Dynamique de repliement des protéines étudiées par dichroïsme circulaire résolu en temps.
Résumé
To express its biological function, a protein has to adopt a spatial conformation, which is unique and precisely defined. One uses the terms "folding" of the protein towards its "native" structure. Understanding the mechanisms of this process is currently one of the main stakes in biophysical research. In this context, we have set up a new technique to measure circular dichroism. It allows us to follow with precision the structural dynamics of small chiral molecules in liquid phases and over picoseconds to nanoseconds timescales. When applied in the ultraviolet spectral region, it can be used to study the first steps of secondary structures folding. The principle of this technique relies on the measurement of the ellipticity induced by a chiral sample on a linearly polarized incident beam. After having introduced this new method, we will explain how to experimentally make use of it. Then we will compare it to usual techniques employed to measure circular dichroism and will apply it to the study of three molecules (myoglobine, [Ru(phen)3]2+, 1,1'-Binaphthol). Finally, we will examine the first experimental results obtained within the framework of the folding study of model alpha helices. Two techniques that can be used to initiate the folding process will be described: optical excitation of a chromophore located at the extremity of the polypeptide chain, and optical initiation of a temperature jump.
Pour exprimer sa fonction biologique, une protéine doit adopter une conformation spatiale unique et très précisément définie. On parle de " repliement " vers la structure " native ". La compréhension des mécanismes accompagnant ce processus est actuellement l'un des principaux enjeux de la recherche en biophysique. Dans ce contexte, nous avons mis en place une technique originale de mesure du dichroïsme circulaire, permettant de suivre avec précision les dynamiques structurales de petites molécules chirales en phase aqueuse, sur des échelles de temps allant de la picoseconde à la nanoseconde. Appliquée dans le domaine de l'ultraviolet, elle permet d'étudier les premières étapes du repliement de structures secondaires modèles. Le principe de cette technique repose sur la mesure de l'ellipticité induite par un milieu chiral sur une onde initialement polarisée linéairement. Après avoir présenté cette nouvelle méthode, nous montrerons comment la mettre en œuvre expérimentalement. Nous la comparerons ensuite aux techniques usuelles de mesure du dichroïsme circulaire, et l'appliquerons à l'étude de trois molécules (myoglobine, [Ru(phen)3]2+, 1,1'-Binaphthol). Enfin, nous nous intéresserons aux premiers résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de l'étude du repliement en hélices alpha de polypeptides modèles. Deux techniques d'initiation du repliement seront examinées : l'excitation optique d'un chromophore greffé à l'extrémité de la chaîne peptidique, puis l'induction optique d'un saut de température.