Une étude, dont les résultats intitulés «Regulation of measles virus gene expression by P protein coiled-coil properties» ont été publiés dans la revue Science Advances, a permis, grâce à des investigations fonctionnelles et structurales couplées à la modélisation, d'apporter un nouvel éclairage sur l’interaction entre deux protéines du complexe polymérase intervenant dans la réplication du virus de la rougeole: la protéine P stabilise la polymérase à la manière d’un exosquelette dynamique via la cohésion d’un cœur d’hélices surenroulées.

Relevons tout d'abord que, chez le virus de la rougeole, qui est «membre de la famille des Paramyxoviridae» (*), le génome «est un ARN simple brin (de polarité négative)» qui «a une double fonction matricielle»: il sert, d'une part, «à synthétiser chacun des transcrits viraux à partir desquels seront traduits les protéines virales» et, d’autre part, il sert, dans une seconde étape, «de matrice pour synthétiser une copie ARN complète du génome (de polarité positive) qui sera à son tour à l’origine de nouvelles particules virales infectieuses».

Concrètement, «l'enzyme responsable de la synthèse des ARN viraux est la polymérase, ou protéine L, une protéine de grande taille qui possède tous les domaines enzymatiques nécessaires à la synthèse et la maturation des ARN viraux». Comme «la production de cette polymérase est délicate car il faut que la chaîne polypeptidique se replie correctement, et que les domaines enzymatiques soient aussi correctement orientés les uns par rapport aux autres», un 'cofacteur', la protéine P, intervient «qui s’associe étroitement à la protéine L dès le début de la traduction de cette dernière».

Cette protéine P 'soutient' protéine L «au fur et à mesure de sa synthèse à la manière d’un exosquelette dynamique pour permettre son repliement ordonné et correct». Du fait que «l'ARN génomique du virus de la rougeole est recouvert par un homopolymère de protéines N, formant ainsi une nucléocapside hélicoïdale», le génome «étant enfoui dans cette structure», la protéine P «assure la fixation de la polymérase L sur la nucléocapside via son domaine C-terminal (P_XD) qui se lie à l’extrémité C-terminale de la protéine N (N_TAIL)». En fait, «cette extrémité est très souple et assimilable à des poils hérissés au-dessus d’une chenille dont le corps serait la partie relativement rigide de la nucléocapside».

En pratique, «quatre chaines de P s’associent entre elles pour former un homo-tétramère qui est la forme active de ce cofacteur». Cette tétramérisation de P «repose sur l’auto-assemblage d’une hélice alpha centrale pour former une 'hélice d’hélices' ou hélice surenroulée ('coiled coil' en anglais) à la manière d’une corde torsadée ou toron». De plus, «de part et d’autre de ce cœur tétramérique, émergent de longues séquences très souples, sans structure régulière (dites intrinsèquement désordonnées). La région désordonnée en aval du cœur tétramérique se termine par le domaine globulaire P_XD assurant l’ancrage de P sur la nucléocapside».

Pour sa part, l'étude ici présentée établit, «en combinant des approches biochimiques, moléculaires, cellulaires, de biologie structurale et de modélisation», une cartographie «plus fine du site de fixation de la L sur la P», et elle révèle «le rôle critique de la partie C-terminale de l’hélice surenroulée dans le maintien de la L dans une conformation stable».

En outre, il est apparu «que pour assurer la capacité de L à synthétiser un ARN viral, la P requiert (i) la présence et la position d’une irrégularité du pas d’hélice dans le cœur surenroulé entraînant la formation d’un coude et (ii) une force de cohésion très précise entre les quatre hélices alpha de ce coeur».

Par ailleurs, comme «les structures des protéines P et L sont semblables chez les autres Paramyxoviridae responsables de nombreuses pathologies animales et/ou humaines (maladie de Carré du chien, encéphalite à virus Nipah, bronchiolite, oreillons … )», on peut «supposer que leurs protéines P et L interagissent de manière similaire». De la sorte, «le maintien de l’interaction L-P constituerait une contrainte majeure à laquelle ce couple protéique aurait été sujet au cours de l’évolution afin de conserver une activité optimale pour la multiplication de ces virus».

Au bout du compte, «ce mode complexe d’interaction entre deux protéines constitue d’une part une nouvelle cible moléculaire potentielle pour concevoir des antiviraux et, d’autre part, élargit la panoplie des fonctions biologiques assurées par les structures en hélices alpha surenroulées dans le monde du vivant».

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(*) Paramyxoviridae