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Université Joseph-Fourier - Grenoble I (29/09/2005), Jean-Pierre SIMORRE (Dir.)
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Etude structurale des protéines et des acides nucléiques par RMN. Etude de la répression du gène de la beta-lactamase chez B. licheniformis 749/I. Augmentation de la résolution des spectres RMN multidimensionnels par filtrage Hadamard.
Hélène Van Melckebeke1

La RMN est une méthode de choix pour la détermination de la structure tridimensionnelle des protéines et des acides nucléiques en solution. Cependant, la taille des systèmes que l'on peut étudier actuellement par RMN est limitée. Dans la première partie de ce travail, la structure du répresseur BlaI de la beta-lactamase de B. licheniformis 749/I et son interaction avec l'ADN ont été étudiées par RMN avec des méthodes classiques. Ces résultats ont permis de mieux caractériser la répression des gènes de plusieurs mécanismes de résistance aux antibiotiques, incluant la résistance à la méthicilline de la souche pathogène S. aureus. Le deuxième volet de ce travail concerne l'implémentation de filtres Hadamard qui augmentent la résolution des spectres dans certaines expériences de RMN multidimensionnelle. Ces filtres permettent de séparer les pics de corrélation des protéines et des acides nucléiques selon le type d'acide aminé et le type de base, respectivement. Ces développements ouvrent de nouveaux horizons vers l'étude de macromolécules biologiques de plus grosse taille par RMN.
1:  IBS - UMR 5075 - Institut de biologie structurale
Biologie structurale – spectroscopie RMN. Résistance aux antibiotiques à noyau beta-lactame – répresseur BlaI – structure 3D – interactions protéine/ADN. Développements méthodologiques – filtres Hadamard – résolution.

Structural studies of proteins and nucleic acids by NMR. Study of the beta-lactamase gene repression in B. licheniformis 749/I. Resolution enhancement of multidimensional NMR spectra using Hadamard filters.
Liquid state NMR is a method of choice for the determination of three-dimensional structure of proteins and nucleic acids. The size of molecules that can be studied nowadays with NMR is however limited. In the first part of this work, the structure of the beta-lactamase repressor BlaI of B. licheniformis 749/I and its interaction with DNA have been studied with standard NMR methods. These results provide new insights about the mechanisms of genes repression involved in bacterial resistance to antibiotics, including the methicillin resistance observed for the highly pathogen S. aureus strain. The second part of this manuscript concerns the implementation of two new Hadamard filters that enhance the resolution of spectra in certain multidimensional NMR experiments. These filters allow to separate the correlation peaks of proteins and nucleic acids according to the amino-acid type and to the base type, respectively. This opens the way for the study of larger biological macromolecules by NMR.
Structural biology – NMR spectroscopy. Beta-lactam antibiotic resistance – gene repressor BlaI – 3D structure – protein/DNA interaction. Methodological developments – Hadamard filters – resolution enhancement.