TOLL ACTIV STRUCT MIME 2007

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La réponse immunitaire innée chez la Drosophile est basée entre autre
sur la synthèse de peptides antimicrobiens en réponse à une infection.
Cette synthèse est sous le contrôle de la voie Toll et de la voie Imd. Le
projet porte sur la compréhension des mécanismes moléculaires allant
de la reconnaissance des microbes à l’activation de cascades
protéolytiques de signalisation et aboutissant à l’activation de la réponse
proprement dite. Les protéines que nous avons étudiées sont
représentées dans le schéma ci-dessous.
TOLL ACTIV STRUCT
MIME 2007
Bases moléculaires et structurales de l'activation du récepteur Toll
au cours de la réponse immunitaire innée chez la drosophile
Contexte du projet
Nous avons cloné, exprimé en cellules S2 de drosophile et purifié une
quarantaine de constructions correspondant aux différentes protéines
impliquées dans la réponse immunitaire chez la Drosophile. Nous avons
résolu 7 structures cristallines couvrant les différentes familles de
protéines étudiées : des protéine de reconnaissance (PGRP-SD,
PGRP-LF1 et LF2, GNBP3-Nter, GNBPlike-3), une CLIP-protéase
(Grass) et une protéine surexprimée après une infection virale
(Chifoumi).
Résultats obtenus
◆ Kellenberger C., Leone P., Coquet L., Jouenne T., Reichhart J. M. and Roussel A. (2011)
Structure-function analysis of grass clip serine protease involved in Drosophila toll pathway
activation. J Biol Chem 286, 12300-7.
◆ Basbous N., Coste F., Leone P., Vincentelli R., Royet J., Kellenberger C. and Roussel A.
(2011) The Drosophila peptidoglycan recognition protein PGRP-LF interacts with PGRP-LC to
down regulate the Imd pathway EMBO Reports 12, 327-33.
◆ Mishima Y., Quintin J., Aimanianda V., Kellenberger C., Coste F., Clavaud C., Hetru C.,
Hoffmann J. A., Latge J. P., Ferrandon D. and Roussel A. (2009) The N-terminal domain of
Drosophila Gram-negative binding protein 3 (GNBP3) defines a novel family of fungal pattern
recognition receptors. J Biol Chem 284, 28687-97.
◆ Mishima Y., Coste F., Bobezeau V., Hervouet N., Kellenberger C. and Roussel A. (2009)
Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray analysis of the N-terminal domain
of GNBP3 from Drosophila melanogaster. Acta Crystallogr Sect F 65, 870-3.
◆ Leone P., Bischoff V., Kellenberger C., Hetru C., Royet J. and Roussel A. (2008) Crystal
structure of Drosophila PGRP-SD suggests binding to DAP-type but not lysine-type
peptidoglycan. Mol Immunol 45, 2521-30.
Publications liées au projet
CONTACT :
Coordinateur: Alain Roussel
AFMB, UMR 6098 CNRS et Universités de
Marseille. [email protected]
Partenaire : Charles Hétru
IBMC,UPR 9022 CNRS, Strasbourg
[email protected]
[email protected]
Conclusion
Grass représente la première structure d’une CLIP-protéase de Drosophile (A). L’analyse de la
structure combinée aux études enzymologique a permis de définir la position de Grass dans la
cacade d’activation du récepteur Toll (B).
Le domaine N-terminal de GNBP3 est capable de
reconnaître les motif β-1,3-glucanes présents à la
surface des champignons (A). Nous avons montré
que cette reconnaissance dépend de la longueur
des chaines de sucres (B). La structure cristalline
de GNBP3-Nter (C) nous a permis de décrypter
le mécanisme moléculaire original mis en jeu et de
montrer que GNBP3-Nter est le représentant
d’une nouvelle famille de récepteurs fongiques.
Les structures des 2
domaines PGRP de PGRP-
LF ont montré qu’ils ne sont
pas capables de lier le
peptidoglycane (A). En
revanche, une étude par
résonance plasmonique de
surface (B) a montré une
interaction entre PGRP-LF
et P GR P- LC c e qu i a
permis de proposer un
nouveau modèle expliquant
le rôle de régulateur négatif
de PGRP-LF dans la voie
Imd (C).
La drosophile est un modèle animal performant, grâce aux nombreux
outils génétiques disponibles, et prédictif comme l'a montré l'histoire du
récepteur Toll et des TLRs. Afin d'aller plus loin dans l'exploitation de ce
modèle, il devient nécessaire de comprendre en détail les mécanismes
moléculaires intimes mis en jeu. Nos études structurales ont apporté un
nouvel éclairage sur les cascades protéolytiques en amont du récepteur
Toll, qui ressemblent aux cascades du complément, et ont permis de
proposer un modèle original pour la régulation négative de la voie Imd,
qui est homologue à la voie du TNFα. De plus, la découverte d'une
nouvelle famille de récepteurs fongiques pourrait avoir des retombées
dans le domaine de la biotechnologie.
A
B
C
A
B C
A
B