Determination de la structure tridimensionnelle d'une toxine de scorpion et d'une proteine de defense d'insectes par resonance magnetique nucleaire et modelisation moleculaire

Determination of the three-dimensional structures of a scorpion toxin and an insect defense protein by nuclear magnetic resonance and molecular modelling

• Auteur / Autrice : Céline Landon
• Direction : Marius Ptak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Orléans

Résumé

Les toxines de scorpions et les proteines de defense des insectes presentent des analogies structurales alors que leurs origines et leurs activites sont differentes. Dans le but de mieux connaitre le motif csalpha-beta (cysteine stabilized alpha-helix beta-sheet) commun a toutes les proteines de cette super-famille, nous avons etudie la structure de deux proteines qui manifestent des activites originales par rapport aux molecules deja connues : la neurotoxine lqqiii du scorpion leiurus quinquestriatus quinquestriatus est une petite proteine de 64 residus, comportant 4 ponts disulfure. Elle a les caracteristiques des toxines longues anti-mammiferes de type alpha et presente de plus une forte toxicite contre les insectes. Sa structure tridimensionnelle, determinee par resonance magnetique nucleaire et modelisation moleculaire, est constituee d'une helice alpha liee par deux ponts disulfure a un feuillet beta a 3 brins antiparalleles, c'est-a-dire le motif csalpha-beta des defensines d'insectes. La comparaison de cette structure a celles des autres toxines longues fait clairement apparaitre les fortes ressemblances de lqqiii avec les toxines strictement anti-mammiferes. La drosomycine (44 residus, 4 ponts), secretee par la drosophile, est le premier peptide antifongique inductible decouvert. Sa sequence primaire presente de fortes homologies avec des proteines de defense du radis, egalement antifongiques. Sa structure tridimensionnelle, determinee par rmn et modelisation moleculaire, comporte egalement le motif csalpha-beta. La structure de la drosomycine a ete comparee a celle de la defensine a de phormia, antibacterienne. Ces deux proteines impliquees dans la defense des insectes n'ont que peu d'homologie de sequence mais adoptent la meme architecture structurale. La drosomycine a egalement ete comparee aux proteines de defense des plantes (antifongiques ou pas) qui presentent de fortes homologies de sequences et comportent le meme motif structural. Le motif csalpha-beta semble deriver d'un gene ancestral qui aurait ete conserve au cours de l'evolution des plantes, des insectes et des arthropodes. Il pourrait etre le temoin de l'origine commune de toutes ces proteines de defense et apparait comme un garant de leur stabilite structurale.