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L’enzymologie de la modification des ARNt : un trésor pour les biochimistes


​Des chercheurs de l'Irig étudient les enzymes impliquées dans la voie de biosynthèse des ARN de transfert. Ils ont en particulier identifié la structure et la fonction de l'une d'elles, MiAE, qui conduit à la formation d'un nucléoside hypermodifié (en position 37) de l'ARNt de Pseudomonas putida.
Publié le 1 juin 2021

La biosynthèse des ARN implique de nombreux événements biochimiques essentiels à leur maturation. D'un point de vue enzymatique, le phénomène de modification des nucléosides est certainement l'un des plus remarquable de ces événements. Il permet en effet une multitude de changements structuraux au niveau des bases canoniques (adénosine, cytosine, guanosine et uridine).

Certaines modifications résultent de processus complexes appelées hyper-modifications et sont principalement localisées aux positions 34 et 37 des ARN de transfert (ARNt) dans la boucle dite « anticodon » qui joue un rôle important dans la traduction de l'ARN messager au cours de la biosynthèse des protéines. Elles sont particulièrement intéressantes car elles optimisent le décodage de l'ARN messager en contrôlant directement les interactions codon (ARNm) – anticodon (ARNt).

Les enzymes catalysant la modification des nucléosides sont donc des cibles fondamentales pour la recherche, car elles permettent d'étudier les interactions protéine-ARN et sont impliquées dans certaines maladies. Malgré la richesse des données génétiques, physiologiques et biochimiques de la voie de biosynthèse de la modification de l'adénine 37 de certains ARNt, très peu de données structurales sont disponibles concernant les enzymes catalysant cette hyper-modification.

Depuis quelques années, des chercheurs de l'Irig étudient les enzymes impliquées dans la voie de biosynthèse conduisant à la formation du nucléoside hyper-modifié ms2io6A37. Cette hyper-modification est le résultat d'une séquence de réactions enzymatiques catalysées successivement par les enzymes MiaAMiaB et MiaE, dont les deux dernières appartiennent à la classe des métallo-enzymes.

En combinant des méthodes biochimique, spectroscopique et cristallographique, les chercheurs de l'Irig ont identifié les éléments structuraux de MiaE de Pseudomonas putida qui permettent l'amarrage de l'enzyme avec l'ARNt et la canalisation de l'oxygène moléculaire, ces deux évènements étant les primo-processus essentiels qui initient l'hydroxylation (ajout de –OH). Un modèle structural du complexe MiaE-ARNt a été simulé sur la base des structures cristallographiques, des résultats biochimiques et spectroscopiques.

L'ensemble de ces résultats ouvrent la voie à la compréhension des mécanismes impliqués dans la reconnaissance enzyme-substrat dans le cadre des réactions de modification des ARNt.


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