Utilisateur:RoxanneGagné
Rôle des protéines de la nucléocapside dans la réplication du VIH[modifier | modifier le code]
Résumé[modifier | modifier le code]
Le cycle de réplication du VIH se fait en plusieurs étapes successives et différentes molécules gouvernent et participent à chacune de ces étapes cruciales lors de la formation des nouvelles particules virales à l ’intérieur de la cellule hôte. Il sera question ici du rôle spécifique des protéines p7 de la nucléocapside du VIH qui participe aux différents processus lors de la dimérisation des molécules d’ARN génomique et de l’encapsidation de ces dernières à l’intérieur des particules virales nouvellement créés et prête à être relarguée.
Origine des protéines de la nucléocapside[modifier | modifier le code]
La nucléocapside du VIH est un ensemble de protéine liée à l’ARN génomique des particules virales. Pour le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) cette enveloppe protéique est formée d’une protéine nommée NCp7 (nucléocapside protéine 7(p7)). Il y a entre mille et deux milles protéine p7 accolées aux molécules d'ARN virale à l'intérieur de chaques particules virales. Les protéines p7 de la nucléocapside sont issues du clivage, par la protéase, du précurseur polyprotéique Pr55gag. Cette polyprotéine de 55kDa provient du gène GAG (goupe antigene gene), qui code aussi pour les protéines formant la matrice et la capside du virus.
Structure de la protéine p7 de la nucléocapside du VIH[modifier | modifier le code]
La protéine p7 joue un rôle primordial dans la dimérisation de l’ARN génomique lors de la réplication du VIH-1 et elle est aussi impliquée dans l’encapsidation du matériel génétique chez les nouvelles particules virales formées. La protéine p7 possède 2 structures en doigt de zinc ainsi que plusieurs régions (trois) formées de résidus (acides aminés) basiques, de part et d’autre des structures en doigt de zinc, qui interagissent avec l’ARN viral et facilitent sa dimérisation en vue de l’encapsidation de l’ARN viral.
Les structures en doigt de zinc[1] de la protéine p7 sont des structures fortement conservées au cours de l’évolution du virus chez le VIH-1. Cette structure est la suivant (C-X2-C-X4-H-X4-C), où X représente un acide aminé variable. La molécule de zinc interagit avec ces acides aminés afin de les refermer en une boucle qui a l’apparence d’un doigt, d’où leur appellation de doigt de zinc.
Les structures en doigt de zinc permettent à la protéine p7 une interaction spécifique entre l’ARN génomique et cette dernière. Si on enlève ces structures de la protéine p7, celle-ci peut toujours se lier à la molécule d’ARN, mais de façon non spécifique, ce qui ne permet pas une dimérisation optimale de l’ARN génomique. De plus, si on enlève les résidus basiques situés de part et d’autre de la structure en doigt de zinc, aucune dimérisation n’est possible. C’est donc dire que la protéine p7 joue un rôle essentielle dans la dimérisation de l’ARN
Rôle de la protéine de nucléocapside p7 dans la réplication du VIH[modifier | modifier le code]
La dimérisation des molécules d’ARN viral débute à l’aide d’une structure secondaire formé pas la molécule d’ARN. Cette structure est situé à l'extrémité 5’ de la molécule d'ARN génomique (dans la région non traduite de la molécule), et elle est nommé DIS (dimer initiation site).Plus spécifiquement la région DIS est située sur la boucle SL1 (stem loop 1).
La première étape de la dimérisation est la formation d’un complexe boucle-boucle (kiss complex) instable qui se forme par complémentarité des bases entre les acides aminés des 2 brins d’ARN au niveau du DIS. La deuxième étape est médiée par la protéine p7 de la nucléocapside qui permet de stabiliser le complexe boucle-boucle car cette dernière lui permet d’adopter une forme plane qui stabilise le lien entre les 2 molécules d’ARN. Ce passage d’une forme instable vers la forme stable se fait vraisemblablement par un mécanisme de fusion intramoléculaire des bases de la tige, en partant de la paire de bases la plus proche de la région boucle-boucle vers l’extrémité de la tige[2]. Les bases d'ARN complémentaires qui étaient à l’origine du complexe restent appariées tout au long du processus de dimérisation de l’ARN.
Bien que la protéine p7 ait un rôle important dans la dimérisation des molécules d’ARN, elle est aussi impliquée dans l’encapsidation de l’ARN génomique virale lors de la formation de nouvelle particule virale. Son implication est du au fait que lors du processus d’encapsidation, l’ARN génomique contient des signaux d’encapsidation situés dans une région nommée ψ (psi)(domaine d’encapsidation) qui comprend les boucle SL1 à SL4, elle comprend donc la région DIS de la boucle SL1, ce qui lie étroitement les processus de dimérisation et d’encapsidation.
Le rôle de la protéine p7 lors de l’encapsidation des nouvelles particules d’ARN génomique viral lors de la réplication du VIH a pu être prouvé grâce a une expérience qui éliminait la présence des structures en doigt de zinc de cette protéine. Il en est résulté une diminution notable du taux d’encapsidation des nouvelles particules d’ARN génomique et donc de la virulence du VIH. Le rôle des résidus basiques flanquants chacune des deux régions en doigt de zinc de la protéine p7 reste en grande partie à être élucidé , cependant il a été démontré que la taille de la région de résidu basique séparant les deux structures en doigt de zinc de la protéine p7 doit être conservée afin de permettre à cette dernière d’entrer en interaction avec la molécule d’ARN génomique.
Plusieurs travaux sont présentement en cours pour déterminer le rôle exact jouer par ces régions de résidus basiques. Bien que quelques pistes de réponses soient disponibles, aucune n’a été confirmée avec conviction, c’est pourquoi je n’en traite pas de facon explicite dans cette article.
Notes et références[modifier | modifier le code]
1-Fabien KIEKEN, Etude structurale par RMN des changements conformationnels de
la séquence SL1 de l’ARN de l’isolat VIH-1laï, Université d'OrléansII (thèse de doctorat en Chimi), 2004, 158 p.
2- C. EGELE, E. SCHAUB, N. RAMALANJAONA, E. PIEMONT, D. FICHEUX, B. ROQUES, J. L. DARLIX & Y. MELY. HIV-1 nucleocapsid protein binds to the viral initiation DNA sequences and chaperones their kissing interactions. J. Mol. Biol., 2004, 342, 453-466.
3-Heinrich G. Göttlinger HIV-1 Gag: a Molecular Machine Driving Viral Particle Assembly and Release ,Department of Cancer Immunology and AIDS, Dana-Farber Cancer Institute, and Department of Pathology, Harvard Medical School, Boston, MA 02115
4-Reicin, A.S., Paik, S., Berkowitz, R.D., Luban, J., Lowy, I. and Goff, S.P. (1995) Linker insertion mutations in the human immunodeficiency virus type 1 gag gene: effects on virion particle assembly, release, and infectivity. J Virol, 69, 642-650.