Interactions entre les sites de transport et le site catalytique de l'atpase-ca du reticulum sarcoplasmique revelees par la liaison du calcium et des protons

by Vincent Forge

Doctoral thesis in Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Under the supervision of Paul Vigny.

defended on 1994

in Paris 6 .

Alternative Title

Interactions between transport sites and catalytic site of the ca-atpase of the sarcoplasmic reticulum as revealed by the binding of calcium and protons

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Abstract

L'atpase-ca du reticulum sarcoplasmique est une proteine membranaire etudiee comme modele de transport actif d'ions. Elle couple le transport de calcium contre son gradient de concentration a l'hydrolyse d'atp. Le travail presente dans cette these a essentiellement porte sur la liaison de calcium aux sites de transport du cote cytoplasmique. L'etude de la liaison de calcium a l'equilibre a permis de proposer un schema decrivant l'interaction entre le calcium, les protons et le magnesium qui sont les principaux effecteurs du transport avec l'atp. D'apres ce schema, les deux ions calcium sont echanges pour trois protons en accord avec l'hypothese d'un contretransport calcium/proton ; le premier ion calcium est en competition avec deux protons et le second est en competition avec un troisieme proton. Le calcium interagit egalement avec deux ions magnesium, mais contrairement au cas des protons les liaisons de calcium et de magnesium ne sont pas exclusives. Ce schema a ete verifie a l'aide d'autres experiences. L'etude, notamment, de l'effet du ph sur la cinetique de liaison du calcium a montre que les dissociations de protons sont les etapes limitantes de la liaison du calcium. La sensibilite au ph de la phosphorylatrion par pi en absence de calcium suggere que les protons de notre schema sont ceux contretransportes. La mise en evidence d'une competition de trois protons contre deux ions calcium du cote luminal confirme cette hypothese. Notre schema nous a ensuite permis de comprendre par quel mecanisme l'atp accelere la liaison du calcium. Le principal effet de l'atp est d'inhiber la liaison des protons, la liaison de calcium sur les especes deprotonees etant plus rapide la liaison du calcium est acceleree. Enfin, ces resultats nous ont permis de proposer un mecanisme pour la communication entre les sites de transport et le site catalytique