Les protéines intrinsèquement désordonnées (IDP) sont largement présentes dans les protéomes des eucaryotes et jouent un rôle clé dans les processus vitaux tels que la transcription de l'information génétique et la signalisation. En plus d'être généralement très répétitifs, hydrophiles et chargés électriquement et codant pour des séquences simples de gènes, les IDP se distinguent également par leur abondance naturelle et leurs aspects structurels, qui deviennent la base du « paradigme trouble-fonction » des protéines.
Au cours des deux dernières décennies, le rôle des PDI dans les maladies humaines et en tant que cibles médicamenteuses a été activement étudié, tandis que la manière de caractériser les conformations très flexibles et hétérogènes des PDI à haute résolution reste une question clé dans ce domaine.
Plus de 15 % des molécules IDP sont liées à la membrane des cellules, et leur dynamique interne et leurs mouvements globaux (de translation et de rotation) au sein des bicouches phospholipidiques sont étroitement liés à leurs propriétés physicochimiques et à leurs fonctions biologiques, mais ces processus dynamiques sont difficiles à capturer et à détecter. caractérisé quantitativement par des méthodes conventionnelles d'analyse structurelle.
Un groupe de chercheurs dirigé par le professeur Long Dong de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) a développé une méthode de spectroscopie IDP basée sur la technique d'amélioration de la relaxation paramagnétique membranaire (mPRE), qui a permis de réaliser une modélisation de haute précision du conformations internes, orientations et profondeurs d’immersion des personnes déplacées. Les résultats ont été publiés dans le Journal of the American Chemical Society .
Dans ce travail, les chercheurs ont exploré en détail la flexibilité et la mobilité des molécules de la sonde de spin au sein de la membrane pour une interprétation précise des données spectrales mPRE, et ont proposé un modèle de grille tridimensionnelle (3D) pondéré basé sur des simulations de tous les atomes pour une analyse quantitative. décrivant l'effet de la dynamique de la sonde de spin sur le taux d'amélioration de la relaxation paramagnétique de la membrane.
Profitant de la haute efficacité informatique du modèle, les chercheurs ont développé un algorithme détaillé dans les informations de support (SI) pour optimiser les orientations des degrés de liberté de mouvement globaux et internes des IDP liés à la membrane via la superposition de z- coordonnées uniquement, adaptées à l'analyse des données mPRE, construisant un modèle d'ensemble entièrement atomique d'IDP dans un environnement membranaire implicite.
CD3ε est un composant du complexe du récepteur des lymphocytes T (TCR) responsable de la reconnaissance de l'antigène des lymphocytes T. Le CD3ε domaine cytoplasmique (CD3εCD ) contient des motifs d'activation d'immunorécepteurs à base de tyrosine (ITAM), et il forme un complexe flou avec des bicouches lipidiques dans un état intrinsèquement désordonné, et régule l'activité de signalisation du complexe flou en utilisant un blindage membranaire dynamique des sites clés de la tyrosine.
Les chercheurs ont résolu l'ensemble sur la base de la dynamique moléculaire du CD3εCD dans les bicouches lipidiques en appliquant une solution de modèle d'ensemble entièrement atomique d'IDP dans un environnement membranaire implicite.
L'ensemble des paramètres expérimentaux mPRE cartographie la distribution dynamique de CD3εCD dans différentes régions de la membrane au niveau atomique et révèle des différences clés dans les interactions membranaires des différents sites tyrosine sur l'ITAM, fournissant une nouvelle explication mécaniste du modèle de monophosphorylation de l'ITAM.
La méthode d'analyse spectroscopique mPRE établie dans ce travail devrait largement faciliter les études de résolution atomique de divers IDP membranaires fonctionnels.
Plus d'informations : Hong Jin et al, Interprétation quantitative d'ensemble de l'amélioration de la relaxation paramagnétique membranaire (mPRE) pour l'étude des protéines intrinsèquement désordonnées associées aux membranes, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI : 10.1021/jacs.3c10847
Informations sur le journal : Journal de l'American Chemical Society
Fourni par l'Université des sciences et technologies de Chine
