Thème 3

Organisation supramoléculaire des membranes et des protéines membranaires

Les facteurs qui contrôlent la formation des supercomplexes et leur signification fonctionnelle restent controversés. L'encombrement d'une membrane biologique avec des complexes protéiques influence l'organisation de la membrane. Celle-ci conditionnera à son tour la diffusion de substrats et signaux soit (1) en promouvant des canaux entre les complexes, (2) en maintenant une distribution pseudo-aléatoire en dépit de l'encombrement , (3) en créant des voies rapides pour la circulation des substrats ou (4) plus indirectement en modifiant la forme de la membrane comme cela a été proposé pour les crêtes mitochondriales.

Nos connaissances sur les conséquences fonctionnelles de l'organisation de l'ultrastructure des membranes biologiques restent fragmentaires. Cependant, on peut constater de grandes variations dans la topologie des membranes ainsi que la dynamique de leur organisation supramoléculaire. Le but de ce projet est de combler ce vide en combinant des études structurales à hautes résolution avec des études fonctionnelles. Celles-ci devraient permettre de déterminer si la fonction de l'ensemble dépasse celle de la somme des composantes individuelles.

Les membranes bioénergétique sont le lieu idéal pour ce type de questions, elles se retrouvent chez tous les êtres vivants et obéissent aux mêmes principes fondamentaux. Cependant, la topologie et la dynamique de ces membranes diffèrent. On peut mentionner comme exemple les supercomplexes, c'est à dire des assemblages qui regroupent plusieurs complexes et fonctions enzymatiques dans une chaîne réactionnelles; ceux-ci ont été bien décrit dans les membranes mitochondriales et chloroplastiques de nombreux organismes et montrent que certains sont suffisamment stables pour être l'objet d'études biochimiques et structurales, tandis que d'autres sont beaucoup plus dynamiques. Ceci pose la question de l'architecture et du rôle fonctionnel des supercomplexes.

hydro

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ubiquinone

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