Contribution à l'étude du mécanisme du transport du Ca²+ par l'ATPase-Ca du réticulum sarcoplasmique

Contribution to the study of Ca(2+) transport mechanism by the sarcoplasmic reticulum Ca-ATPase

• Auteur / Autrice : Denis Canet
• Direction : Jean-Émile Morel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biophysique moléculaire
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Châtenay-Malabry, Hauts de Seine1998-2015)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jeannine Yon-Kahn, Elisabeth Mintz
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Guy Hervé, Yves Dupont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cinétique enzymatique

Calcium dans l'organisme

Mots clés libres

Mélange des ions

Transport vectoriel

Résumé

L’ATPase du réticulum sarcoplasmique transporte à chaque cycle deux ions Ca(2+) grâce à l’hydrolyse d’une molécule d’ATP. Nous avons étudié les interactions des ions (Ca(2+) avec les sites de transport de la protéine, en montrant d’abord que leur dissociation luminale est séquentielle. Une telle caractéristique est connue du coté cytoplasmique mais la séquentialité du coté luminal n’est observable que dans certaines conditions (3°C, 300 mM de KCI et pH8). Puis nous avons effectué une étude de la stabilité du métal catalytique sur l’espèce du cycle dont se dissocient les Ca(2+) du coté luminal, et nous avons caractérisé le mécanisme de dissociation luminale : le blocage d’un ion 45Ca(2+) au site luminal profond par un ion 40Ca(2+) au site luminal superficiel se produit de manière coopérative pour une concentration de 0. 5 mM de 40Ca(2+) Ce blocage est bien simulé par un mécanisme simple à 5 espèces. Le blocage que l’on peut observer en supprimant le KCl de la perfusion se produit dans la même gamme de concentration, mais il est intrinsèquement différent et n’est pas convenablement simulé par ce même gamme mécanisme. Nous avons étudié l’influence du pH et montré l’effet accélérateur des nucléotides sur cette dissociation luminale. Nous avons par ailleurs étudié l’effet accélérateur des nucléotides sur l’étape de fixation cytoplasmique des ions Ca(2+). La séquentialité des dissociations cytoplasmiques et luminales nous a permis d’effectuer une étude sur le devenir de l’ordre des deux ions au cours du transport. Nous avons ainsi montré que lors des réactions de phosphorylation et de déphosphorylation, un ordre préétabli est perdu, contrairement à ce que l’on attend d’un passage en file indienne. Ceci a des implications importantes sur la structure des sites de transport et nous avons envisagé quelques hypothèses structurales qui permettent une perte de l’ordre des deux ions au cours de leur transport par la protéine.