Etude en solution des changements conformationnels de TolA
Type d'annonce : Offre de stage
De : BIP et LISM , IMM - Marseille
Problématique et approche :
Le projet de recherche porte sur l’étude du système Tol-Pal, un complexe énergétique trans-enveloppe très conservé et essentiel chez les bactéries Gram-négatives. Dans certaines conditions de culture, ce système peut être étudié chez E. coli K-12, mais les cellules présentent divers phénotypes : membrane moins complète, sensibilité accrue aux détergents et libération de vésicules de la membrane externe (OM). On observe aussi une filamentation des cellules dans un environnement faiblement osmotique, car le système Tol-Pal coordonne la fission du peptidoglycane (PG) et de la OM au cours des étapes finales de la division cellulaire. Le système est composé de cinq protéines situées dans les trois compartiments de l’enveloppe cellulaire (Fig. 1). Ancrée dans le feuillet interne de l’OM, la lipoprotéine Pal se lie soit au PG, soit à la protéine TolB périplasmique. Les protéines TolQ et TolR forment le stator dans la membrane interne (IM) qui convertit l’énergie chimique dérivée de la force motrice des protons (pmf) en mouvement mécanique. Enfin, la protéine TolA de la IM est le bras mécanique énergisé du système qui, grâce aux changements conformationnels induits par le stator TolQR, dissocie le complexe TolB-Pal et permet l’interaction entre Pal et PG. TolA est donc la protéine centrale qui relie IM au PG et OM.
TolA contient 421 résidus et se compose de trois domaines : l’ancrage transmembranaire unique (TMH) TolA1, le domaine périplasmique TolA2 et TolA3 qui interagit avec TolB. Les caractéristiques structurales et mécaniques des domaines TolA1 et TolA3 sont bien connues. En revanche, le rôle et la structure de TolA2 sont presque entièrement inconnus. 50 % des 263 résidus sont des alanines, des lysines et des glutamates et la partie C-terminale du domaine est une région répétée en tandem (TR) : le motif KEAAAE/D est répété treize fois. La diffusion des rayons X en solution et le dichroïsme circulaire dans l’ultraviolet lointain ont seulement permis de prédire que TolA2 possède une structure hélicoïdale allongée, impliquant éventuellement un faisceau de trois hélices.
TolA2 peut s’étendre complètement à travers le périplasme pour atteindre l’OM dans des trous qui existent dans le PG et dont le diamètre est estimé à ∼50-100 Å. En revanche, TolA2 ne peut pas rester sous une forme étendue, car cela piégerait la protéine et limiterait sa diffusion. TolA2 doit donc subir des changements de conformation qui permettent à TolA de passer d’un état rétracté qui facilite sa diffusion dans l’IM à un état étendu qui peut dissocier Pal de TolB. Lorsqu’il interagit avec le stator TolQR, TolA est un monomère et on pense que le domaine TolA2 a une structure HTH qui traverse la PG pour permettre à TolA3 de dissocier le complexe TolB-Pal. D’autres résultats et des données de laboratoire non publiées suggèrent que TolA peut former un dimère lorsqu’il n’est pas recruté par le stator.
L’objectif du projet est d’étudier la structure de TolA2 et ses changements conformationnels en particulier au niveau de l’accordéon de 13 TRs. Pour répondre à cette question, nous étudierons la structure du domaine TolA2 en solution en utilisant le marquage de spin couplé à la Résonance Paramagnétique Electronique (RPE) (en anglais : Site Directed Spin Labeling combined with Electron Paramagnetic Resonance). Le SDSL-EPR est une approche puissante pour étudier les changements conformationnels/dynamiques des protéines solubles et membranaires, et pour suivre les interactions protéine-protéine. Cette approche est basée sur le greffage de sondes de spin paramagnétiques sur des sites sélectionnés, généralement des résidus cystéine. Lorsque le double marquage est effectué, les distances inter-étiquettes (de l’ordre de 1,8 à 8,0 nm) peuvent être mesurées à l’aide de la RPE pulsée, comme les expériences de DEER. Grâce à cette technique, nous déterminerons la conformation du domaine TolA2 seul ou en présence du stator TolQR et/ou de la protéine TolB avec laquelle TolA interagit.
Détails de l'annonce
- Profil : Le(a) candidat(e) devra avoir une formation de chimie ou biochimie. Le projet étant très interdisciplinaire, il(elle) devra avoir des connaissances de base en biologie, et une attirance pour l'interface chimie-biologie et le travail expérimental. Il(elle) travaillera sur le projet depuis la biologie moléculaire jusqu'à l'expression et la purification des protéines en collaboration avec une doctorante. Il(elle) réalisera les expériences de marquage de spin couplé à la RPE, et les analyses spectrales
- Durée de contrat : 6 mois
- Date de prise de fonction : 01/02/2024
- Documents à fournir pour candidater : CV, Lettre de motivation
- Date limite de candidature : 22/12/2023
Personne à contacter
- Nom : MARTINHO Marlène et BERNARD Christophe
- Téléphone : 04 91 16 45 57
- Email : mmartinho@imm.cnrs.fr et cbernard@imm.cnrs.fr