Etude de la protéine ribosomale SA humaine : un récepteur membranaire de la laminine, d'anticancéreux et d'agents infectieux

Study of the human ribosomal protein SA, a membrane receptor for laminin, anticarcinogens, and pathogens

• Auteur / Autrice : Mohamed Barikalla Ould Abeih
• Direction : Hugues Bédouelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomolécules, biologie structurales, pathologies, biothérapies
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de fluorescence

Pliage des protéines

Récepteur laminine

Anticarcinogènes

Protéines ribosomiques

Résumé

La Protéine Ribosomale SA humaine (RPSA ou LamRl) est une protéine multifonctionnelle qui appartient au ribosome mais est aussi récepteur membranaire pour la laminine, des facteurs de croissance, le prion, des microorganismes pathogènes, des toxines et l'anticancéreux épigallocatechin gallate (EGCG). Elle est utilisée comme marqueur des métastases. RPSA inclut un domaine N-terminal, qui est homologue aux Protéines Ribosomales S2 procaryotes, et une extension C-terminale, qui est conservée chez les vertébrés. La structure de son domaine-N a été résolue à partir de cristaux obtenus à 17 °C, celle de son domaine-C restait inconnue. Nous avons produit chez Escherichia coli et purifié la protéine RPSA complète et ses domaines-N et -C. Nous avons caractérisé les états de repliement de ces protéines recombinantes par spectrométries de fluorescence et de dichroïsme circulaire, en association avec des analyses quantitatives de leurs équilibres de dépliement, induits par l'urée ou la chaleur. Les résultats ont montré que le domaine-N se dépliait suivant un équilibre à trois états. L'intermédiaire monomérique était prédominant à la température corporelle de 37 °C. Il existait aussi pour la protéine RPSA complète et fixait TANS, une petite molécule fluorescente. Le domaine-C était dans un état intrinsèquement désordonné. Nous avons montré par des méthodes immunochimiques et spectrofluorimétriques que les domaines-N et -C interagissaient faiblement entre eux, que les deux domaines fixaient la laminine avec les mêmes affinités mais que seul le domaine-N fixait l'EGCG. La plasticité structurale de RPSA pourrait être importante pour ses fonctions multiples.

The human Ribosomal Protein SA (RPSA or LamRl) is a multilocus protein, present in most cellular compartments. It is a multifunctional protein, which belongs to the ribosome but is also a membrane receptor for laminin, growth factors, prion, microorganisms, toxins and the anticarcinogen epigallocatechin-gallate (EGCG). It contributes to the crossing of the blood-brain barrier by pathogens, and is used as a marker of metastasis. RPSA includes an N-terminal domain, which is homologous to the prokaryotic Ribosomal Proteins S2, and a C-terminal extension, which is conserved in vertebrates. The structure of its N-domain has been solved from crystals grown at 17 °C whereas that of the C-domain remained unknown. We produced in Escherichia coli and purified the full-length RPSA and its N- and C-domains. We characterized the folding states of these recombinant proteins by methods of fluorescence and circular dichroism spectrometry, in association with quantitative analyses of their unfolding equilibria, induced with heat or urea. The necessary equations were derived from first principles. The results showed that the N-domain unfolded according to a three state equilibrium. The monomeric intermediate was predominant at the body temperature of 37 °C. It also existed in the full-length RPSA and bound ANS, a small fluorescent molecule. The C-domain was in an intrinsically disordered state. We showed by immunochemical and spectrofluorimetric methods that the recombinant N- and C-domains weakly interacted together, that both domains bound laminin with similar affinities whereas only the N-domain bound EGCG. The structural plasticity of RPSA could be important for its multiple functions.