Direction des sciences du vivant

Le repliement des protéines est un des problèmes centraux de la biologie. La dénaturation et le repliement des protéines de plus de cent acides aminés ne sont pas coopératifs et passent par l'accumulation d'états intermédiaires. La caractérisation structurale de ces intermédiaires est essentielle pour une meilleure compréhension de la réaction de repliement et des possibles déviations qui peuvent mener au développement de maladies graves.
Les mécanismes de repliement et de dénaturation ont été étudiés pour deux protéines modèles: l'α-lactalbumine et l'anhydrase carbonique. Dans le cas de l'anhydrase carbonique, plusieurs intermédiaires ont été détectés pendant la dénaturation à l'équilibre dans différentes conditions. Ces intermédiaires diffèrent notamment par leur tendance à former des agrégats. Dans le cas de l'α-lactalbumine bovine, les effets des métaux sur les cinétiques de repliement ont été caractérisés en détail. Les aspects thermodynamiques de la liaison des métaux sur différents états intermédiaires de l'α-lactalbumine sont discutés. Ensuite, la résonance magnétique nucléaire et la spectroscopie infrarouge ont été associées pour étudier les changements de structures secondaires et tertiaires qui interviennent pendant la réaction de repliement de l'α-lactalbumine. Une méthode de spectroscopie de corrélation a été utilisée pour permettre la comparaison des observations faites par les deux types de spectroscopie et pour une description très détaillée de tous les changements de structure impliqués dans la réaction.

Protein folding is one of the central problems in biology. Denaturation and folding of the proteins with more than 100 amino acids is not cooperative and goes through the accumulation of stable intermediates. Structural characterization of such intermediates is essential for better understanding of protein folding reaction and possible deviations that can lead to the development of severe diseases.
The folding and denaturation mechanisms have been studied for two model proteins α-lactalbumin and carbonic anhydrase B. Several intermediates have been discovered during the equilibrium denaturation of carbonic anhydrase in different denaturating conditions. These intermediates differ by their capability to aggregate and associate. In the case of α-lactalbumin, metal effects on the refolding kinetics have been characterized in detail. Thermodynamic aspects of metal binding to different intermediate states of the α-lactalbumin are discussed. Then, nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy were associated for study the secondary and tertiary structure changes that occur during the folding reaction of α-lactalbumin. A method of correlation spectroscopy has been used to compare the observations done by the two types of spectroscopy and for a very detailed description of all the structural changes implied in the reaction.