Étude structurale de complexes entre microtubules et kinésines

Structural study of microtubule/kinesin complexes

• Auteur / Autrice : Isabelle Arnal
• Direction : Richard H. Wade
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Biologie moleculaire et cellulaire

Microtubule

Kinesine

Complexe moleculaire

Interaction moleculaire

Conformation induite

Microtubule

Kinesin

Molecular complex

Molecular interaction

Induced conformation

Résumé

Les kinesines utilisent l'energie de l'hydrolyse de l'atp pour se deplacer le long des microtubules. Habituellement, ces proteines sont des tetrameres de deux chaines lourdes et deux chaines legeres. Chaque chaine lourde possede un domaine moteur qui se lie a l'atp et au microtubule. La plupart des kinesines se deplacent vers l'extremite + des microtubules mais certaines comme le ncd (non claret disjunctional) de la drosophile peuvent se deplacer vers l'extremite -. Nous avons utilise la cryomicroscopie electronique pour etudier l'interaction microtubules/kinesines. La premiere partie de ce travail a ete l'analyse du mode de stabilisation des microtubules in vitro par une drogue antimitotique, le taxol. Les resultats obtenus par cryomicroscopie montrent que le taxol diminue le nombre de protofilaments des microtubules et favorise egalement l'apparition de microtubules atypiques a 15 protofilaments directement analysables par des methodes de reconstruction helicoidale. La stabilisation des microtubules par le taxol est accompagnee d'un changement conformationnel de la tubuline d'environ 1 a qui n'affecte pas la liaison des proteines motrices. Par la suite, nous avons utilise ces microtubules stabilises pour obtenir les reconstructions en 3d de complexes microtubules/proteines motrices observes en cryomicrosopie. La kinesine et le ncd de drosophile (proteines recombinantes dimeriques) interagissant avec les microtubules en presence d'amp-pnp (analogue non hydrolysable de l'atp) ont chacun une tete attachee au microtubule et une tete libre. Les tetes attachees sont tres similaires ; l'orientation differente des tetes libres explique probablement le sens de deplacement oppose de ces deux proteines. Par ailleurs, la structure de complexes microtubules/dimeres de kinesine en presence de differents types d'analogues de nucleotides montrent que seule la tete libre de la kinesine change de conformation en fonction de son etat nucleotidique, suggerant un role important du domaine moteur non attache dans le mecanisme de mouvement de ce moteur moleculaire.