SAYENS, Vandoeuvre-les-Nancy “ Probing the mechanism of peroxiredoxin decamer interaction with its reductase sulfiredoxin from the single molecule to the solution scale”
Nanoscale Horizons (2022) 7(5):515-525.doi:10.1039/d2nh00037g Beaussart A, Canonico F, Mazon H, Hidalgo J, Cianférani S, Le Cordier H, Kriznik A, Rahuel-Clermont S.
Cv
Florent Canonico, 30 ans, a préparé sa thèse sous la direction des docteurs Sophie Rahuel-Clermont, Hortense Mazon et Audrey Beaussart à l’Université de Lorraine au sein de l’équipe Enzymologie Moléculaire et Structurale du laboratoire IMOPA. Il occupe actuellement un poste de chef de projets chargé de l’innovation en biotechnologie dans le Grand Est. Il a effectué son cursus à l’Université de Lorraine et se spécialiser en enzymologie moléculaire au laboratoire IMoPA, sur les mécanismes moléculaires des sulfurtransférases puis les mécanismes d’interaction des peroxyrédoxines avec leurs partenaires redox. Dans l’arsenal antioxydant d’une cellule, les Peroxyrédoxines détoxifient les oxydants peroxydes et jouent un rôle crucial de par leur abondance et leur implication dans des maladies comme les cancers ou les maladies inflammatoires. L’action des Peroxyrédoxines est intimement liée à leur architecture en forme d’anneau composé de 10 unités. Par une stratégie expérimentale multi-échelle combinant microscopie à force atomique, spectrométrie de masse, cinétiques rapides, la dynamique de l’interaction multivalente de la Sulfirédoxine avec chacune des sous-unités constituant la Peroxyrédoxine a été observée, montrant l’impact de ces interactions sur l’édifice en anneau et l’importance de la flexibilité protéique dans cette interaction, dont dépend in fine, la régulation biologique de ces enzymes. Ce travail représente une étape importante dans la compréhension du rôle de la structure décamérique des Peroxyrédoxines dans ses fonctions cellulaires et ouvre la voie à l’étude des interactions de diverses protéines oligomériques.
Contact:
SAYENS Bâtiment INIST – CNRS 2, rue Jean Zay - CS 10310 54519 Vandoeuvre les Nancy
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Résumé de l'article
Peroxiredoxins from the Prx1 subfamily (Prx) are highly regulated multifunctional proteins involved in oxidative stress response, redox signaling and cell protection. Prx is a homodimer that associates into a decamer. The monomer C-terminus plays intricate roles in Prx catalytic functions, decamer stability and interaction with its redox partner the small reductase Sulfiredoxin (Srx), that regulates the switch between Prx cellular functions. As only static structures of covalent Prx-Srx complexes have been reported, whether Srx binding dissociates the decameric assembly and how Prx subunit flexibility impacts complex formation is unknown. Here, we assessed the non-covalent interactions mechanism and dynamics in solution of Saccharomyces cerevisiae Srx with the Prx Tsa1 ten subunits at the decamer level via a combination of multiscale biophysical approaches including native mass spectrometry. We show that the ten subunits of the decamer can be saturated by ten Srx molecules and that the Tsa1 decamer in complex with Srx does not dissociate in solution. Furthermore, the binding events of atomic force microscopy (AFM) tip-grafted Srx molecules to Tsa1 individual subunits were relevant to interactions between free molecules in solution. Combined with protein engineering and rapid kinetics, the observation of peculiar AFM force-distance signatures revealed that Tsa1 C-terminus flexibility controls Tsa1/Srx two-step binding and dynamics and determines force-induced dissociation of Srx from each subunit of the decameric complex in a sequential or concerted mode. This combined approach from the solution to the single-molecule levels offers promising prospects for understanding oligomeric protein interaction with their partners.
