Un simple électron à l'origine de l'adaptation des bactéries
Publié par Adrien le 15/02/2019 à 08:00
Source: CEA

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Une équipe de l'IBS a déterminé la structure d'une metalloprotéine présente chez les bactéries et explique par là-même comment ses gènes sont bavards... ou muets !

Si le Vivant est composé essentiellement de matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux, animaux, ou...), une très grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de processus naturels dépendent directement de facteurs inorganiques. Ainsi, près de 40 % des protéines ne fonctionnent que parce qu'elles fixent un ou plusieurs ions métalliques (sodium, magnésium, calcium, fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou d'alliages. Le fer pur est...), zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.), cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une teinte rosée à...), etc.). Ce sont les métalloprotéines. Ces protéines contiennent ainsi des agrégats inorganiques qui interviennent dans des réactions biosynthétiques et métaboliques d'une très grande importance pour la vie (La vie est le nom donné :) cellulaire. Par exemple, les agrégats fer-soufre [Fe-S], ubiquitaires chez les animaux, les plantes et les bactéries sont essentiels pour le transfert d'électrons (respiration, photosynthèse) ou la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de l'expression des gènes.

Des chercheurs de l'IBS se sont intéressés à la métalloprotéine bactérienne RsrR comportant un centre [2Fe-2S]. RsrR participe au contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de l'accès au génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des...) de la cellule, permettant, ou non, l'expression de certains gènes. Ils ont déterminé sa structure cristalline grâce à des études de diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent ; le phénomène peut...) de rayons X. "Nous avons montré que RsrR a la particularité de moduler sa fixation sur l'ADN grâce à la réduction à un électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.) de son agrégat [2Fe-2S], explique Juan Carlos Fontecilla-Camps, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les...) à l'IBS. Cet agrégat est lié à RsrR par quatre résidus d'acides aminés (deux cystéines, un glutamate et une histidine), une coordination jusque-là jamais observée dans une protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons...)." Les scientifiques ont également constaté, suivant la forme cristalline de la protéine et son état d'oxydation, la rotation d'un autre résidu d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique...) aminé (un tryptophane) qui pourrait être à l'origine de la modulation de sa fixation à l'ADN.

Ces travaux jettent les bases structurales pour comprendre comment un effecteur aussi petit qu'un électron va pouvoir induire des changements structuraux responsables d'une réponse adaptée de la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les bactéries...) à son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...).

Références

Crystal Structure of the Transcription Regulator RsrR Reveals a [2Fe-2S] Cluster Coordinated by Cys, Glu, and His Residues | JACS
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