Structure et dynamique moléculaire de la protéine FtsZ

FtsZ est une protéine indispensable à la multiplication bactérienne. Elle est une cible thérapeutique intéressante dans la recherche de nouvelles molécules antibiotiques. FtsZ se polymérise en filaments qui s'assemblent en une structure : le "Z-ring". FtsZ est une GTPase qui lie et hydrolyse le GTP, pour donner un GDP. L'objectif de cette thèse est d'étudier par dynamique moléculaire l'influence du nucléotide GTP/GDPet de l'ion Mg2+ sur les changements conformationnels ainsi que sur la dynamique de FtsZ. Une première approche a consisté à étudier le monomère de FtsZ. Ces simulations n'ont révélé que peu d'influence de la nature du nucléotide sur la structure. Cependant, la présence de l'ion Mg2+ dans la poche du nucléotide provoque des changements conformationnels de FtsZ-GDP ainsi qu'un mouvement du GDP au sein du site actif. Dans la deuxième partie, l'étude du dimère de FtsZ a permis d'explorer en plus de l'influence du nucléotide, celle de l'état de protonation des chaînes latérales de trois acides aspartiques (Asp72A, Asp235B et Asp238B) présents à l'interface. Les résultats ont démontré que les chaînes latérales des Asp235B et 238B doivent être protonées pour que le dimère FtsZ-GTP-Mg soit stable. D'autre part, dans le dimère FtsZ-GDP-Mg en solution, la protonation des Asp 235B et 238B provoque une courbure du dimère avec un éloignement des monomères et un déplacement du GDP à l'interface. Cette séparation ressemble à un début de dépolymérisation. le GDP et l'ion Mg2+ provoquent des déformations du monomère et du dimère de FtsZ. Une étude approfondie de la protonation des résidus de l'interface permettrait de mieux comprendre la polymérisation et l'hydrolyse du GTP.