Etude structurale de deux aminoacyl-ARNt synthétases de classe 1 : L'arginyl-ANRt synthétase d'escherichia coli et la leucyl-ARNt synthétase d'aquifex aeolicus

Structural studies of two class 1 aminoacyl-tRNA synthetases arginyl-tRNA synthetase from escherichia coli and leucyl-tRNA synthetase from aquifex aeolicus

• Auteur / Autrice : Gilbert Bey
• Direction : Jean Cavarelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expression génique

Traduction génétique

ARN de transfert

Aminoacyl-ARNt synthétases

Résumé

Les aminoacyl-ARNt synthétases sont des enzymes importantes de la traduction. Elles catalysent la fixation d'un acide aminé sur l'extrémité 2' ou 3'OH de leurs ARNts respectifs selon leur classe. La réaction d'aminoacylation se déroule en général en deux étapes et nécessite un acide aminé, l'ARNt et de l'ATP comme source d'énergie. De plus, ces enzymes sont présentes dans tous les organismes car elles sont indispensables dans le règne du vivant. Leur profil d'évolution souvent complexe, est donc un marqueur de l'évolution des organismes. Dans ce travail, nous présentons deux études structurales de deux AARSs de classe I : l'ArgRS de E. Coli et la LeuRS d'A. Aeolicus. L'ArgRS est une protéine monomérique qui est capable de reconnaître et d'aminoacyler 4 isoaccepteurs de l'arginine. A la différence de l'enzyme de levure, cette enzyme nécessite de reconnaître l'adénosine en position 20 de l'ARNt. Après une vue globale sur l'évolution particulière des ArgRSs dans 140 organismes, nous présentons les premiers cristaux d'enzyme libre et complexée à l'ARNt isoaccepteur majeur de l'arginine dans E. Coli. La LeuRS d'A. Aeolicus est une LeuRS originale. Dans tous les organismes, cette AARS est monomérique. Dans cette bactérie thermophile, la LeuRS est scindée en deux sous-unités a et ß, rendant l'hétérodimère équivalent à un monomère classique de cette enzyme. De plus, nous avons pu montré que cette LeuRS présente un comportement en solution particulier. En effet, cette enzyme existe en solution sous deux formes oligomériques actives, aß et a2ß2. Nous avons aussi pu obtenir des cristaux diffractant à haute résolution pour la forme libre. Le travail se poursuit au niveau de la résolution du problème des phases.

Aminoacyl-tRNA synthetases are a family of enzymes essential for translation. AARSs catalyse the attachment of aminoacids to their cognate tRNAs. For the aminoacylation reaction, they use aminoacids, tRNA and ATP. Furthermore, AARSs are ubiquitous in all kingdoms and are a good witness of the complexity of evolution. In this work, we report two structural studies of two class I AARSs: ArgRS from E. Coli and LeuRS from A. Aeolicus. ArgRS is an AARS which can discriminate 4 cognate isoacceptor tRNAs in E. Coli. Unless ArgRS form yeast, this enzyme need to bind properly the strong identity element A20 of tRNA. After a global view of evolution of ArgRSs in 140 organisms, we present here first crystals for free form and enzyme bound to the major tRNA of E. Coli. LeuRS from A. Aeolicus is a particular LeuRS. In all others organism, this enzyme is a monomer. In this thermopile bacteria, LeuRS is split in two parts, a and ß, and the heterodimer aß is functionally similar to a canonical monomer. Also, we have shown two oligomeric active forms for this enzyme aß et (aß)2. Now, we have obtain well diffracting crystals of the free form and we hope to get phases in a soon future.