Signature of protein adaptation to warm deep sea environments: the case of Initiation Factor 6 studied by molecular simulation and neutron scattering. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Signature of protein adaptation to warm deep sea environments: the case of Initiation Factor 6 studied by molecular simulation and neutron scattering.

Signature de l'adaptation des protéines à l'environnement des fonds marins chauds: le cas du Facteur d'Initiation 6 étudié par simulation moléculaire et diffusion de neutrons.

Résumé

The protein Initiation Factor 6 (IF6) takes part in the protein synthesis regulation of several organisms. It was also found in archeaebacteria such as Methanoccoccus Jannascii which lives in deep-seas near hydrothermal vents where temperature reaches 80°C and pressure is between 250bar and 500bar. The aim of this work was to study for the first time dynamical and structural properties of IF6 produced by M.Jannaschii and comparing them with those of the IF6 homologue present in Saccharomyces cerevisiae which lives at "normal" environmental conditions (27°C and 1bar). Molecular simulation gave here new insights into the adaptation of these two proteins to their respective physiological conditions and showed that the latter induced similar dynamical and structural properties: in their respective "natural" conditions, IF6s show very similar structural fluctuations and the characteristic relaxation times which define their dynamical properties shows similar changes when comparing unfavorable conditions to physiological ones. The creation of these corresponding states between the two homologues has been interpreted by the fractional Brownian dynamics model and by a novel method for the characterization of protein secondary structures. The latter is presented here in detail together with some examples of other applications. Experimental data obtained from quasi-elastic neutron scattering seemed to support the results obtained by molecular simulations.
Le Facteur d'Initiation 6 (IF6) est une protéine qui participe, dans plusieurs organismes, à la régulation de la synthèse des autres protéines. Elle a été trouvée aussi dans l'archaebactérie Methanoccoccus Jannascii qui vit au fond de la mer, près des cheminées hydrothermales, où la température atteint 80°C et la pression hydrostatique est entre 250 et 500bar. L'objectif de ce travail a été celui d'étudier pour la première fois les propriétés dynamiques et structurales de la IF6 issue du M.Jannaschii en comparaison avec celles de son homologue présent dans le Saccharomyces cerevisiae qui vit dans des conditions environnementales "normales" (27°C et 1bar). La simulation moléculaire nous a permis de montrer que l'adaptation de ces deux protéines aux conditions physiologiques induit des propriétés dynamiques et structurales similaires: dans leur conditions "naturelles" respectives, les deux protéines montrent des fluctuations structurales très similaires et les temps caractéristiques qui identifient leur propriétés dynamiques subissent les mêmes changements dans la transition d'une condition défavorable vers la condition physiologique. Cette création d' "états correspondants" entre les deux protéines a été étudiée par le modèle de dynamique Brownienne fractionnaire et par une nouvelle méthode pour la caractérisation des structures secondaires des protéines. Cette dernière est présentée en détail avec des brefs exemples d'autres applications. Les données préliminaires obtenues par diffusion de neutrons semblent confirmer les résultats issues des simulations moléculaires.
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Dates et versions

tel-00368866 , version 1 (17-03-2009)

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  • HAL Id : tel-00368866 , version 1

Citer

Paolo Calligari. Signature of protein adaptation to warm deep sea environments: the case of Initiation Factor 6 studied by molecular simulation and neutron scattering.. Biological Physics [physics.bio-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00368866⟩
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