Recherche Avancée

Thèse soutenue

Contribution à la connaissance du chemin réactionnel des Glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénases phosphorylantes : structures cristallines de complexes ternaires (enzyme mutée + cofacteur + substrat)

FR
Auteur / Autrice : Mustapha Fatih
Direction : André Aubry
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biocristallographie
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

FR

Ces travaux concernent l'étude cristallographique de complexes ternaires de la Glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase phosphorylante de B. Stearothermophilus. Cette enzyme catalyse la phosphorylation oxydative du Glycéraldéhyde-3-phosphate en présence d'un cofacteur, le NAD, et de phosphate inorganique. Pour fixer les groupements phosphates de ces deux substrats, l'enzyme possède deux sites de reconnaissance anionique, dénommés respectivement Pi et Ps. Cependant, la façon dont ces deux sites contribuent à la fixation des deux groupements phosphate reste encore soumise à controverse et différents modèles ont été proposés. Afin de tester la validité des ces modèles, il semblait essentiel de pouvoir disposer d'évidences structurales directes. Deux mutants ont été étudiés : le mutant C149A, inactif et le mutant C149S, très faiblement actif. Des cristaux de ces deux mutants ont été obtenus dans des conditions originales, exemptes de tout anion. Ces nouvelles conditions de cristallisation ont conduit à de nouveaux empilements cristallins. L'analyse des structures des complexes binaires met en évidence des sites Pi libres de tout anion. Par contre, les sites Ps sont occupés par un anion sulfate issu probablement de la purification. Ceci montre que le site Ps a une meilleure affinité que le site Pi vis-à-vis des anions. Ce résultat a été confirmé par l'analyse des acides aminés impliqués dans la formation des sites Pi et Ps et par le fait que le potentiel électrostatique local est plus important au niveau du site Ps qu'au niveau site Pi. Les complexes ternaires que nous avons obtenus constituent la première structure tridimensionnelle d'une GAPDH en complexe avec son substrat physiologique. L'analyse de ces complexes a permis d'apporter des informations quant aux interactions enzyme-substrat. Nous montrons sans ambigüité que dans les deux complexes obtenus, le groupement phosphate du G3P est localisé dans le site Ps. De même, les facteurs moléculaires responsables de la stéréosélectivité vis-à-vis du D-G3P ont pu être élucidés. Cependant, le débat reste ouvert concernant, d'une part, la contribution de la boucle 205-210 à la catalyse et d'autre part, la conséquence de la formation de la liaison covalente entre l'enzyme et le substrat sur le positionnement des intermédiaires réactionnels dans le site actif.