Etude dynamique et structurale par RMN de l`interaction entre la

Etude dynamique et structurale par RMN de l’interaction entre la protéine
STAM2 avec l’ubiquitine et les chaînes de polyubiquitine.
Dr. Olivier WALKER
Institut des Sciences Analytiques
Laboratoire des Sciences analytiques
5 rue de la Doua
69100 Villeurbanne – France
Tel: +33.4.37.42.35.45
e-mail: [email protected]
web-site: http://olivier-walker.univ-lyon1.fr
L’ubiquitination est une modification post-traductionelle impliqué dans divers processus biologique et dont le
disfonctionnement est impliqué dans diverses pathologies. Ce processus implique la formation d’une liaison isopeptidique entre la Glycine 76 en C-terminal de l’ubiquitine et une lysine de la protéine cible. Ces modifications
peuvent avoir lieu avec l’attachement d’une seule (mono-ubiquitination) ou plusieurs molécules (polyubiquitination) d’ubiquitine. Concernant la voie de dégradation par le lysosome, de récentes études tendent à
montrer que les chaînes de polyubiqitines liées par la lysine 63 jouent un rôle primordial dans la première étape
de tri des molécules à dégrader. C'est la question centrale posée par cette thèse: "Pourquoi les chaînes de
polyubiquitine de type K63 sont plus efficaces que des chaînes liées par la lysine 48 ou bien de simples
ubiquitines?". Pour répondre à cette question, il faudra une compréhension des mécanismes dynamiques et
structuraux entrant en jeu à cette étape.
En effet, la machine responsable de la dégradation par le lysosome est le système ESCRT. La reconnaissance des
protéines ubiquitinylées se fait par l'intermédiaire de motifs que l'on appelle UBD (Ubiquitin binding domains
ou domaine de liaison à l'ubiquitine). L'un des membres du système ESCRT-0 est la protéines STAM qui
dispose de trois UBDs: les domaines VHS, UIM et SH3.
A
B
(A) Structure du complexe VHS/Ubiquitin depose à la PDB sous le code: 2L0T. (B) Model de l'interaction VHSUIM/Ubiquitin obtenu par des contraintes RMN.
La thèse proposée consistera a étudier l'interaction du construit VHS-UIM-SH3 de la protéine STAM2 avec des
chaînes de polyubiquitine. Cette question sera traitée entre autre, avec des techniques de résonance magnétique
nucléaire (utilisation de sondes paramagnétiques, de couplages dipolaires résiduels, relaxation de spin et NOEs
intermoléculaires). Le candidat pourra également faire appel à des techniques de diffusion des rayons X ou
neutrons (SAXS et SANS).
Le candidat intègrera l'équipe INTERACT spécialisée dans les interactions protéine/ligand et protéine/protéine.
Notre équipe est hébergée dans le nouvel institut des Sciences Analytiques (ouvert en Novembre 2012) qui
dispose d'un équipement spécifique pour l'étude des interactions macromoléculaires dont un spectromètre RMN
600 MHz, un serveur de calcul 64 processeurs pour le calcul de structures ainsi que de spectromètres hauts
champs situés au CRMN de lyon. Notre équipe dispose également d'un environnement complet pour la
production de protéines recombinantes.
Le candidat bénéficiera d'un contrat doctoral de trois ans (allocation ministère) et devra posséder un Master en
biochimie, biologie structurale ou bien en accord avec le sujet proposé. Il devra également être motivé pour
apprendre des techniques complémentaires telles que la résonance magnétique nucléaire.
Références: Fushman, D., and Walker, O. Exploring the linkage dependence of polyubiquitin conformations using molecular modeling J Mol Biol 395, 803-­‐814, 2010 Lange, A., Hoeller, D., Wienk, H., Marcillat, O., Lancelin, J. M., and Walker, O. NMR Reveals a Different Mode of Binding of the Stam2 VHS Domain to Ubiquitin and Diubiquitin Biochemistry 50, 48-­‐62, 2010 A. Lange, C. Castañeda, D. Hoeller, J-­‐M. Lancelin, D. Fushman, O. Walker Evidence for Cooperative and Domain-­‐specific Binding of the Signal Transducing Adaptor Molecule 2 (STAM2) to Lys63-­‐linked Diubiquitin J. Biol. Chem, 287(22), 18687, 2012 A. Lange, M-­‐B. Ismail, G. Riviere, M. Hologne, D. Lacabanne, F. Guillière, J-­‐M. Lancelin, I. Krimm, O. Walker Competitive binding of UBPY and ubiquitin to the STAM2 SH3 domain revealed by NMR FEBS. Lett, 586 (19), 3379, 2012