Thèse soutenue

Etude structurale et fonctionnelle des systèmes de modification t⁶A des ARNt dans les trois domaines du vivant.
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Auteur / Autrice : Sophia Missoury
Direction : Herman Van tilbeurghBruno Collinet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biochimie et biologie structurale
Date : Soutenance le 15/12/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
référent : Faculté de pharmacie
Fondation : Fondation pour la recherche médicale (France)
Jury : Président / Présidente : Daniel Gautheret
Examinateurs / Examinatrices : Carine Tisné, Wim Versees, Emmanuelle Schmitt, Domenico Libri
Rapporteurs / Rapporteuses : Carine Tisné, Wim Versees

Résumé

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La thréonylcarbamoylation de la base A37 des ARNt de type ANN (t⁶A) est universelle au sein des trois domaines du vivant car essentielle au bon fonctionnement de la cellule. La synthèse se catalyse en deux étapes, dont la première est assurée par la famille d’enzymes YrdC/Sua5, qui forme l'intermédiaire thréonyl-carbamoyle-AMP et la seconde par Kae1/OSGEP/Qri7/TsaD qui transfère le groupement thréonyl-carbamoyle du TC-AMP sur les ARNt substrats. La seconde famille d'enzymes requiert des partenaires protéiques différents selon le domaine du vivant. Le but de cette thèse était de comprendre les différents systèmes de biosynthèse du t⁶A au niveau moléculaire en utilisant des techniques biochimiques et structurales (la diffraction des rayons X (cristallographie), la diffusion des rayons X en solution (SAXS) et la cryo-microscopie électronique). La structure quaternaire du complexe TsaBDE de Thermotoga maritima a été résolue mettant en lumière les changements conformationnels de la sous-unité catalytique TsaD qui se traduit par une ouverture et une perturbation partielle du site actif induits par la présence de TsaE. Combinés à des données biochimiques, il apparaît que ce remodelage est nécessaire au recyclage du site catalytique. Chez l'Homme, la structure du sous-complexe OSGEP-LAGE3-GON7 a été résolue mettant en évidence que GON7, intrinsèquement désordonnée en solution, se structure au contact de LAGE3. L'étude structurale du complexe humain par SAXS combinée aux études génétiques et biochimiques montrent que GON7 stabilise le complexe sous forme pentamérique. Ces données ont été indispensable pour mieux comprendre les bases moléculaires d’une maladie génétique rare (le syndrome de Galloway-Mowat) causée par des mutations dans toutes les protéines de la voie de synthèse du t⁶A. Enfin, une cinquième sous-unité a été identifiée comme potentielle homologue de GON7 chez les Archées. Son étude structurale montre que la structure est différente de celle de GON7. Cependant, cette protéine stabilise le complexe sous forme pentamérique, mimant l'effet de GON7 chez les eucaryotes.