Etude par RMN de protéines et de peptides régulateurs de la poymérisation de l'actine

Abstract

Les protéines à domaine WH2/thymosine b, notamment la thymosine b4 et le domaine l de ciboulot, jouent un rôle important dans le mécanisme de régulation de la polymérisation de l actine. La thymosine b4 inhibe la formation des filaments de l'actine par la séquestration des monomères. A l'inverse, ciboulot D1 participe à la polymérisation de l'actine. Une série de protéines chimères de la thymosine b4 et du premier domaine de ciboulot ont été construites et étudiées afin d'évaluer l'influence de chaque région des domaines WH2/Tb (N-terminale, linker, motif consensus et C-terminale) sur leurs interactions avec l'actine et d'identifier les déterminants des fonctions séquestrantes ou promotrices de la formation du filament. Les complexes des protéines à domaine WH2/Tb avec l'actine ont été caractérisés de manière détaillée d'un point de vue structural et dynamique. Ces études ont permis d'affiner le modèle fonctionnel, de mettre en évidence des éléments importants de l'interaction de ces protéines avec l'actine et d'analyser le comportement des différentes protéines selon leur fonction. L'influence de peptides vecteurs amphiphiles et/ou chargés positivement sur la polymérisation de l'actine a été abordée par RMN. Leur liaison au monomère d'actine et la formation induite de particules de haute masse ont pu être mises en évidence. En parallèle d'expériences de couplage chimique, le déplacement de la thymosine 4 a permis de proposer un site d'interaction pour ces peptides. Ces peptides ne peuvent donc plus être considérés comme de simples vecteurs passifs et leur rôle propre dans la restauration du filament ouvre d'intéressantes perspectives.bthymosin and WH2 domains are widespread, intrinsically disordered actin-binding peptides which display versatile regulation of actin assembly in motile processes. Thymosin-b4 sequesters G-actin, whereas the complex of G-actin with the first b-thymosin domain of Ciboulot or conventional WH2 domains participates in filament barbed end assembly like profilin. Here, using chimeras of ciboulot and Thymosin-b4, we show the role of their different regions for their binding and function with actin and the regulation of the dynamics in tbeir 1:1 complexes with G-actin at physiological ionic strength. A single salt bridge with actin located in Thymosin-b4 linker before its LKKT/V motif stabilizes aIl its central and C-terminal interactions and induces sequestration when inserted in Ciboulot. NMR relaxation structural studies are combined on CibD1/T b 4 chimeras to show that the central and C-terminal regions of cibD1 and Tb4 display an equivalent G-actin sequestering capacity and that the sequestering and profilin-like activities of both bT and long WH2 dornains are regulated at physiological ionic strength by dynamic interactions in their stoichiometric 1:1 complexes with G-actin. Cell-penetrating peptides can cross cell membranes and are commonly seen as biologically inert molecules. However, we found that some CPP could remodel actin cytoskeleton. These arginine- and/or tryptophan-rich peptides could cross cell membrane and induced stress fibers formation. The peptides could bind directly monomeric actin as determined by NMR and calorimetry studies. Therefore, cell-penetrating peptides might interact with intracellular protein partners, such as actin.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF