MreB, MbaP, Archées, RMN, HDX-MS, Actine procaryote

Malgré les progrès récents dans l'étude de la croissance et de la division cellulaires chez les archées, de nombreux acteurs impliqués dans ce processus restent inconnus. Methanobrevibacter smithii est un nouveau modèle de croissance et de division cellulaires archéennes car il présente deux caractéristiques uniques par rapport à d'autres modèles archéens plus établis : sa paroi cellulaire est constituée de peptidoglycane archéen et il ne possède qu'un seul homologue FtsZ. De plus, toutes les archées porteuses de peptidoglycane, de forme en bâtonnet ou ovoccoïde, possèdent un homologue authentique de la protéine bactérienne MreB, déterminant la forme cellulaire, dont la fonction n'a jamais été étudiée chez les archées. Cependant, aucun des autres composants de l'élongasome bactérien n'est présent chez ces archées, ce qui suggère l'existence de mécanismes très différents et encore non décrits pour gérer la présence d'une paroi cellulaire à peptidoglycane. Ma thèse de doctorat vise à caractériser biochimiquement la MreB archéenne et son interaction avec un nouvel acteur potentiel de l'élongasome archéen, MbaP. Afin de déterminer si la MreB archéenne fonctionne de manière similaire à la MreB bactérienne in vitro ou s'il s'agit d'une nouvelle protéine procaryote de type actine, nous avons caractérisé ses propriétés biochimiques en solution par RMN et spectrométrie de masse à échange hydrogène-deutérium. Nos résultats révèlent que, malgré sa similarité structurelle prédite avec la MreB bactérienne, la MreB archéenne monomérique présente en solution un désordre important dans les sous-domaines 1 et 2 (environ 50 % du total des résidus de la protéine). Malgré ce désordre, elle conserve la capacité de polymériser en présence de TMAO et d'ATP, formant des filaments similaires aux filaments de MreB bactériens. Les données HDX-MS révèlent également que plusieurs régions des sous-domaines 3 et 4 de la MreB monomérique présentent des profils bimodaux d'absorption du deutérium, suggérant soit une cinétique EX1 rare, soit une cinétique EXX, soit la présence de plusieurs conformères distincts de la MreB en solution. Dans le contexte génomique de la MreB archéenne, se trouve une protéine séquentiellement unique (MbaP), présente uniquement dans les archées allongées à paroi peptidoglycane. Grâce à des titrages RMN, nous montrons que la MreB monomérique et la MbaP interagissent entre elles. Les données HDX-MS révèlent que, lors de l'interaction avec la MbaP, les régions du sous-domaine 4 de la MreB subissent une réduction des profils d'échange bimodaux, avec un déplacement vers la population à faible échange, indiquant une possible stabilisation de la conformation à faible échange et une réduction de la dynamique dans cette région. Grâce à des tests de co-granulation, nous montrons que la MbaP co-granule avec la MreB polymérisée, indiquant une interaction entre les protéines. Ensemble, ces résultats représentent la première étape dans l'identification et la caractérisation d'un nouveau partenaire du MreB archéen, contribuant à la compréhension de la dynamique du cytosquelette archéen.