Etudes structurales des interactions CBP-récepteurs nucléaires

CBP-nuclear receptors interactions : a structurale study

• Auteur / Autrice : Fabrice Klein
• Direction : Jean Cavarelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Moléculaire.Biochimie et Biologie Structurale
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines de liaison

Résonance magnétique nucléaire

Cristallographie

Facteurs de transcription

Récepteurs nucléaires (biochimie)

Résumé

Les récepteurs nucléaires (NRs) forment une famille de facteurs de transcription dont l'activité est contrôlée par la fixation de ligands. La liaison à un ligand agoniste permet le recrutement de coactivateurs transcriptionnels, comme les p300/CREB‑Binding­Protein (p300/CBP) et les p160/Steroid‑Receptor­‑Coactivator (p160/SRC). Ces protéines possèdent plusieurs motifs LxxLL (L = Leucine ; X = n'importe quel acide aminé), responsables de l'interaction aux NRs. Nous avons caractérisé le domaine de CBP interagissant aux LBDs et co‑cristallisé un complexe de l'extrémité Nterminale de CBP (Nter‑CBP) et du LBD du Peroxisome Proliferator‑Activated Receptor gamma (lbd‑PPARg). La mauvaise qualité des cristaux de Nter‑CBP/lbd‑PPARg n'a pas permis de déterminer la structure du complexe. L'étude de Nter‑CBP par résonance magnétique nucléaire (RMN) montre que ce fragment isolé est peu structuré. Son interaction aux LBDs de trois NRs - PPARg, Retinoid X Receptor alpha (RXRa) et Estrogen Related Receptor gamma (ERRg) - a été étudiée par RMN. En raison d'une forte atténuation du signal des résidus impliqués dans l'interaction aux LBDs, la structure du fragment de mCBP en complexe à un LBD n'a pu être résolue, mais la zone d'interaction a été cartographiée : les résidus de CBP impliqués dans l'interaction représentent deux fragments discontinus, délimités par les acides aminés (31 à 38) et (61 à 80), la zone (61 à 80) contenant un LxxLL. L'interaction de fragments de CBP ou de SRCs aux LBDs de PPARg et RXRa a été étudiée de façon comparative par résonance plasmonique de surface (SPR) et par électrophorèse en conditions natives (N‑PAGE). Les résultats montrent l'existence d'interactions préférentielles entre RXRa et les SRCs, et entre PPARg et CBP. Les conclusions de nos travaux suggèrent que CBP puisse être recruté directement par l'hétérodimère PPARg/RXRa, ce qui pourrait jouer un rôle dans la permissivité de cet hétérodimère.

Nuclear receptors form a large family of transcription factors, whose activities are often controled by the fixation of small ligands. Binding to an agonist ligand allows the recruitment of transcriptional coactivators, like the p300/CREB‑Binding­Protein (p300/CBP) or the p160/Steroid‑Receptor­‑Coactivator (p160/SRC). Those coactivators possess several LxxLL motifs (L = Leucine ; X = any aminoacid), mainly responsible for the interaction with NRs. We characterized the aminoterminal (Nter) domain of CBP responsible for the interaction with NR Ligand Binding Domains (LBDs) and cocrystallized it together with the Peroxisome Proliferator‑Activated Receptor gamma LBD (lbd‑PPARg). The poor diffraction properties of the crystals did not allow us to solve the structure of this (Nter-CBP/lbd-PPARg) complex. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) experiments demonstrate that Nter-CBP is poorly structured on its own. Its interaction with the LBDs of 3 different NRs - PPARg, Retinoid X Receptor alpha (RXRa) and Estrogen Related Receptor gamma (ERRg) – was studied by NMR. The structure of CBP in complex with any of these LBDs could not be solved, because of a strong signal attenuation of the residues implied in the interaction. Nevertheless, the aminoacids of CBP that interact with those 3 NRs could be mapped by this technique : they correspond to 2 discontinuous zones, delimited by the aminoacids (31 to 38) and (61 to 80), the latter containing the LxxLL motif. We also studied the interaction between CBP or SRCs fragments with lbd-PPARg and lbd-RXRa, in a comparative manner, by surface plasmon resonance and native electrophoresis. Our results show that CBP interacts preferentially with PPARg, whereas SRCs show a better affinity towards RXRa. We suggest that CBP might be directly recruited by PPARg/RXRa, which could play a role in the permissivity of this heterodimer.