Etudes structurales du transporteur mitochondrial d'ADP et d'ATP

Abstract

Le transporteur mitochondrial d'ADP et d'A TP (AAC) permet l'échange des nucléotides adényliques au niveau de la membrane interne des mitochondries. Cette protéine essentielle, qui comporte six hélices transmembranaires, est le représentant le plus abondant et le mieux connu d'une large famille de transporteurs mitochondriaux. Afin de comprendre le mécanisme de ce transport, nous avons entrepris une étude structurale avec un double objectif: d'une part déterminer l'organisation oligomérique de l'AAC, et d'autre part en obtenir une nouvelle structure à l'échelle atomique. Nos expériences de diffraction de neutrons, d'ultracentrifugation analytique, couplées aux résultats de cristallographie permettent de remettre en cause sur des bases solides le dogme affirmant que l'AAC est dimérique en solution. En présence de Lapao, comme probablement la plupart du temps en présence de détergent, la protéine est un monomère. Nos résultats sont néanmoins compatibles avec une organisation dense dans les membranes. Nous avons mis en évidence l'importance structurale de trois cardiolipides qui entourent la protéine et participent à la stabilité de son repliement. Nous avons tenté de purifier des complexes entre l'AAC et deux de ses partenaires protéiques connus: la cyclophiline D, une protéine de la matrice, et Vpr, un peptide viral du Vlli. Nous montrons par co-purification et résonance plasmonique de surface que, dans nos conditions expérimentales, l'interaction entre ces protéines est inexistante.ADP-ATP carriers (AACs) are major and essential constituents of the inner mitochondrial membrane. They drive the import of ADP and the export of neo-synthesized ATP. AAC belongs to the mitochondrial carrier family (MCF). There are more than 45 MCF members in human that handle a tremendous diversity of substrates implicated in the mitochondrial metabolic cycles over the inner membrane. ln order to get a precise insight into the molecular mechanism of transport, we aimed to (i) characterize the controversial oligomeric state of the protein (ii) solve its atomic structure in a new conformation. Our neutron scattering and analytical ultracentrifugation experiments -coupled to crystallography- give a rational basis to de fend a monomeric protein in the presence of Lapao. This is in contradiction with the dogma that the protein is dimeric in solution. Rowever our results are compatible with the existence of dense patches. We evidenced the structural importance of three cardiolipin molecules bound to the protein that enhance the folding's stability. We tried to purify complexes of AAC with known partner protein: cyclophilin D which is a soluble matrix protein and Vpr which a RN peptide. We showed, using co purification and surface plasmon resonance, that no interaction exists in our experimental conditions.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF