Biologie structurale des interactions entre protéines et éléments d’intérêt
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contrôler l’import des toxiques. Des senseurs spécialisés sont ainsi capables après
fixation spécifique du métal, de transmettre un signal permettant l’activation ou la
répression de gènes de résistance. Une fois le métal internalisé, sa neutralisation
peut se faire par séquestration via des chélateurs de haute affinité, par changement de son état d’oxydoréduction, par volatisation (généralement par méthylation
du métal) ou par l’activation de systèmes d’export limitant la concentration intracellulaire du toxique.
4.1. Structure fonction des régulateurs senseurs de métaux
De nombreux métallo-régulateurs ont été étudiés au niveau structural (pour
revue voir Giedroc et Arunkumar, 2007 ; Pennella et Giedroc, 2005) et se caractérisent par un motif de fixation du métal associé à un domaine d’interaction à
l’ADN permettant d’activer ou de réprimer un promoteur cible en fonction de la
concentration métallique intracellulaire. À ce jour, la littérature fait état de sept
familles majeures de métallo-régulateurs bactériens impliqués dans la réponse
aux métaux et définies sur la base d’analyse de séquence (et non pas sur leur
spécificité). Ces sept familles portent le nom du premier de leurs représentants
caractérisé (ArS, MerR, CsoR, CopY, NikR, DtxR et Fur). Des régulateurs spécifiques de différents métaux ont été décrits au sein de chaque famille.
La structure cristallographique a été déterminée pour au moins un membre de
chacune de ces familles. Sans les détailler, quelques caractéristiques communes
peuvent être évoquées. La première concerne la structure quaternaire de ces
protéines qui se présentent la plupart du temps sous la forme d homodimèies. Ce
type de repliement (avec une symétrie d’ordre 2) permet une fixation optimale
de séquences d’ADN palindromiques, alors que les formes monomériques de ces
protéines lient très peu l’ADN. De nombreux réarrangements de conformation
sont induits par la fixation du métal. Il n’y a pas vraiment de corrélation entre
lion métallique coordonné et la nature des ligands, mais cest la géométrie et le
nombre de coordination qui semble dicter la spécificité ionique. Dans ceitains
cas, le site de fixation du métal est à proximité de l’interface de dimérisation et
permet alors de verrouiller la protéine sous une forme de dimère et de moduler
ainsi 1 affinité du régulateur pour l’ADN. Dans d autres cas, les métaux ne sont
| Pas impliqués dans la formation de dimères mais leur fixation provoque un chan□ gernent de conformation permettant une orientation optimale des domaines de
j fixation à l’ADN. Cette fixation à l’ADN métal-dépendante est le dénominateur
§ commun à toutes ces familles de métallo-régulateurs et se tait grâce à un motif
3 wHTH (Helix Turn Helix).
c
.1)
a
| 4-2. Chélation
Q.
।
La chélation des métaux non-physiologiques est l’une des voies de détoxication
Permettant à la cellule de les séquestrer (parfois dans des compartiments dédies)
3 a^n de limiter leur action par une diminution de leur concentration cellulaiie lée9 lernent disponible. Différents types de ligands peuvent être décrits : les ligands
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contrôler l’import des toxiques. Des senseurs spécialisés sont ainsi capables après
fixation spécifique du métal, de transmettre un signal permettant l’activation ou la
répression de gènes de résistance. Une fois le métal internalisé, sa neutralisation
peut se faire par séquestration via des chélateurs de haute affinité, par changement de son état d’oxydoréduction, par volatisation (généralement par méthylation
du métal) ou par l’activation de systèmes d’export limitant la concentration intracellulaire du toxique.
4.1. Structure fonction des régulateurs senseurs de métaux
De nombreux métallo-régulateurs ont été étudiés au niveau structural (pour
revue voir Giedroc et Arunkumar, 2007 ; Pennella et Giedroc, 2005) et se caractérisent par un motif de fixation du métal associé à un domaine d’interaction à
l’ADN permettant d’activer ou de réprimer un promoteur cible en fonction de la
concentration métallique intracellulaire. À ce jour, la littérature fait état de sept
familles majeures de métallo-régulateurs bactériens impliqués dans la réponse
aux métaux et définies sur la base d’analyse de séquence (et non pas sur leur
spécificité). Ces sept familles portent le nom du premier de leurs représentants
caractérisé (ArS, MerR, CsoR, CopY, NikR, DtxR et Fur). Des régulateurs spécifiques de différents métaux ont été décrits au sein de chaque famille.
La structure cristallographique a été déterminée pour au moins un membre de
chacune de ces familles. Sans les détailler, quelques caractéristiques communes
peuvent être évoquées. La première concerne la structure quaternaire de ces
protéines qui se présentent la plupart du temps sous la forme d homodimèies. Ce
type de repliement (avec une symétrie d’ordre 2) permet une fixation optimale
de séquences d’ADN palindromiques, alors que les formes monomériques de ces
protéines lient très peu l’ADN. De nombreux réarrangements de conformation
sont induits par la fixation du métal. Il n’y a pas vraiment de corrélation entre
lion métallique coordonné et la nature des ligands, mais cest la géométrie et le
nombre de coordination qui semble dicter la spécificité ionique. Dans ceitains
cas, le site de fixation du métal est à proximité de l’interface de dimérisation et
permet alors de verrouiller la protéine sous une forme de dimère et de moduler
ainsi 1 affinité du régulateur pour l’ADN. Dans d autres cas, les métaux ne sont
| Pas impliqués dans la formation de dimères mais leur fixation provoque un chan□ gernent de conformation permettant une orientation optimale des domaines de
j fixation à l’ADN. Cette fixation à l’ADN métal-dépendante est le dénominateur
§ commun à toutes ces familles de métallo-régulateurs et se tait grâce à un motif
3 wHTH (Helix Turn Helix).
c
.1)
a
| 4-2. Chélation
Q.
।
La chélation des métaux non-physiologiques est l’une des voies de détoxication
Permettant à la cellule de les séquestrer (parfois dans des compartiments dédies)
3 a^n de limiter leur action par une diminution de leur concentration cellulaiie lée9 lernent disponible. Différents types de ligands peuvent être décrits : les ligands