Marie-Christine Maurel
La découverte des ribozymes a considérablement renforcé l’hypothèse du monde ARN, selon laquelle la forme de vie actuelle aurait été précédée par une forme de vie plus simple, dans laquelle la molécule d’ARN aurait servi à la fois de support d’information génétique et de catalyseur métabolique. Pour la première fois, parmi les nombreuses études sur les ribozymes, nous avons analysé l’influence de la pression hydrostatique sur la catalyse par un ribozyme. Les hautes pressions présentent un intérêt particulier lorsque l’on s’intéresse au comportement des macromolécules dans des conditions environnementales extrêmes ou aux origines de la vie.
Des études cinétiques de l’auto-coupure du ribozyme en épingle à cheveux ont été effectuées sous des pressions allant de 1 à 200 MPa. Le volume d’activation de la réaction (34 ml/mole) calculé à partir de ces expériences est du même ordre de grandeur que celui des enzymes protéiques et reflète une compaction importante de la molécule d’ARN au cours de la catalyse, associée à l’expulsion de molécules d’eau hors du ribozyme. Des études cinétiques ont également été réalisées sous pression osmotique, et confirment le mouvement de molécules d’eau (78 molécules d’eau par molécule d’ARN). Ces résultats sont en accord avec des études structurales indiquant que les boucles A et B du ribozyme entrent en contact étroit durant la formation de l’état de transition. Cette étude démontre non seulement la validité de la barobiochimie pour l’étude des catalyses à ARN, mais donne également un point de vue complémentaire sur les mécanismes catalytiques des ribozymes. La compréhension du comportement des macromolécules dans des conditions extrêmes est une étape importante dans l’études des origines de la vie et dans la mise au point d’outil de détection de molécules organiques “fossiles” ou inclus dans des échantillons fossiles ou spatiaux.
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The catalytic mechanism of hairpin ribozyme studied by hydrostatic pressure
Tobé, S., Heams, T., Vergne, J., Hervé, G., Maurel, M-C
Nucleic Acids Research, 2005, Vol. 33, No. 8 2557-2564
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