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Thèse soutenue

Structure de la seryl-tRNA synthétase de Escherichia coli à 2. 5 [angström] de résolution

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Auteur / Autrice : Nicolas Nassar
Direction : Stephen Cusack
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance en 1992
Etablissement(s) : Grenoble 1

Résumé

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La seryl-trna synthetase, serrs, est une enzyme qui catalyse l'attachement de la serine sur l'un des cinq trna specifiques de cet acide amine ainsi que sur le trna specifique de la selenocysteine en presence d'atp et d'ions mg. L'enzyme de escherichia coli (2430 residus) a ete cristallisee en presence d'ammonium sulfate et d'un lot special d'octyl-glucoside et la structure resolue a 2. 5a de resolution par la methode du remplacement isomorphe (mir). Trois cristaux derives de dy, hg et u ont ete necessaires pour calculer les phases mir. Quinze cycles d'aplatissement de solvant de cette premiere carte de densite electronique calculee a 2. 8a, combine a une extension des phases a 2. 5a a permis d'ameliorer la qualite des phases jusqu'a 2. 8a. Par contre les phases calculees par cette methode entre 2. 8 et 2. 5a sont de qualite mediocre. Cette nouvelle carte a permis le trace du premier squelette de l'assignement des differents residus de la serrs. Ce modele a ete affine par dynamique moleculaire et par moindres carres contre les donnees de diffraction x jusqu'a un facteur r cristallographique de 0. 183 et une excellente geometrie. La serrs peut etre divisee en deux domaines distincts: un domaine n-terminal comprenant les 100 premiers residus qui se replient en 4 helices dont deux forment une super helice a double brins de 60a de longueur. Le role de ce domaine serait d'interagir et de reconnaitre le trna; et un second domaine c-terminal forme par le reste de l'enzyme et qui se replie autour d'une cavite formee par sept brins beta antiparalleles. Ce domaine contient les trois motifs 1,2 et 3 communs aux synthetases de classe ii a laquelle la serrs appartient. Le motif 1, qui ne fait pas partie du tonneau beta mais plutot de l'insertion entre les brins a1 et a7, est implique dans l'interaction entre les deux sous-unites du dimere. Les motifs 2 et 3, qui constituent deux brins du tonneau beta, sont impliques dans la fixation de l'atp et l'activation de la serine meme si atp et serine n'ont jamais ete identifies dans la carte de densite electronique. Ce domaine contient une extra molecule non encore chimiquement identifiee et qui pourrait etre responsable de la cristallisation. Une nouvelle forme cristalline de la serrs a ete obtenue en presence d'hexyl-heptyl- et octyl-glucoside et d'ammonium sulfate. Ces cristaux sont orthorhombiques mais ont un faible pouvoir diffractant. La structure de la serrs differe de celles de la metrs, tyrs et glnrs toutes trois de classe i et construites autour d'un motif apparente au motif de rossmann. Cette difference dans le repliement conforte la nouvelle classification des synthetases en deux classes distinctes