Exploration au coeur de la machinerie traductionnelle de Plasmodium falciparum : étude de domaines de liaison aux ARN de transfert

Study of tRNA binding domains in the human parasite Plasmodium falciparum

• Auteur / Autrice : Tania Bour
• Direction : Magali Frugier, Richard Giegé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse protéique

ARN de transfert

Paludisme

Plasmodium falciparum

Résumé

Ce travail de thèse concerne deux protéines impliquées dans la traduction chez Plasmodium falciparum, parasite responsable du paludisme chez l’Homme. Elles ont en commun de reconnaître les ARN de transfert (ARNt): (i) l’aspartyl-ARNt synthètase (AspRS) reconnaît spécifiquement l’ARNtAsp et catalyse l’attachement de l’acide aspartique sur son extrémité 3’ et (ii) une protéine de fonction inconnue, appelée PftRBP (tRNA binding protein) qui elle, interagit avec tous les ARNt. L’AspRS cytoplasmique de P. Falciparum, qui s’accumule au cours du stade sanguin du développement du parasite est plus courte que ne l’indique la banque de données génomique. De plus, deux domaines fonctionnels caractéristiques de cette enzyme ont été identifiés : un motif riche en lysines dans l’extension N-terminale et une courte insertion présente dans le domaine de liaison à l’anticodon. Comme ces deux domaines, essentiels pour l’activité de l’AspRS du parasite, sont absents dans son homologue humain, ils ont été utilisés dans diverses approches prometteuses pour la recherche de molécules pourvues de propriétés potentiellement antipaludiques. La deuxième protéine, PftRBP n’est retrouvé que chez Plasmodium et comporte un domaine de liaison aux ARNt à son extrémité C-terminale. Nous avons pu montrer in vitro que†PftRBP: (i) lie spécifiquement et avec une forte affinité tous les ARNt, (ii) reconnaît le coude formé par les boucles D et T dans la structure conservée en L des ARNt, (iii) s’organise en tétramère et (iv) est localisée à la surface du parasite. L’ensemble de ces données suggère une fonction unique et originale pour cette protéine impliquant un trafic d’ARNt entre le parasite et son hôte.

This PhD work concentrates on two proteins of the human malaria parasite Plasmodium falciparum. They are both involved in the protein synthesis process of this parasite and interact with transfer RNAs (tRNAs): (i) aspartyl-tRNA synthetase (AspRS) specifically recognizes tRNAAsp and catalyzes the binding of aspartic acid to its 3’ end and (ii) a protein of unknown function, PftRBP (tRNA binding protein), that interacts with all tRNAs. It has been shown that the plasmodial AspRS, which accumulates during the erythrocytic stage of the parasite is shorter than expected, based on the genome database. This AspRS has two unique functional domains: a lysine-rich tRNA binding motif in the N-terminal extension of the protein and a short insertion in the anticodon binding domain. It has been demonstrated that these two motifs are essential for the parasite’s AspRS activity. Since they are absent in the human homologue, they were targeted to identify specific inhibitors with putative antimalarial effects. The second protein, PftRBP, displays a tRNA binding domain at its C-terminus that binds to all tRNA sequences. Indeed, in vitro PftRBP (i) binds only tRNAs with a high affinity, (ii) recognizes the elbow formed by the D and T loops of the conserved tRNA L-shaped structure, (iii) forms a tetramer and (iv) is exposed at the parasite’s surface. These results suggest a unique and original function for this protein implicating tRNA trafficking between the parasite and its host.