NS5B est l’ARN polymérase du virus de l’hépatite C (VHC). Sa structure a beaucoup été étudiée par radiocristallographie, elle contient trois sous-domaines appelés doigts, paume et pouce. Cependant, les études structurales de cette protéine en solution sont très limitées. La résonance magnétique nucléaire (RMN) a été utilisée pour étudier NS5B en solution ainsi que son interaction avec différents partenaires. L’emploi d’un échantillon de NS5B (65kDa) perdeuterée et sélectivement enrichie au niveau des méthyles 1 des résidus d’isoleucines a permis d’obtenir un spectre simplifié et de bonne qualité. Cette étude a confirmé la présence d’une dynamique particulière dans le pouce et a permis de mettre en évidence des effets à longues distances que se transmettent aux autres sous-domaines. Cette approche a alors été utilisée pour étudier l’interaction entre NS5B et le domaine 2 de la protéine NS5A (NS5A-D2) du VHC. Celui-ci est un domaine intrinsèquement désordonné qui interagit directement avec NS5B in vitro. Nous avons identifié que NS5A-D2 se lie via deux sites d’interaction sur le sous-domaine du pouce. Puisqu’un de ces sites est le site de liaison de l’inhibiteur allostérique filibuvir, nous avons étudié la liaison de cette molécule à la polymérase. Sa liaison cause des effets à longues distances tout au long de NS5B. Enfin, nous avons caractérisé la liaison d’un ARN simple brin à NS5B et nous avons identifié que NS5A-D2 et filibuvir réduisent mais ne suppriment pas l’interaction de NS5B avec l’ARN. L’analyse de NS5B par RMN en solution a permis d’étudier des interactions et d’accéder à des paramètres dynamiques très complémentaires des études cristallographiques. / NS5B is the hepatitis C virus (HCV) RNA-dependent RNA polymerase. This protein has been extensively studied by X-ray crystallography and shows an organization in three subdomains called fingers, palm and thumb. Whereas static crystallographic data are abundant, structural studies of this protein in solution are limited. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy was used to study the 65 kDa NS5B in solution as well as its interaction with binding partners. It was characterized using selective isotopic labeling of isoleucine side-chain methyl groups, which gives rise to a simplified NMR spectrum with an improved signal-to-noise ratio. This characterization confirmed the presence of particular dynamics in the subdomains, especially in the thumb, as well as long-range effects that are transmitted through to other subdomains. Furthermore, this system was used to investigate the binding of the domain 2 of NS5A (NS5A-D2), a disordered domain of another HCV protein that has been shown to directly interact with NS5B in vitro. With paramagnetic relaxation enhancement experiments we showed that NS5A-D2 binds to NS5B via, at least, two binding sites on the thumb subdomain. As one of these sites was the binding site of allosteric inhibitor filibuvir, we characterized the binding of this small molecule to NS5B by NMR and found long-range effects of its binding throughout the polymerase. Finally, we studied the binding of a small RNA template strand to NS5B and found that both NS5A-D2 and filibuvir reduce but do not abolish the interaction between the polymerase and RNA. In sum, NMR spectroscopy was used to study dynamic properties of NS5B and its interactions with binding partners.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2017LIL10117 |
| Date | 21 November 2017 |
| Creators | Mamigonian Bessa, Luíza |
| Contributors | Lille 1, Hanoulle, Xavier, Schneider, Robert |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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