Caractérisation des régions intrinsèquement désordonnées et multimérisation des protéines P de Henipavirus

Characterization of the intrinsically disordered and multimerization regions of the Henipavirus P proteins

• Auteur / Autrice : Matilde Beltrandi
• Direction : Sonia Longhi, Roberta Pierattelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie structurale
• Date : Soutenance le 20/12/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille en cotutelle avec Università degli Studi di Firenze
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques (AFMB) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Pau Bernadó
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Roberta Pierattelli, Martino Bolognesi, Martino Bolognesi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christina Sizun, Sonia Longhi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines phosphatases

Henipavirus

Virus Nipah

Mots clés libres

Idp

Saxs

Nmr

Coiled-Coil

Nipah Handra virus

Résumé

Le objectif de ma thèse était la caractérisation moléculaire de la P des virus Nipah et Hendra (BL4) du genre Henipavirus. Le génome est encapsidé par la N qui sert de substrat pour la transcription et la réplication. La polymérase est composée par la L e son cofacteur la P. La P est composée d’un domaine N-terminal (PNT) désordonné et un domaine C-terminal (PCT) constitué d’une alternance de régions désordonnés et ordonnés (PMD domaine de multimerization). J'ai étudié PMD, PCT et PNT utilisant le «cross-linking», le CD, le SAXS, la RMN et la modélisation moléculaire. J'ai montré que le PMD du Hendra et Nipah sont un coiled-coil triméreric. La région PCT, est également un trimère en solution. Les protéines P des henipavirus constituent à ce jour le seul exemple de protéines P paramyxovirales ayant une organisation trimérique. En utilisant le SAXS, j'ai obtenu une description de Hendra PNT en tant qu’ensemble conformationnel. J'ai entrepris la caractérisation de la PNT par RMN. J’ai divisée la PNT avec l’approche divide et impera (PNT1,2,3,4). J’ai pu réaliser des expériences permettant l’attribution de PNT1, et j’ai également effectué des mesures de relaxation (R1, R2 et NOE) sur les fragments PNT1, PNT2 et PNT3. Les résultats issus des travaux effectués ont ouvert la voie vers l’obtention d’une description atomistique de la PNT en tant qu'ensemble conformationnel. Ces informations avec les informations structurales que j’ai sur PCT, PMD et XD, devraient conduire à une description atomistique de la P entière en tant qu’ensemble conformationnel. Ces informations structurales détaillées constitueront aussi un socle pour des approches antivirales rationnelles.

The objective of my PhD project was the molecular characterization of the P protein from the Nipah and Hendra viruses (BL4) belonging to the Henipavirus genus. The genome is encapsidated by the N that is the substrate for transcription and replication. The polymerase is made up the L and its cofactor the P. The P protein consists of an intrinsically disordered N-terminal domain (PNT), and a C-terminal domain (PCT) made of alternating disordered and ordered domain (PMD or P multimerization domain). I investigated the PMD, PCT and PNT regions, using cross-linking, AUC, CD, SAXS, NMR and molecular modeling. I showed that Hendra and Nipah PMD are a trimeric coiled-coil in solution. The Henipavirus proteins constitute so far the unique examples of a trimeric organization in paramyxoviral P proteins. The PCT is a trimer as well. Using SAXS, I obtained an ensemble description of PNT. To obtain site-specific information that improve SAXS-based models, I undertook the characterization of Hendra PNT by NMR. The latter was divided using the “divide et impera” approach to get four fragments (PNT1,2,3,4). Experiments for the assignment have been performed for PNT1. R1, R2 and NOE were carried out on PNT1,2,3. Altogether the results laid the basis for achieving an atomic-resolution conformational ensemble description of Hendra PNT. This information, combined with structural information that I collected on PCT, PMD and XD, is expected to lead an atomistic ensemble description of the full-length P, which would represent the first, such a description of a paramyxoviral P protein. This detailed structural information will also constitute an asset for rational antiviral approaches.