Les chaperons moléculaires pour assister le repliement de protéines

Les gènes encodent les protéines, les molécules omniprésentes responsables de pratiquement toutes les fonctions de la cellule et des fonctions d'ordre supérieur dans l'organisme. Un mauvais repliement et l'accumulation sont des phénomènes fréquents, mais, s'ils ne sont pas corrigés, peuvent provoquer le vieillissement, l'apparition de maladies ou la mort cellulaire. Pour éviter cela, la nature a développé des mécanismes enzymatiques appelés les chaperons moléculaires.

Ces chaperons moléculaires assistent le bon repliement des protéines et jouent un rôle dans la dégradation protéolytique des protéines mal repliées sous l'influence de l'adénosine triphosphate (ATP). L'ATP est la source d'énergie de la cellule et les machines moléculaires en ont besoin pour fonctionner. Des scientifiques financés par l'UE ont utilisé la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) pour étudier le repliement de protéines assisté par les chaperons moléculaires dans le cadre du projet NANOLIFE@WORK («Real-time studies of biological nanomachines in action by NMR»).

Les études ont permis de comprendre les mécanismes du cycle conformationnel déclenché par l'ATP, à savoir les changements répétitifs dans la conformation des chaperons moléculaires entre différentes structures. Les chercheurs ont également obtenu des renseignements sur un mécanisme passif de protection de substrat par les chaperons et le repliement des protéines assisté par ces derniers.

L'accumulation de protéines dans le cerveau est une caractéristique-type de nombreuses maladies neurodégénératives, dont les maladies d'Alzheimer et de Parkinson et les fibroses kystiques. Des connaissances sur le mode de fonctionnement des chaperons moléculaires pourraient orienter vers de nouvelles thérapies pour les maladies caractérisées par une accumulation de protéines.

NANOLIFE@WORK a obtenu de nombreuses informations sur le mode de fonctionnement des chaperons moléculaires et l'application des résultats dans le domaine de la santé pourrait avoir un impact socio-économique important. De plus, la résolution atomique des machines moléculaires en mouvement aura une pertinence de taille en biologie moléculaire structurale.