Les thèmes de recherche de l'unité

Equipe : Enzymologie Moléculaire et Structurale

L’équipe Enzymologie Moléculaire et Structurale a pour objectifs de comprendre le mécanisme d’action d’enzymes essentielles au métabolisme et aux processus de détoxication/régulation/réparation. Associant des approches de biochimie, de biologie structurale (RX et RMN), de biologie et génétique moléculaires de Neisseria et s’appuyant sur une forte expertise en enzymologie moléculaire, l’équipe aborde l’étude de la catalyse, de la spécificité structurale substrat/cosubstrat d’enzymes impliquées dans des processus biologiques normaux ou pathologiques. Quatre classes d’enzymes sont étudiées.

Les méthionine sulfoxyde réductases (Msr)

Les Msr ont comme fonction de restaurer ou de réguler l'activité des protéines dont les méthionines ont été oxydées suite à un stress oxydant. Ce sont des enzymes « anti-vieillissement ». Elles peuvent aussi être impliquées dans la pathogénicité de bactérie type Neisseria. Le projet a pour objectif de caractériser biochimiquement, enzymatiquement et structuralement (RX et RMN) les Msr. Ces enzymes sont des cibles pharmacologiques potentielles.

Les disulfure oxydo-réductases à repliement thiorédoxine/DsbE

Elles ont comme fonction de réduire les ponts disulfures de protéines cibles comme les Msrs ou les cytochromes c/c’. Le projet a pour objectifs d’étudier la fonction in vitro et in vivo de la réductase périplasmique spécifique des Msr de Neisseria et de DsbE impliquées dans la maturation du cytochrome c/c’ par des approches de biologie structurale (RX et RMN), d’enzymologie, de biologie moléculaire et cellulaire et de génétique moléculaire. Ces enzymes sont des cibles pharmacologiques potentielles.

Les aldéhyde déshydrogénases à cofacteur NAD(P) (ALDH)

Les ALDH, NAD(P)-dépendante, oxydent les aldéhydes en acides activés ou non. Elles jouent un rôle essentiel au niveau cellulaire : métabolisme/organogenèse/ morphogenèse et dans les processus de détoxication. Deux classes structurales existent : les ALDH phosphorylantes et les ALDH non-phosphorylantes CoA-dépendantes ou non. Le projet a pour but de caractériser enzymatiquement et structuralement (RX) les ALDH au niveau spécificité de substrat et de cofacteur.

Les sulfirédoxines (Srx)

Elles ont comme fonction de réduire les peroxyrédoxines suroxydées en acide sulfinique. Cette suroxydation est une nouvelle fonction de régulation cellulaire eucaryotique liée au stress oxydant. Le projet a pour but d’étudier le mécanisme d’action des Srx et des protéines apparentées par des approches de biologie structurale (RMN, RX) et d’enzymologie.

Equipe : ARN-RNP, structure-fonction-maturation

Chez les eucaryotes, la plupart des ARN sont transcrits sous la forme de précurseurs qui sont ensuite maturés pour donner les formes actives. Les processus de maturation sont multiples et sont essentiels au bon fonctionnement des cellules et de l’organisme. Ces étapes sont d’autant plus complexes que les catalyseurs impliqués sont eux-mêmes constitués d’ARN et de protéines. L’équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation aborde cette problématique par une approche pluridisciplinaire associant expertises en bioinformatique, incluant la modélisation 3D des structures ARN et complexes ARN-protéines en solution par sondes chimiques et enzymatiques, en biologie structurale (RX et RMN), en biologie moléculaire, en génétique de la levure, en culture de cellules animales et en protéomique fonctionnelle. Neuf problématiques sont abordées.

La Maturation des ARN ribosomiques de la levure S. cerevisiae

Les ARN ribosomiques 18S, 5.8S, 28S sont produits sous la forme d'un long précurseur chez les eucaryotes. Par des approches biochimiques et génétiques, l'équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation décortique les mécanismes de maturation de ce précurseur . Cette maturation a lieu dans de grands macrocomplexes ribonucléoprotéiques dont la composition en protéines et l’architecture sont étudiées par l’équipe.

La Formation de résidus pseudouridine chez S. cerevisiae

La formation de résidus pseudouridine dans les ARN est réalisée de manière post-transcriptionnelle par conversion de résidus uridine par des enzymes appelées pseudouridine-synthases. L'équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation caractérise les différentes pseudouridine-synthases de la levure S. cerevisiae.

Les Particules ribonucléoprotéiques d’archaea guidant et catalysant la modification des ARN ribosomiques

L’équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation étudie, par des approches structurales (RX) et fonctionnelles par reconstitutions in vitro et par mutagenèse dirigée, les particules ribonucléoprotéiques guidant la formation des 2'-0 méthylations et des pseudourididylations dans les ARN ribosomiques d'archaea. Ces complexes contenant un ARN guide et 4 à 5 protéines constituent un nouveau type de catalyseur biologique

La Maturation des ARN pré-messagers nucléaires eucaryotes

Les gènes nucléaires de protéines sont transcrits sous la forme de précurseurs renfermant des séquences excédentaires internes (introns) à éliminer. L'équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation étudie la machinerie nucléaire (spliceosome) catalysant l'élimination des introns.

Beaucoup de maladies génétiques sont liées à des mutations générant des défauts d’épissage. Une étude vient d’être entreprise sur des maladies type dystrophies musculaires et maladies dégénératives neuronales

La régulation de l’épissage du Virus HIV-1

La production d'un grand nombre de protéines virales par le virus HIV-1 dépend d'un processus complexe d'épissage de l'ARN viral. L'équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation étudie les mécanismes complexes de régulation de ces processus d'épissage en vue de développer des molécules pouvant les bloquer.

Le rôle du complexe SMN

Un défaut d’expression de la protéine SMN conduit à une déficience grave des motoneurones, qui est responsable d’une maladie génétique fréquente l’amyotrophie spinale. La protéine SMN est un élément clef d’un complexe de protéines qui joue un rôle sans doute essentiel dans l’assemblage de nombreux complexes ARN-protéines. L’équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation étudie ces rôles.

La Recherche par informatique de gènes codant des petits ARN chez les archaea

L’équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation a pour objectif de faire une recherche systématique de gènes susceptibles de coder de petits ARN dans les génomes d’archaea avec en corrolaire une étude expérimentale des rôles potentiels de ces ARN.

La Prédiction informatique de la structure 3D et de la réactivité des ARN

Cette étude a pour objectif de modéliser la structure 3D d’ARN et de complexes ARN-ligand par approche informatique et développement et application de méthodes informatiques pour la prédiction de la réactivité des ARN (ribozyme)

Les Etudes structurales et fonctionnelles sur l’ARN Xist

L’ARN Xist joue un rôle majeur dans la compensation du dosage des gènes du chromosome X chez les vertébrés femelles. Aucune étude structurale et fonctionnelle directe n’a jusqu’à présent été réalisée sur cet ARN. L’équipe ARN-RNP, structure-fonction-maturation vient de débuter ce projet.

 

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