéines (Messerschmidt et al., 2001). Or, plus d’un tiers
des protéines dont la structure est connue contiennent un cofacteur métallique,
essentiel pour le maintien de leur structure tridimensionnelle, pour la catalyse ou
pour le transport d’électron. En raison de propriétés physico-chimiques proches
de celles de cations physiologiques présents dans la cellule, les métaux lourds
toxiques peuvent être séquestrés par les mêmes métalloprotéines, et ainsi fortement interférer avec leurs fonctions biologiques. Au-delà de leur capacité à se
substituer aux métaux physiologiques dans les métalloprotéines, la toxicité des
. métaux exogènes est également reliée à leur forte réactivité leur permettant de
! se fixer de manière aspécifique sur l’ensemble des macromolécules de la cellule
i (protéines, lipides et acides nucléiques). Il est donc indispensable de pouvoir
préciser les mécanismes moléculaires de prise en charge des toxiques métalliques
dès leur entrée dans la cellule et de déterminer les formes chimiques (ligands) et
structurales les complexant, les mécanismes de formation des complexes toxique-ligand et l’affinité du métal pour son ligand (Petsko et Ringe, 2004). Au-delà
de la description des interactions directes protéine-métal, la biologie structurale
contribue également à l’étude des protéines de détoxication visant à limiter l’impact délétère du métal, que ce soit par séquestration, changement d’état d’oxydoréduction, formation de forme gazeuse (volatilisation) ou par le transport et l’export
du métal hors de la cellule. Le champ d’investigation est large et, au final, peu de
données structurales sont actuellement disponibles au niveau moléculaire sur les