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Personne :
Pham, Van Dung

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Projets de recherche

Structures organisationnelles

Fonction

Nom de famille

Pham

Prénom

Van Dung

Affiliation

Université Laval. Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique

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Identifiant Canadiana

ncf13715861

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Résultats de recherche

Voici les éléments 1 - 1 sur 1
  • PublicationAccès libre
    Structural and functional studies of the acetylcholinesterase ChoE from Pseudomonas aeruginosa
    (2021) Pham, Van Dung; Shi, Rong; Lévesque, Roger C.; Charette, Steve.
    L'acétylcholine (ACh), bien connue comme neurotransmetteur chez les animaux, est le substrat des acétylcholinestérases eucaryotes et procaryotes (AChE). La structure et la fonction des AChE de mammifères ont été bien étudiées en raison de leur importance à la fois dans les synapses cérébrales cholinergiques, dans le système nerveux périphérique et également comme une cible médicamenteuse clé pour de nombreuses maladies telles que la maladie d'Alzheimer chez les humains. En revanche, les acétylcholinestérases procaryotes restent mal comprises malgré une longue historique d'études. La bactérie Pseudomonas aeruginosa possède le système d'acquisition de la choline comprenant l'enzyme ChoE, qui aide à importer la choline comme source de nutriments. Fait intéressant, ChoE a été identifiée comme une acétylcholinestérase putative qui présente des propriétés enzymatiques similaires aux AChE de mammifères malgré sa taille beaucoup plus petite. Dans ce travail, pour mieux comprendre l'acétylcholinestérase d'origine procaryote, nous avons effectué la caractérisation structurale et biochimique de ChoE en utilisant la cristallographie aux rayons X et l'enzymologie comme approches primaires. Nous avons démontré que ChoE est indispensable à la croissance de P. aeruginosa lorsque l'acétylcholine est utilisée comme seule source de carbone et d'azote. Un ensemble complet de structures à haute résolution de ChoE a été obtenu, y compris des complexes avec des substrats, des produits, un intermédiaire acyle ainsi qu'un inhibiteur. Ces structures ont révélé les déterminants moléculaires de la reconnaissance du substrat, des instantanés des différentes étapes catalytiques et la base moléculaire de l'inhibition du substrat à des concentrations élevées de substrat. D'après ces résultats, la libération retardée du produit acétate facilite la liaison non productive du substrat, provoquant l'inhibition du substrat. En utilisant une série de mutants, nous avons étudié le rôle des résidus critiques dans la triade catalytique, le trou oxyanion et la poche de liaison de la choline, tels que Ser38, Tyr106, Asn147, Asp285, Trp287 et His288. Ces résultats ont révélé que Ser38 et His288 dans la triade catalytique sont essentiels pour l'activité ChoE tandis que Asp285 n'est pas essentiel. Conformément au mécanisme moléculaire déduit de ces structures, l'inhibition du substrat est abolie ou considérablement atténuée chez les mutants N147A, Y106A, D285N et W287A. Par-dessus tout, nous avons identifié trois conformations distinctes de Ser38 catalytique, dont la plasticité conformationnelle contrôle vraisemblablement la géométrie du site actif et donc les états fonctionnels de ChoE, ce qui est également corroboré par notre analyse structurale d'autres hydrolases SGNH. En résumé, ces travaux ont fourni des informations moléculaires sans précédent sur les acétylcholinestérases bactériennes et la famille des hydrolases SGNH.