Les polypeptides naissants stabilisent les ribosomes pour une traduction ininterrompue


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  • Les protéines sont les acteurs clés qui régulent la structure et la fonction cellulaires. L’ADN, qui fonctionne comme le modèle de synthèse des protéines, est d’abord transcrit en un ARN messager (ARNm), qui est ensuite lu et traduit en une chaîne polypeptidique (une protéine “nouveau-née”) par des machines macromoléculaires appelées ribosomes. Ici, le ribosome fonctionne essentiellement comme un tunnel à travers lequel passe le train d’ARNm et dans lequel les acides aminés sont assemblés de manière séquentielle en fonction des séquences d’ARNm pour former un polypeptide.

    Certaines séquences intrinsèques du polypeptide peuvent cependant déclencher une interruption prématurée de la traduction. La synthèse des protéines étant un processus cellulaire essentiel, cet événement peut présenter un grand risque, entraînant un dysfonctionnement des protéines ou la synthèse de protéines incomplètes. Dans les polypeptides naissants (nouvellement synthétisés), cette séquence d’interruption, qui est riche en résidus d’acides aminés chargés négativement, est connue sous le nom de séquence de “déstabilisation intrinsèque des ribosomes” (IRD). Avec de telles séquences dispersées à travers le génome, comment les cellules évitent-elles une terminaison aussi prématurée et assurent-elles une traduction ininterrompue ?

    Une équipe de chercheurs de la Tokyo Tech, dirigée par le professeur Hideki Taguchi, vient de répondre à cette question clé dans leur étude récemment publiée Le journal de l’EMBO article. “Le besoin d’une structure tunnel n’est pas clair, étant donné que la fonction principale du ribosome est simplement de polymériser les acides aminés en un polypeptide. L’architecture tunnel, qui s’étend sur 30 à 40 polypeptides naissants, peut avoir évolué pour équilibrer la stabilisation. et les obstacles de l’allongement de la translation.” explique le professeur Taguchi.

    Les chercheurs ont commencé par analyser le profil large du protéome du système modèle bactérien, Escherichia coli, et identifié des séquences IRD à travers diverses protéines. En construisant des séquences de longueurs variables précédant les motifs IRD, ils ont pu montrer que les séquences peptidiques qui traversent le tunnel ribosomique peuvent contrecarrer la déstabilisation par la séquence IRD d’une manière dépendante de la longueur mais indépendante de la séquence. Ils ont en outre noté que des séquences plus longues étaient associées à une meilleure efficacité de réduction de l’IRD.

    Ensuite, ils ont étudié comment les propriétés des résidus d’acides aminés dans le polypeptide naissant et leur distribution à travers le protéome influencent l’IRD. En utilisant diverses substitutions d’acides aminés précédant la séquence IRD, ils ont découvert que les résidus avec des chaînes latérales plus volumineuses étaient capables de prévenir l’IRD plus efficacement que les plus petits. En outre, ils ont observé un biais dans la séquence des acides aminés à travers le protéome. Fait intéressant, les cadres de lecture ouverts qui codent pour les protéines ont été enrichis en résidus d’acides aminés plus volumineux vers les régions N-terminales qui sont traduites en premier. Les chercheurs supposent que ces résidus volumineux occupent l’entrée du site de sortie ribosomique, stabilisant ainsi la machinerie de traduction en reliant les petites et grandes sous-unités ribosomiques. En outre, lors de l’abrogation de protéines spécifiques dans le tunnel de sortie ribosomique, ils ont constaté une augmentation de l’IRD, suggérant que les interactions entre le peptide naissant et les protéines ribosomiques contribuent à la continuité de la traduction.

    Ensemble, ces résultats indiquent un mécanisme de régulation intrinsèque dans lequel le peptide naissant en collaboration avec le tunnel ribosomique aide à maintenir la stabilité ribosomique et la continuité de l’allongement de la traduction.

    Le professeur Taguchi conclut en disant : « Nos découvertes mettent en évidence un système de rétroaction positive dans lequel le tunnel ribosomique est occupé par son propre produit pour une traduction ininterrompue. Nous rapportons le rôle des chaînes peptidiques naissantes dans le tunnel de sortie ribosomique pour assurer une synthèse protéique efficace.

    La quête de stabilité semble avoir de profondes racines sous-cellulaires.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Institut de technologie de Tokyo. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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