#trendsinbiochemicalsciences #ATPase Structure et Rôles des ATPases de type V

Structure et Arrangement des Sous-Unités de la V-ATPase de Levure

Les sous-unités de la région soluble V₁ sont désignées par des lettres majuscules, alors que les sous-unités de la région V₀ incorporée dans une membrane sont désignées par des lettres minuscules. Les sous-unités A (jaune) et B (rouge) forment trois assemblages catalytiques par paires qui se lient à l’ATP et l’hydrolysent, avec pour résultat des changements induisant des rotations de la tige centrale qui est composée des sous-unités D (bleu), F (lila) et d (cyan). La sous-unité E (pourpre) et G (brun roux), forment trois tiges périphériques qui mettent les régions V₁ et V₀ par des interactions avec les sous-unités C (brun), H (orange), et le domaine N-terminal (NT) soluble de la sous-unité a (a_NT). Le domaine C-terminal (CT) de la sous-unité a (a_CT, vert) contient deux demi-chaînes de transport de protons décalées. L’anneau c est composé de huit sous-unités c promoteur (rose clair et rose foncé), sous-unités c’ (magenta), et sous unités c’’ (pourpre). La région V₀ incorporée dans  une membrane contient aussi des sous-unités e (bleu foncé), f (rouge foncé) et Voa1p (rouge-orange).

Les ATPases de type V (V-ATPases) sont des complexes protéiques incorporés dans une membrane, qui agissent en tant que pompes à protons, mues par l’hydrolyse de l’ATP. Les V-ATPases sont une source primaire d’acidification des organelles cellulaires chez tous les eucaryotes, les rendant essentielles pour beaucoup de processus cellulaires. L’activité enzymatique peut être modulée par le désassemblage du complexe à la fois soumis à régulation et réversible, et plusieurs sous-unités de V-ATPase de mammifères arborent de multiples isoformes, localisées de manière différentielle. Bien que les propriétés biochimiques des différentes isoformes soient actuellement inconnues, les mutations identifiées dans des sous-unités spécifiques d’isoformes ont été associées à des pathologies variées, faisant des V-ATPAses des cibles potentielles pour l’action des médicaments. C’est chez Saccharomyces cerevisiae que la structure et l’activité des V-ATPases ont été le mieux caractérisées, où des structures récentes ont révélé des détails de dynamique enzymatique, du site de translocation des protons, et de changements conformationnels associés à un désassemblage réglé et une autoinhibition. Thamiya Vasanthakumar, John L. Rubinstein, dans Trends in Biochemical Sciences, publication en ligne en avant-première, 28 janvier 2020

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#Cell #exclusif #Sacchromycescerevisiae #fluxmétaboliques Reprogrammation du métabolisme de la levure de la fermentation alcoolique à la lipogenèse

Ingénierie métabolique sur Saccharomyces cerevisiae
FFA overproducing strain = Lignée surproduisant des acides gras libres
Synthetic oil yeast = levure produisant du pétrole de synthèse

L’ingénierie des microorganismes pour la production de carburants et de produits chimiques requière souvent une reprogrammation majeure du métabolisme, afin d’assurer un flux élevé vers le produit souhaité. Tout cela représente un défi, du fait que des millions d’années d’évolution ont résulté en l’établissement d’une régulation serrée du métabolisme pour une croissance optimale des organismes dans l’habitat naturel. 

Ici, nous montrons par le truchement de l’ingénierie métabolique qu’il est possible d’altérer le métabolisme de Saccharomyces cerevisiae, partant de la fermentation alcoolique traditionnelle et aboutissant à un métabolisme de lipogenèse pure, résultant en une production élevée d’acides gras libres. Par ingénierie métabolique et processus à conception ciblée, nous avons volontairement provoqué une altération du trafic métabolique subcellulaire, de l’approvisionnement finement modulé en NADH et ATP, et diminué les flux de carbone constituant la biomasse, permettant ce faisant la production de 33.4 g/L d’acides gras libres extracellulaires. Nous démontrons par la suite que le métabolisme de la lipogenèse peut remplacer la fermentation éthanolique par la suppression de la pyruvate décarboxylase suivi d’une évolution adaptative en conditions de laboratoire. Le séquençage génomique de lignées évoluées a montré que les mutations de la pyruvate kinase sont essentielles à l’expression de ce phénotype. Tao Yu, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 9 août 2018

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct

Mobilité de l’ADN lors de la réparation d’une cassure double-brin

Différentes lésions de l'ADN et mécanismes chargés de leur réparation. Les différentes sources (endogènes ou exogènes) de dommages de l'ADN et les différents types de lésions ainsi que leurs mécanismes de réparation sont schématisés. (...). In Cancer Radiothérapie Volume 16, Issue 1, February 2012, Pages 1 - 10
Source iconographique et légendaire: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1278321811000916

L’organisation et la dynamique de l’ADN affecte beaucoup de processus biologiques tels que la régulation génique et la réparation de l’ADN. Dans cette revue de littérature, nous présentons les dernières études relatives à la mobilité de l’ADN, dans le cadre d’une dégradation de l’ADN. De récentes études démontrent que la mobilité de l’ADN est significativement augmentée en présence de cassures double-brin chez la levure Saccharomyces cerevisiae. En conséquence, les chromosomes occupent un volume nucléaire plus important, facilitant l’appariement des chromosomes homologues, mais augmentant du même coup le taux de recombinaison ectopique*.  Une dynamique de l’ADN augmentée dépend de plusieurs protéines de recombinaison homologue (HR) et nous commençons tout juste à comprendre les mécanismes de régulation de la dynamique des chromosomes après dégradation de l’ADN. Judith Miné-Hattab and Rodney Rothstein, in Trends in Cell Biology, online 15 July 2013, in press

*La recombinaison ectopique désigne la recombinaison entre séquences répétées dispersées. (cf www.liris.cnrs.fr/Documents/Liris-4161.pdf)  

Source: Science Direct / Traduction et adaptation: NZ