Caractérisation de l'assemblage en fibres du prion de levure Ure2p

Biochemical and thermodynamical characterization of the assembly of Ure2p into protein fibrils

• Auteur / Autrice : Nicolas Fay
• Direction : Ronald Melki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Agrégation

Amyloid

Neurodégénérative

Résumé

Une proteine soluble et active capable de se transconformer pour s'agreger sous une forme insoluble, pathogene et transmissible est appelee : proteine prion. Ce processus a l'origine de nombreuses maladies neurodegeneratives est encore mal compris. Nous avons cherche a caracteriser biochimiquement et thermodynamiquement l'assemblage du prion modele ure2p en fibres afin de mieux comprendre les mecanismes moleculaires a l'origine de cette agregation. La caracterisation cinetique de l'assemblage de ure2p en fibres nous renseigne sur les proprietes des fibres de ure2p. Nous avons ainsi determine la concentration critique de l'assemblage de ure2p en fibres, le nombre de molecules qui constituent l'oligomere precurseur des fibres et documente la polarite de ces fibres. Maintenant nous savons que les fibres de ure2p sont polaires, s'assemblent de maniere irreversible et que l'oligomere precurseur des fibres est compose de 5 a 6 molecules de ure2p. Nous nous sommes aussi interesses au domaine prion n-terminal de ure2p. Nous savions que ce domaine prion est flexible et peu structure quand la proteine est sous forme soluble. Les investigations que nous avons menees visaient a mieux documenter le role du domaine prion dans l'assemblage de ure2p en fibres. Ainsi par des techniques de mutagenese dirigee, de cinetique d'assemblage en fibres et de spectroscopie de masse, nous avons determine que le domaine prion interagissait, au moins transitoirement, de maniere intra-moleculaire avec le domaine c-terminal dans le precurseur de la forme fibrillaire de ure2p. Ces resultats fournissent de nouvelles bases pour mieux comprendre les mecanismes a l origines de la propagation des prions.

A soluble and active protein that agregates following a conformational change in an insoluble, pathological and transmissible form is called : prion protein for infections protein. This process at the origin of neurodegenerative diseases is still not yet understood. We have endeavored to characterize biochemically and thermodynamically the assembly of ure2p into protein fibrils. The kinetic characterization of the assembly of ure2p into fibrils allowed us to understand the proprieties of ure2p fibrils. We determined the critical concentration for assembly into fibrils. We also mesured the size of the oligomers that arethe precursors of the fibrilar form of the protein. These oligomers are made of 5 to 6 ure2p molecules. Finally, we showed them to be polar and assembly to be irreversible. The n-terminal domain of ure2p is flexible and poorly structured in the soluble form of the protein. We investigated the conformation of the n-terminal domain of ure2p. Using a site directed mutagenesis approach followed by kinetics studies and mass spectroscopy, we showed the prion domain to interact at least transiently, in an intra-molecular manner with the c-terminal domain of the protein. This form of ure2p incorporate into fibrils. It is also the form under which ure2p molecules are stacked within the fibrils. Our investigations bring novel insight in the process by which ure2p or other inheritable factors can be propagated.