Déterminants moléculaires et prédiction de la liaison des protéines aux membranes de différentes compositions biologiques

不同生物组合物的蛋白质和膜的连接终止子分子和预测

• 批准号: RGPIN-2022-04721
• 负责人: Lague, Patrick
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Université Laval
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2022-01-01 至 2023-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=744414
• 关键词: terminants; mol; culaires; et; pr

Les membranes cellulaires forment des structures interfaciales fondamentales pour tous les êtres vivants. Ces structures sont composées de molécules complexes, majoritairement des lipides et des protéines. Les lipides sont des molécules amphiphiles se regroupant spontanément en bicouches, formant le cour des membranes cellulaires. Les protéines sont en quantité variable et ont des fonctions spécifiques : cytosquelette, enzymes, transport, récepteurs, etc... Les membranes cellulaires sont composées de plusieurs types de lipides. Ces compositions, souvent asymétriques entre les deux feuillets, varient grandement parmi les organismes vivants, d'une espèce à l'autre, ou même selon le stade de croissance, le genre et les conditions environnementales. Cette diversité dans la composition lipidique des membranes cellulaires permet de moduler ses propriétés physiques, offrant un milieu d'ancrage ayant des propriétés physique précises, et ainsi moduler la liaison et la fonction des protéines. La modélisation moléculaire est une approche unique et essentielle pour l'étude de la structure et de la dynamique des membranes complexes et des interactions protéines-lipides à l'échelle atomique. Les progrès récents dans les champs de forces des lipides, l'automatisation des simulations, la puissance des ordinateurs et la disponibilité de logiciels d'analyse ont grandement facilité la modélisation de membranes de plus en plus représentatives de la composition membranaire des organismes vivants. Toutefois, il existe toujours un frein majeur à la modélisation de la liaison des protéines à des membranes de compositions lipidiques complexes. En effet, les résultats finaux dépendent encore fortement de la topologie membranaire de la protéine utilisée au début de la trajectoire et, à notre connaissance, il n'existe pas d'outil rapide permettant de prédire la topologie membranaire d'une protéine en fonction de la composition lipidique de la membrane. Les objectifs spécifiques de notre programme de recherche pour les cinq prochaines années sont de 1) déterminer la distribution membranaire des acides aminés pour huit compositions membranaires différentes, soit les membranes de bactéries à Gram négatif (membranes intérieure et extérieure) et à Gram positif, fongique et de mammifère (plasmique moyenne et du cerveau), en plus des effets du genre et de l'âge pour la membrane plasmique de mammifère; et de 2) développer une méthode rapide et fiable pour la prédiction de l'orientation et de l'insertion des protéines dans les membranes tenant compte de la composition membranaire. Ce dernier objectif est construit à partir des connaissances acquises au premier objectif. En plus d'offrir un outil essentiel à la modélisation des protéines membranaires, ces travaux permettront d'approfondir la compréhension des interactions qui conduisent à la liaison des peptides et des protéines aux membranes de différentes compositions lipidiques.

细胞膜形成了图斯所有存活者的基本界面结构。这些结构由分子复合物组成，主要是脂类和蛋白质。两亲分子的脂质自发地存在于细胞膜上。Les protéines sont en quantité variable et ont des fonctions spécifiques：cytosquelette，enzymes，transport，réceptides，etc.细胞膜由多种类型的脂质组成。这些作品，常常是两个小作品之间的不对称，不同的大部分是生活的有机体，对其他人有一种期望，或者仅仅是十字路口、体裁和条件。这种多样性在组成上是由具有物理特性的细胞膜渗透而成的，它提供了一种具有物理特性的环境，并能调节蛋白质的联系和功能。 分子修饰是研究原子膜复合物的结构和动力学以及蛋白质-脂质相互作用的一种独特而重要的方法。在脂类作用力、模拟自动化、协调员能力和逻辑分析能力方面的进展促进了生物膜组成的改进。然而，它始终存在着一种主要的方式，即对蛋白质与复合物膜之间的联系进行改造。实际上，最终的结果取决于蛋白质的膜拓扑结构，Au开始于膜，并且，我们认识到，它不存在快速渗透膜拓扑结构的方法，该膜拓扑结构是基于膜的组成成分。 本研究计划的具体目标是：1）确定不同膜成分氨基酸的膜分布，从而确定革兰氏阴性菌的膜（内膜和外膜）和革兰氏阳性、牙龈和乳房（plasmique moyenne et du cerveau），en plus des effets du genre et de l'âge pour la membrane plasmique de mammifère;以及2）采用一种快速可行的方法来预测蛋白在膜中的取向和插入，该方法包括膜的组成。最后一个目标是由所获得的Au知识的一部分来实现的。此外，还提供了一种对膜蛋白进行修饰所必需的方法，该方法可使肽和蛋白与不同组成的膜之间的相互作用更加全面。