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Résultat scientifique | Biologie à grande échelle

Modification des protéines : la myristoylation enfin décodée


​Une équipe de l'I2BC, en collaboration avec l'ICSN et l'Ecole Polytechnique, a cartographié pour la première fois, chez l'homme et la plante modèle Arabidopsis thaliana, le myristoylome, c'est-à-dire l'ensemble des protéines modifiées par un acide gras, le myristate. Cette modification est importante car elle cible ces protéines aux membranes et contribue ainsi à leur compartimentation subcellulaire. Ces données représentent une ressource importante, disponible pour la communauté des biologistes.

Publié le 26 juin 2018

​Toute protéine subit des modifications, réversibles ou irréversibles, qui impactent son cycle de vie et sa fonction. Le nombre de modifications décrit pour une seule protéine peut varier de 0 à 100 et chaque espèce modifiée constitue une protéoforme. On connaît aujourd'hui plus de 400 modifications différentes qui contribuent à l'extrême diversité des protéoformes. Ainsi, l'on estime que les génomes humains et des plantes qui contiennent 20 000 gènes peuvent générer des milliards de protéoformes.

La myristoylation, une modification cruciale pour la survie cellulaire et impliquée dans des processus pathologiques, consiste à ajouter à l'extrémité N-terminale d'une protéine un acide gras, appelé myristate (Figure 1). Celui-ci confère à la protéine un caractère huileux qui agit à la fois comme « code postal » et comme ancre aidant à « adresser » et à fixer la protéine à une membrane particulière. La myristoylation est l'une des modifications les plus difficiles à étudier et à décoder, le répertoire complet de protéines myristoylées - le myristoylome - étant inconnu jusqu'à présent.

Figure 1



Dans cette étude, grâce à l'utilisation d'approches complémentaires, les chercheurs ont réussi à cartographier pour la première fois des ensembles complets de protéines possédant une étiquette de myristate, chez l'homme et la plante modèle Arabidopsis thaliana. Pour cela, dans un premier temps, la résolution de la structure de l'enzyme effectuant la myristoylation, complexée à plusieurs cibles connues, a permis une première définition des séquences d'extrémités N-terminales reconnues par cette enzyme (Figure 2). Forts de ces informations, les chercheurs ont mis au point un test de criblage in vitro et des algorithmes dédiés permettant de mesurer à très grande échelle la myristoylation d'une bibliothèque d'extrémités N-terminales de protéines pour (i) raffiner la définition des séquences d'extrémités N-terminales reconnues par l'enzyme effectuant la myristoylation et (ii) en déduire les protéines cibles, chez l'homme et la plante modèle Arabidopsis thaliana. En parallèle, les auteurs ont recherché, à l'échelle du protéome membranaire, grâce à une méthode reposant sur la spectrométrie de masse ciblée, les protéines myristoylées. Les résultats obtenus in vivo valident la prédiction effectuée in vitro et in silico.

   Figure 2 : Structure de l'enzyme effectuant la myristoylation (HsNMT1) complexée à ses substrats. En vert : le peptide ligand (extrémité N-terminale d'une protéine cible) ; en jaune : le groupe mirystoyl ; en orange: le CoA. © Nat Chem Biology   



Ainsi, cette étude a identifié (i) le motif protéique reconnu pour être myristoylé et (ii) près de 600 protéines myristoylées chez l'homme et chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Ces données constituent une ressource importante, fiable et unique, pour la communauté des biologistes.


Contacts: Thierry Meinnel & Carmela Giglione, I2BC (Institut de Biologie Intégrative de la Cellule), UMR 9198 CEA, CNRS, Université Paris-Sud, Campus CNRS de Gif-sur-Yvette.
Thierry Meinnel est le chef du département I2BC@Saclay de l'institut Frédéric Joliot et le directeur de l'I2BC.

Ce travail a fait l’objet d’un communiqué de l’institut des sciences biologiques du CNRS le 2 juillet 2018.

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