Protein folding and amyloid fibrils formation.
The case of alpha-lactalbumin.
Repliement des protéines et formation de fibres amyloïdes.
Le cas de l'alpha-lactalbumine
Résumé
Protein folding is one of the central questions of Biology. How does polypeptidic chain fold to its three-dimensional, biologically active, structure? Experiments done in the 60?s have shown that the folded form is the most stable one on a thermodynamic point of view. This form being defined by the primary structure of the protein, the folding reaction corresponds to the last step of the use of the information encoded in DNA. Proteins can sometimes misfold and form amyloid fibrils through intermolecular interactions. These structured aggregates are involved in several diseases such as Alzheimer?s disease, Parkinson diseases...
These phenomenon's are studied here in the case of alpha-lactalbumin, a milk protein which possesses a calcium binding site. At first, the folding is monitored in presence of various metal ions that bind to the calcium site. These experiments are coupled with thermal unfolding experiments. They permit to precise the effect of metal ion binding on the different states of the protein and on the folding kinetics.
The reaction is also monitored in the absence of metal ions with several biophysical methods. Then, the folding is much slower and intricate. A reaction scheme is drawn from the results. This scheme indicates that a state precursor of amyloid fibril is transiently populated during the reaction. Finally, the effect of intermolecular interactions on the formation of amyloid fibrils is characterized for different salt concentrations.
These phenomenon's are studied here in the case of alpha-lactalbumin, a milk protein which possesses a calcium binding site. At first, the folding is monitored in presence of various metal ions that bind to the calcium site. These experiments are coupled with thermal unfolding experiments. They permit to precise the effect of metal ion binding on the different states of the protein and on the folding kinetics.
The reaction is also monitored in the absence of metal ions with several biophysical methods. Then, the folding is much slower and intricate. A reaction scheme is drawn from the results. This scheme indicates that a state precursor of amyloid fibril is transiently populated during the reaction. Finally, the effect of intermolecular interactions on the formation of amyloid fibrils is characterized for different salt concentrations.
Le repliement des protéines est un des problèmes centraux de la biologie. Il s'agit de comprendre comment la chaîne polypeptidique d'une protéine se replie pour acquérir sa structure tridimensionnelle biologiquement active. Il a été démontré dans les années 60 que la forme repliée de la protéine est le plus stable d'un point de vue thermodynamique et qu'il est défini par la structure primaire. La réaction de repliement correspond ainsi à la dernière étape de l'utilisation de l'information contenue dans l'ADN. Cependant, Il est possible que les protéines se replient mal et interagissent entre elles pour former des fibres amyloïdes. Ce sont des agrégats structurés impliqués dans plusieurs maladies comme la maladie d'Alzheimer, de Parkinson...
Ces phénomènes sont étudiés ici dans le cas de l'alpha-lactalbumine, une protéine du lait qui possède un site de liaison pour le calcium. Le repliement est tout d'abord étudié en présence de métaux se liant au site du calcium. Ces expériences sont couplées à des expériences de dénaturation thermiques pour caractériser le rôle de la fixation des métaux sur les différents états de la protéine et son influence sur la cinétique de repliement.
La réaction est ensuite caractérisée en absence d'ion métallique. Elle est alors beaucoup plus lente et complexe. Différentes techniques spectroscopiques sont utilisées. Les résultats obtenus permettent de proposer un schéma réactionnel selon lequel un état précurseur de fibres amyloïdes est transitoirement peuplé. Enfin, pour compléter cette étude, les effets des interactions entre protéines sur la formation de fibres amyloïdes ont été étudiés pour différentes concentrations en sel.
Ces phénomènes sont étudiés ici dans le cas de l'alpha-lactalbumine, une protéine du lait qui possède un site de liaison pour le calcium. Le repliement est tout d'abord étudié en présence de métaux se liant au site du calcium. Ces expériences sont couplées à des expériences de dénaturation thermiques pour caractériser le rôle de la fixation des métaux sur les différents états de la protéine et son influence sur la cinétique de repliement.
La réaction est ensuite caractérisée en absence d'ion métallique. Elle est alors beaucoup plus lente et complexe. Différentes techniques spectroscopiques sont utilisées. Les résultats obtenus permettent de proposer un schéma réactionnel selon lequel un état précurseur de fibres amyloïdes est transitoirement peuplé. Enfin, pour compléter cette étude, les effets des interactions entre protéines sur la formation de fibres amyloïdes ont été étudiés pour différentes concentrations en sel.
Loading...