Caractérisation biochimique et structurale des domaines de liaison au nucléotide (NBD) de transporteurs ABC

Les protéines ABC (ATP-Binding Cassette) forment une des plus grandes familles de protéines membranaires. Dans ces protéines, les domaines de liaison au nucléotide (NBD) hydrolysent l ATP et délivrent l énergie nécessaire au transport du substrat à travers le canal membranaire. Notre étude s est intéressée aux NBD de trois transporteurs ABC : deux protéines humaines, MRP1 (Multidrug Resistance Protein 1) et CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator ) et une protéine bactérienne Vga(A). Nous avons étudié l interaction potentielle de NBD1CFTR avec le glutathion, dont le transport constituerait une fonction de la protéine CFTR, en plus du transport des ions chlorures. Par ailleurs, nous avons entrepris la caractérisation biochimique de la protéine Vga(A), une ABC bidomaine conférant la résistance aux streptogramines chez Staphylococcus auréus. Nous avons montré que la résistance impliquait l interaction entre Vga(A) et l antibiotique, alors qu il est admis que chez les transporteurs ABC, c est le domaine transmembranaire formant le pore qui détermine la spécificité de substrat. Enfin, nous avons réalisé la caractérisation biochimique des domaines isolés NBD de MRP1. Cette étude a montré qu ils avaient une faible activité ATPasique et formaient un dimère transitoire, de faible affinité, impliquant la séquence signature, caractéristique des protéines ABC. Les interactions détectées entre ces NBD et les boucles intracytoplasmiques pourraient être responsables de la transmission de l information au pore membranaire. Ce travail constitue la première approche combinant la biochimie, la RMN, et la cristallographie.ABC-proteins ( ATP-Binding Cassette ) form one of the largest families of membrane proteins. In these proteins, nucleotide binding domains hydrolyze ATP and produce energy necessary to the transport of the substrates across the membrane channel. We are interested in the NBDs of three ABC transporters: two human proteins, MRP1 (Multidrug Resistance Protein 1) and CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator ), and a bacterial protein Vga(A). We studied the potential interaction of NBD1CFTR with glutathione, whose transport would constitute a function of CFTR, different from the transport of chlorides ions. In addition, we undertook the biochemical characterization of Vga(A), an ABC bi-domain conferring resistance to streptogramin A in Staphylococcus aureus. We showed that resistance implied the interaction between Vga(A) and the antibiotic, whereas it is generally admitted that in ABC transporters it is the transmembrane domain forming the pore which determines the specificity of substrate. Finally, we carried out the biochemical characterization of isolated NBDs from MRP1. We showed that they have a weak ATPase activity and form a transient dimer implying the signature sequence, characteristic of ABC-proteins. The interactions detected between these NBDs and intracytoplasmic loops could be responsible for the transmission of information to the membrane pore. This work constitutes the first study concerning MRP1 combining biochemistry, cristallography and NMR.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF