Equipe Structure et Interactions Moléculaires des Protéines Membranaires
Nadège JAMIN
CEA Saclay/Bât. 528
Tél : 01 69 08 25 46
nadege.jamin@cea.fr
CEA Saclay/Bât. 528
Tél : 01 69 08 25 46
nadege.jamin@cea.fr
La thématique générale de l'équipe est consacrée à explorer au niveau moléculaire les relations séquence-structure-fonction des protéines membranaires et les réseaux d’interactions auxquelles elles sont associées, en utilisant comme techniques principales, la spectroscopie RMN (liquide/solide) couplée aux approches de modélisation et dynamique moléculaire. Cette problématique s’applique à deux domaines principaux : i) les protéines membranaires impliquées dans la signalisation et le transport : la famille des cavéolines, la protéine TSPO et le récepteur VPAC ; ii) les interactions spécifiques à l’interface membranaire, impliquant certains lipides (phospholipides anioniques et stérols) et des domaines protéiques ancrés à la membrane.
Moyens humains
Nadège JAMIN, Chercheur
Michel ROUX, Chercheur
Veronica BESWICK, Chercheur
Pierre NEDELLEC, Chercheur
Céline BOUTIN, Postdoctoral Fellow
Pierre MONTAVILLE, Chercheur Postdoctoral
Lila DELBOS, CDD
Lionel GRAUX, CDD
Céline GALVANION, Doctorante
Thèmes de recherche
Structure des cavéolines et mécanismes d’interactions à l’interface membranaire
Les cavéoles constituent des microdomaines fonctionnels (homéostasie du cholestérol, transduction du signal) riches en cholestérol et en sphingolipides contenant une protéine membranaire spécifique, la cavéoline. Les cavéolines ne sont pas seulement des composants structuraux des cavéoles mais sont aussi capables d’interagir avec des protéines de la signalisation et d’en moduler l’activité. Dans tous les cas, il est clair qu’il existe au sein des cavéoles des réseaux d’interactions spécifiques impliquant les stérols, les lipides et les protéines. Notre objectif est de comprendre comment s'orchestrent ces différents réseaux en établissant les bases moléculaires des réseaux d’interactions associés aux partenaires lipidiques et protéiques.
La protéine de translocation (TSPO)
Le récepteur périphérique des benzodiazépines, récemment rebaptisé protéine de translocation est un composant du pore de transition de perméabilité mitochondrial, un complexe multi-protéique membranaire impliqué dans la régulation de l’apoptose. TSPO est aussi impliqué dans la régulation de la prolifération cellulaire et la stimulation de la synthèse des hormones stéroïdes. TSPO lie le cholestérol et participe à son transport de la membrane externe des mitochondries vers la membrane interne ce qui constitue l’étape initiale pour la conversion du stérol en pregnénolone. Par ailleurs, des ligands spécifiques de TSPO présentent des applications potentielles très intéressantes dans le domaine du diagnostic et de la thérapeutique. Notre objectif est d’établir au niveau moléculaire les relations structure-fonction de cette protéine.
Sites d’interaction du neuropeptide VIP avec son récepteur
Le Vasoactive Intestinal Peptide (VIP) est un neuropeptide de 28 résidus très largement répandu dans tout l’organisme aussi bien au niveau du système nerveux central que périphérique. Associé à cette distribution ubiquitaire, le VIP est impliqué dans une multitude de fonctions biologiques. De par son large spectre d’action, le VIP joue un rôle important en pathologie, en particulier dans des maladies neurodégéneratives et certains cancers. Le mécanisme d’action du VIP passe par l’interaction avec des récepteurs spécifiques PACAP (Pituitary Adenylate Cyclase Activating Peptide) couplés à l’activation de l’adénylate cyclase. Notre objectif consiste à définir les sites d’interaction responsables de l’affinité du VIP pour son récepteur dans sa globalité ainsi que l’affinité de certains outils pharmacologiques à notre disposition tels que les antagonistes.
Reconnaissance de la phosphatidylsérine, imagerie de l’apoptose
Dans les conditions standards, les phosphatidylsérines (PS) sont essentiellement localisées dans le feuillet interne de la membrane plasmique. Cette distribution asymétrique est affectée lors de l’apoptose, et l’exposition des PS à la surface des cellules constitue une étape précoce de ce processus cellulaire. Notre objectif est de développer des sondes peptidiques affines pour la PS pour la détection in vivo de l’apoptose. Ce programme est basé sur les résultats de travaux antérieurs décrivant les propriétés de reconnaissance membranaire des domaines d’annexines. En parallèle, nous menons des études plus fondamentales destinées à comprendre les mécanismes d'interactions spécifiques à l'interface membranaire impliquant certains lipides (phospholipides anioniques et stérols) et des domaines protéiques ancrés à la membrane.
Les cavéoles constituent des microdomaines fonctionnels (homéostasie du cholestérol, transduction du signal) riches en cholestérol et en sphingolipides contenant une protéine membranaire spécifique, la cavéoline. Les cavéolines ne sont pas seulement des composants structuraux des cavéoles mais sont aussi capables d’interagir avec des protéines de la signalisation et d’en moduler l’activité. Dans tous les cas, il est clair qu’il existe au sein des cavéoles des réseaux d’interactions spécifiques impliquant les stérols, les lipides et les protéines. Notre objectif est de comprendre comment s'orchestrent ces différents réseaux en établissant les bases moléculaires des réseaux d’interactions associés aux partenaires lipidiques et protéiques.
La protéine de translocation (TSPO)
Le récepteur périphérique des benzodiazépines, récemment rebaptisé protéine de translocation est un composant du pore de transition de perméabilité mitochondrial, un complexe multi-protéique membranaire impliqué dans la régulation de l’apoptose. TSPO est aussi impliqué dans la régulation de la prolifération cellulaire et la stimulation de la synthèse des hormones stéroïdes. TSPO lie le cholestérol et participe à son transport de la membrane externe des mitochondries vers la membrane interne ce qui constitue l’étape initiale pour la conversion du stérol en pregnénolone. Par ailleurs, des ligands spécifiques de TSPO présentent des applications potentielles très intéressantes dans le domaine du diagnostic et de la thérapeutique. Notre objectif est d’établir au niveau moléculaire les relations structure-fonction de cette protéine.
Sites d’interaction du neuropeptide VIP avec son récepteur
Le Vasoactive Intestinal Peptide (VIP) est un neuropeptide de 28 résidus très largement répandu dans tout l’organisme aussi bien au niveau du système nerveux central que périphérique. Associé à cette distribution ubiquitaire, le VIP est impliqué dans une multitude de fonctions biologiques. De par son large spectre d’action, le VIP joue un rôle important en pathologie, en particulier dans des maladies neurodégéneratives et certains cancers. Le mécanisme d’action du VIP passe par l’interaction avec des récepteurs spécifiques PACAP (Pituitary Adenylate Cyclase Activating Peptide) couplés à l’activation de l’adénylate cyclase. Notre objectif consiste à définir les sites d’interaction responsables de l’affinité du VIP pour son récepteur dans sa globalité ainsi que l’affinité de certains outils pharmacologiques à notre disposition tels que les antagonistes.
Reconnaissance de la phosphatidylsérine, imagerie de l’apoptose
Dans les conditions standards, les phosphatidylsérines (PS) sont essentiellement localisées dans le feuillet interne de la membrane plasmique. Cette distribution asymétrique est affectée lors de l’apoptose, et l’exposition des PS à la surface des cellules constitue une étape précoce de ce processus cellulaire. Notre objectif est de développer des sondes peptidiques affines pour la PS pour la détection in vivo de l’apoptose. Ce programme est basé sur les résultats de travaux antérieurs décrivant les propriétés de reconnaissance membranaire des domaines d’annexines. En parallèle, nous menons des études plus fondamentales destinées à comprendre les mécanismes d'interactions spécifiques à l'interface membranaire impliquant certains lipides (phospholipides anioniques et stérols) et des domaines protéiques ancrés à la membrane.
Mots-clés
Structure des protéines membranaires, interactions protéine-lipides, spectroscopie RMN
Publications
Beswick V, Isvoran A, Nedellec P, Sanson A, Jamin N. (2011). Membrane Interface Composition Drives the Structure and the Tilt of the Single Transmembrane Helix Protein PMP1: MD Studies. Biophys J. 100, 1660-1667.
Boutin C, Desvaux H, Carriere M, Leteurtre F, Jamin N, Boulard Y, Berthault P. (2011). Hyperpolarized 129Xe NMR signature of living biological cells. NMR Biomed. 24, 1264-1269.
Boutin C, Stopin A, Lenda F, Brotin T, Dutasta J P, Jamin N, Sanson A, Boulard Y, Leteurtre F, Huber G, Bogaert-Buchmann A, Tassali N, Desvaux H, Carriere M, Berthault P. (2011). Cell uptake of a biosensor detected by hyperpolarized Xe-129 NMR: The transferrin case. Bioorg Med Chem. 19, 4135-4143.
Coic Y M, Le Lan C, Neumann J M, Jamin N, Baleux F. (2010). Slightly modifying pseudoproline dipeptides incorporation strategy enables solid phase synthesis of a 54 AA fragment of caveolin-1 encompassing the intramembrane domain. J Pept Sci. 16, 98-104.
Le Lan C, Gallay J, Vincent M, Neumann J M, de Foresta B, Jamin N. (2010). Structural and dynamic properties of juxta-membrane segments of caveolin-1 and caveolin-2 at the membrane interface. Eur Biophys J Biophys Lett. 39, 307-325.
Pouget E, Fay N, Dujardin E, Jamin N, Berthault P, Perrin L, Pandit A, Rose T, Vale´ry C, Thomas D, Paternostre M, Artzner F. (2010). Elucidation of the Self-Assembly Pathway of Lanreotide Octapeptide into beta-Sheet Nanotubes: Role of Two Stable Intermediates. J Am Chem Soc. 132, 4230-4241.
Ceraudo E, Murail S, Tan YV, Lacapère JJ, Neumann JM, Couvineau A, Laburthe M. (2008). The vasoactive intestinal peptide (VIP) alpha-Helix up to C terminus interacts with the N-terminal ectodomain of the human VIP/Pituitary adenylate cyclase-activating peptide 1 receptor: photoaffinity, molecular modeling, and dynamics. Mol Endocrinol. 22, 147-55.
Murail S, Robert JC, Coïc YM, Neumann JM, Ostuni MA, Yao ZY, Papadopoulos V, Jamin N and Lacapère JJ. (2008). Secondary and tertiary structures of the transmembrane domains of the translocator protein TSPO determined by NMR. Stabilisation of the TSPO tertiary fold upon ligand binding. BBA Biomembranes,1778, 1375-1381.
Boutin C, Desvaux H, Carriere M, Leteurtre F, Jamin N, Boulard Y, Berthault P. (2011). Hyperpolarized 129Xe NMR signature of living biological cells. NMR Biomed. 24, 1264-1269.
Boutin C, Stopin A, Lenda F, Brotin T, Dutasta J P, Jamin N, Sanson A, Boulard Y, Leteurtre F, Huber G, Bogaert-Buchmann A, Tassali N, Desvaux H, Carriere M, Berthault P. (2011). Cell uptake of a biosensor detected by hyperpolarized Xe-129 NMR: The transferrin case. Bioorg Med Chem. 19, 4135-4143.
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