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Journal articles
Atomic view of the histidine environment stabilizing higher-pH conformations of pH-dependent proteins
Céline Valéry
1, 2
Stéphanie Deville-Foillard
3, 4
Christelle Lefebvre
5
Nuria Taberner
1
Pierre Legrand
6
Florian Meneau
6
Cristelle Mériadec
5
Camille Delvaux
4, 3
Thomas Bizien
5
Emmanouil Kasotakis
4, 3
Carmen Lopez-Iglesias
7
Andrew Gall
4, 3
Stéphane Bressanelli
8, 4
Marie-Hélène Le Du
9, 4
Maıté Paternostre
4, 8
Franck Artzner
5
1
IPSEN
8
IMAPP - Interactions et mécanismes d’assemblage des protéines et des peptides
B3S - Département Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale
9
INTGEN - Enveloppe Nucléaire, Télomères et Réparation de l’ADN
B3S - Département Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale
Céline Valéry 1, 2
Author
Stéphanie Deville-Foillard 3, 4
Author
Christelle Lefebvre 5
Author
Nuria Taberner 1
Author
Pierre Legrand 6
Author
Florian Meneau 6
Author
Cristelle Mériadec 5
Author IdHAL : cristelle-meriadec
Camille Delvaux 4, 3
Author
Thomas Bizien 5
Author
Emmanouil Kasotakis 4, 3
Author
Carmen Lopez-Iglesias 7
Author
Andrew Gall 4, 3
Author IdHAL : andrew-gall ResearcherId : http://www.researcherid.com/rid/U-5819-2019
Stéphane Bressanelli 8, 4
Author
Marie-Hélène Le Du 9, 4
Author
Maıté Paternostre 4, 8
Author IdHAL : maite-paternostre ORCID : https://orcid.org/0000-0002-3303-8959
Franck Artzner 5
Author IdHAL : franck-artzner ResearcherId : http://www.researcherid.com/rid/A-7809-2010
2
UC-BIC - Biomolecular Interaction Centre [UC, Christchurch] (University of Canterbury,
Private Bag 4800,
Christchurch 8140,
New Zealand - New Zealand)
- University of Canterbury [Christchurch] (20 Kirkwood Avenue, Upper Riccarton, Christchurch 8041, Nouvelle-Zélande - New Zealand)
3
I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/I2BC (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR 9198 (France)
4
IBITECS - Institut de Biologie et de Technologies de Saclay (CEA Saclay bat 532 91191 Gif sur Yvette cedex - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DSV/IBITECS (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
5
IPR - Institut de Physique de Rennes (Bâtiment 11A , B, C, E – 10B
263 av. Général Leclerc
35042 Rennes cedex FRANCE - France)
- UR1 - Université de Rennes 1 (2 rue du Thabor - CS 46510 - 35065 Rennes cedex - France)
- UNIV-RENNES - Université de Rennes (France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6251 (France)
6
SSOLEIL - Synchrotron SOLEIL (L'Orme des Merisiers Saint-Aubin - BP 48 91192 GIF-sur-YVETTE CEDEX - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UR1 (France)
7
Cryo-Electron Microscopy Unit, Scientific and Tecnological Centers (Spain)
- University of Barcelona (Gran Via de les Corts Catalanes, 585, 08007 Barcelona - Spain)
8
IMAPP - Interactions et mécanismes d’assemblage des protéines et des peptides (I2BC, Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex
- France)
- B3S - Département Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale (I2BC, Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
- I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/I2BC (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR 9198 (France)
- I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
9
INTGEN - Enveloppe Nucléaire, Télomères et Réparation de l’ADN (I2BC, Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex
- France)
- B3S - Département Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale (I2BC, Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
- I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/I2BC (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR 9198 (France)
- I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
Abstract : External stimuli are powerful tools that naturally control protein assemblies and functions. For example, during viral entry and exit changes in pH are known to trigger large protein conformational changes. However, the molecular features stabilizing the higher pH structures remain unclear. Here we elucidate the conformational change of a self-assembling peptide that forms either small or large nanotubes dependent on the pH. The sub-angstrom high-pH peptide structure reveals a globular conformation stabilized through a strong histidine-serine H-bond and a tight histidine-aromatic packing. Lowering the pH induces histidine protonation, disrupts these interactions and triggers a large change to an extended b-sheet-based conformation. Re-visiting available structures of proteins with pH-dependent conformations reveals both histidine-containing aromatic pockets and histidine-serine proximity as key motifs in higher pH structures. The mechanism discovered in this study may thus be generally used by pH-dependent proteins and opens new prospects in the field of nanomaterials.
Document type :
Journal articles
Domain :
Complete list of metadatas
https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-01201915
Contributor : Magali Le Discorde <>
Submitted on : Friday, September 18, 2015 - 12:28:50 PM
Last modification on : Wednesday, October 14, 2020 - 3:40:14 AM
Long-term archiving on: : Tuesday, December 29, 2015 - 8:39:51 AM
Contributor : Magali Le Discorde <>
Submitted on : Friday, September 18, 2015 - 12:28:50 PM
Last modification on : Wednesday, October 14, 2020 - 3:40:14 AM
Long-term archiving on: : Tuesday, December 29, 2015 - 8:39:51 AM
File
36813.pdf
Publication funded by an institution
Identifiers
- HAL Id : cea-01201915, version 1
- DOI : 10.1038/ncomms8771
- PUBMED : 26190377
- PUBMEDCENTRAL : PMC4518280
Collections
CEA | CNRS | UNIV-RENNES1 | IPR | IPR-MM | CEA-UPSAY | UR1-UFR-SPM | I2BC | UNIV-PARIS-SACLAY | SYNCHROTRON-SOLEIL | OSUR | CEA-DRF | UNIV-RENNES | SB2SM | JOLIOT | I2BC-SACLAY
Citation
Céline Valéry, Stéphanie Deville-Foillard, Christelle Lefebvre, Nuria Taberner, Pierre Legrand, et al.. Atomic view of the histidine environment stabilizing higher-pH conformations of pH-dependent proteins. Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, 6 (1), pp.7771. ⟨10.1038/ncomms8771⟩. ⟨cea-01201915⟩
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