Structural and functional studies of complexes between Trm112 and methyltransferases involved in translation
Etudes structurales et fonctionnelles de complexes entre Trm112 et différentes méthyltransférases impliquées dans la traduction
Résumé
Protein synthesis is a central process in the cell; it ensures the transfer of genetic information from mRNA in to protein. A lot of actors are involved directly or indirectly in translation. In Eukaryotes, Trm112, a small protein, interacts with and activates four methyltransferases modifying direct actors of translation. The termination factor eRF1 is methylated by the Mtq2-Trm112 complex, the 18S rRNA by Bud23-Trm112 and some tRNA by the Trm9-Trm112 and Trm11-Trm112 complexes. During this work, the crystal structures of Trm9-Trm112 and Bud23-Trm112 complexes from yeast were solved. The comparative analysis of these two new structures with Mtq2-Trm112 structure highlights the structural plasticity allowing Trm112 to interact through a very similar mode with its partners although those share less than 20% sequence identity. In the same organism, the key residues for the interaction with Trm112 are conserved or share similar characteristics. In addition to the structural analysis, the function of the Trm9-Trm112 complex was studied in S. cerevisiae. This analysis allowed to map the active site of the enzyme and to propose a model of its mechanism of action. Finally, the first data obtained in vivo, with the Archaea Haloferax volcanii suggest that the Trm112 platform might also be present in some prokaryotic organisms.
La traduction représente un processus central au sein de la cellule, elle assure le transfert de l’information génétique de l’ARNm vers les protéines. De nombreux acteurs y sont impliqués directement ou indirectement et parmi eux, chez les eucaryotes, la petite protéine Trm112. Celle-ci participe à la modification de plusieurs acteurs directs en interagissant et en activant quatre MTases. Le facteur de terminaison eRF1 est méthylé par le complexe Mtq2-Trm112, l’ARNr 18S par Bud23-Trm112 et certains ARNt par les complexes Trm9-Trm112 et Trm11-Trm112. Au cours de ce travail, les structures cristallographiques de Trm9-Trm112 et de Bud23-Trm112 de levure ont été résolues. L’étude comparative structurale de ces complexes et de la structure connue de Mtq2-Trm112, a permis de mettre en évidence que dans un même organisme, les séquences des trois protéines ont évolué de manière à conserver l’interaction avec Trm112. Même si les quatre partenaires présentent moins de 20% d’identité de séquence, les résidus clés pour l’interaction avec la petite protéine activatrice sont conservés ou partagent des caractéristiques identiques. En plus de l’analyse structurale, le complexe Trm9-Trm112 a fait l’objet d’une étude fonctionnelle chez S. cerevisiae ce qui a permis de cartographier le site actif de l’enzyme et de proposer un modèle de mécanisme d’action. Enfin, les premières études in vivo réalisées chez Haloferax volcanii suggèrent que cette plateforme serait également présente chez certains organismes procaryotes.
Origine : Version validée par le jury (STAR)