Le domaine THAP de THAP1 : structure par RMN en solution et interaction avec l'ADN

The THAP domain of THAP1 : NMR solution structure and interaction with DNA

• Auteur / Autrice : Damien Bessière
• Direction : Alain Milon, Virginie Gervais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie structurale
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résonance magnétique nucléaire

Résonance plasmonique de surface

Interactions ADN-protéine

Protéines à zinc

Protéines de liaison à l'ADN

Mots clés libres

Structure par résonance magnétique nucléaire

Doigt de zinc

Domaine de liaison à l'ADN

Interaction protéine-ADN

Résonance plasmonique de surface

Résumé

La famille des protéines THAP est caractérisée par la présence d'un motif protéique, le domaine THAP, conservé au cours de l'évolution et retrouvé dans une centaine de protéines chez l'homme et les organismes animaux modèles. La protéine THAP1 humaine est impliquée dans la régulation du cycle cellulaire dans la voie pRb/E2F et dans la prolifération cellulaire. Le domaine THAP de THAP1 est un motif de liaison à l'ADN de type C-X2-4-C-X35-50-C-X2-H, séquence-spécifique et dépendant du zinc. Nous avons déterminé la structure tridimensionnelle du domaine THAP de THAP1 par Résonance Magnétique Nucléaire en solution. Ce doigt de zinc atypique de ~ 80 résidus se distingue par la présence d'un long motif beta\alpha\beta entre les deux paires de ligands de coordination au zinc C2CH. Nous avons étudié la liaison du domaine THAP de THAP1 à sa séquence ADN spécifiquement reconnue en déterminant une constante de dissociation spécifique par Résonance Plasmonique de Surface et en réalisant des expériences d'empreinte RMN de façon à identifier les résidus impliqués dans la liaison à l'ADN. La combinaison des données de variation de déplacement chimique avec des données de mutagénèse dirigée nous a permis de localiser l'interface de liaison à l'ADN du domaine, correspondant à une zone chargée positivement, et de construire un modèle d'interaction protéine-ADN rendant compte d'une reconnaissance originale.

The THAP proteins family is characterised by the presence of a protein motif, designed the THAP domain, conserved during evolution and found in a thousand of human and model animal organism proteins. Human THAP1 protein is a regulator of the cell cycle through pRB/E2F pathway. The THAP domain of THAP1 is a C-X2-4-C-X35-50-C-X2-H type of zinc binding module with sequence specific DNA-binding properties. We solved the three-dimensional structure of the THAP domain of THAP1 by solution Nuclear Magnetic Resonance. This atypical zinc finger of ~ 80 residues is distinguished by the presence of a long beta\alpha\beta motif between the two pairs of the C2CH zinc coordinating residues. We studied the DNA-binding of the THAP domain of THAP1 by the determination of a specific dissociation constant with Surface Plasmon Resonance studies and by performing chemical shift mapping in order to identify DNA-binding affected residues. Combining the chemical shift perturbation data with mutagenesis data allowed us to map the DNA-binding interface of the domain to a highly positively charged area and to build a DNA-protein interaction model showing an original way of recognition.