Bases moléculaires des interactions Pontin-, Reptin-Nucléosome

Les hélicases ATP-dépendantes Pontin et Reptin sont nécessaires aux activités de nombreux complexes protéiques, en particulier des complexes de remodelage de la chromatine ou des assemblages de facteurs de transcription. Néanmoins, aucun lien n'a encore été défini entre les propriétés biochimiques des protéines Pontin et Reptin et leurs fonctions in vivo. Nous avons étudié l'impact de l'unité de base de la chromatine, le nucléosome, sur les activités biochimiques des protéines Pontin et Reptin. Un pré-requis pour cette étude a été la purification des protéines Pontin et Reptin, sous leur forme monomérique ou hexamérique, et des histones, corps protéiques des nucléosomes. Il a également été nécessaire d'optimiser la reconstitution in vitro de mononucléosomes. Avec ces outils, nous avons identifié un effet fonctionnel des nucléosomes sur l'activité des protéines Pontin et Reptin qui vient compléter une interaction physique entre Pontin ou Reptin et les nucléosomes. Les protéines Pontin et Reptin forment un complexe stable avec des mononucléosomes lequel dépend de la région N-terminale de l'histone H3. Nous montrons que l'activité ATPase ADN-dépendante des protéines Pontin et Reptin est modulée différemment par l'extrémité N-terminale d'H3 suivant qu'elle porte ou non des modifications post-traductionnelles. Corrélé à cela, ces mêmes extrémités N-terminales d'H3 régulent l'état d'oligomérisation des protéines Pontin et Reptin. De plus, le profil des protéines co-immunoprecipitées avec les monomères de Pontin ou Reptin diffère de celui obtenu avec les formes hexamériques. Nous proposons que les protéines Pontin et Reptin constituent une plateforme moléculaire de recrutement pour des facteurs protéiques, et, au-delà, coordonnent ce recrutement des différents partenaires par des changements de leurs états oligomériques eux-mêmes régulés par leur interaction avec la région N-terminale de l'histone H3.The Pontin and Reptin DNA-dependent ATPases are both necessary for activity of numerous cellular complexes, in particular chromatin remodeling complexes or transcription factor assemblies. However, no link has yet been defined between the biochemical properties of Pontin and Reptin and these in vivo functions. We have studied the impact of the chromatin base unit, the nucleosome, on the biochemical activities Pontin and Reptin. A prerequisite for this was the purification of Pontin and Reptin proteins either as monomers or in hexameric form, and of histones, the protein cores of nucleosomes. It was also necessary to optimize mononucleosome reconstitution in vitro. With these tools, we identified a functional effect of the nucleosome on Pontin and Reptin activity which complemented its physical interaction with nucleosomes. Pontin or Reptin proteins form a stable complex with mononucleosomes which depends on the N-terminal region of histone H3. We show that the Pontin and Reptin DNA-dependent ATPase activity is modulated differentially by the N-terminus tail of H3 and that this depends on whether or not the tail carries post-translational modifications. Correlated with this, the H3 N-terminus also regulates Pontin and Reptin oligomerization. Moreover the profile of proteins which co-immunoprecipitate with Pontin or Reptin monomers is different to that found with the hexameric forms. We propose that Pontin and Reptin proteins could constitute a molecular platform for loading interacting proteins. And furthermore that Pontin and Reptin coordinates recruitment of different proteins by changes in its oligomerisation state in turn regulated by its interaction with the N-terminal region of histone H3