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Etudes thermodynamiques et cinétiques de la traduction des protéines

Unité de Recherche

UPR 9002 - Architecture et réactivité de l'ARN (IBMC)
15, rue Rene Descartes 67084 - Strasbourg Cedex

Équipe

Nom : Biophysique et Biologie Structurale

Responsable : DUMAS Philippe - p.dumas@ibmc-cnrs.unistra.fr

Téléphone du responsable : 03 88 41 70 02

Site web : Accéder au site

Composition de l'équipe :
- Chercheurs : 4
- ITA : 2
- Doctorants : 2
- Post-Docs : 0
- Autres : 2

Publications majeures de l'équipe relatives au sujet au cours des 3 dernières années (le cas échéant, 3 publications récentes du DT) :
1) Bec G, Meyer B, Gerard MA, Steger J, Fauster K, Wolff P, Burnouf D, Micura R, Dumas P & Ennifar E (2013). Thermodynamics of HIV-1 Reverse Transcriptase in action elucidates the mechanism of action for non-nucleoside inhibitors. J Am Chem Soc., 135(26):9743-52.
2) Burnouf D, Ennifar E, Guedich S, Puffer B, Hoffmann G, Bec G, Disdier F, Baltzinger M & Dumas P (2012). kinITC: a new method for obtaining joint thermodynamic and kinetic data by Isothermal Titration Calorimetry. J Am Chem Soc. 134(1):559-65.
3) Ennifar E, Aslam MW, Strasser P, Hoffmann G, Dumas P, van Delft F (2013). Structure-guided Discovery of a Novel Aminoglycoside Conjugate Targeting HIV-1 RNA Viral Genome. ACS Chemical Biology, 8(11):2509-17.

Concernant la thèse

Directeur de Thèse : ENNIFAR Eric - e.ennifar@ibmc-cnrs.unistra.fr

Téléphone : 0388417001

Co-encadrant : GUILLAUME Bec

Co-tutelle : non

Co-Directeur : DUMAS Philippe
Université du Co-Directeur : CNRS UPR 9002

Concernant le sujet proposé :

Titre : Etudes thermodynamiques et cinétiques de la traduction des protéines

Projet : L'initiation de la traduction dans les bactéries implique l'interaction du codon initiateur de l'ARN messager et du n-formyl-méthionyl-ARNtfMet initiateur à la sous-unité 30 S du ribosome. Cette interaction est sous le contrôle des facteurs d'initiations IF1, IF2 et IF3 et conduit à la formation du complexe d'initiation 30 S de la traduction. La sous-unité 50 S interagit alors avec le complexe d'initiation. Ceci provoque l'éjection des facteurs d'initiation du complexe et mène à la transition vers la phase d'élongation. Si, de nombreuses vues détaillées de différentes étapes de la traduction ont été apportées ces dix dernières années par des structures cristallographiques ou par cryo-electromicroscopie, les données thermodynamiques sont en revanches très éparses.
Notre objectif est d'étudier d'un point de vue thermodynamique l'élongation et la terminaison de la traduction par calorimétrie de titration isotherme (ITC) à l'aide d'un microcalorimètre à très haute sensibilité. La microcalorimétrie est en effet une technique de choix pour mesurer les interactions moléculaires. Elle ne nécessite, contrairement à d'autres techniques, aucun marquage des molécules étudiées et permet de mesurer directement et en solution l'ensemble des paramètres thermodynamiques d'une réaction (stœchiométrie, constante d'affinité, variation d'enthalpie et variation d'entropie), et ceci en une seule expérience.
Dans le but d'étudier le mécanisme d'action de la polymérisation de la rétro-transcriptase du VIH-1, notre équipe a récemment développé une approche qui vise à étudier étape par étape des réactions chimiques successives au cours d'une même expérience de microcalorimétrie ITC : l'ITC incrémentale (incremental ITC, iITC). Cette approche iITC est particulièrement bien adaptée à l'étude de la machinerie traductionelle et nous avons déjà pu obtenir de cette manière le paysage thermodynamique de l'étape d'initiation de la traduction correspondant à l'assemblage des différents facteurs d'initiation, de l'ARNm et de l'ARNt initiateur sur le 30 S. Notre objectif est maintenant de suivre l'étape d'élongation et de terminaison de la traduction par ajout successif des différents facteurs nécessaires au fonctionnement du ribosome. Ce travail nécessitera donc l'expression des différents facteurs isolés, la production d'ARN messagers ou de transfert ainsi que la purification de chaque sous-unité du ribosome. Les informations issues de cette études pourront être combinées aux informations structurales existantes et permettre ainsi de mieux comprendre le fonctionnement de la traduction.

Compétences souhaitées : Compétences de base en biochimie et en biologie moléculaires; des compétences en biophysique seraient un plus, sans être nullement requises.

Expertises qui seront acquises au cours de la formation : Surexpression et purification de protéines, production et purification
d'ARN, microcalorimétrie ITC classique et nouvelles méthodes ITC, traitement de données