Molecular Simulations of membrane fission mediated by BARS protein - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2019

Molecular Simulations of membrane fission mediated by BARS protein

Simulations Moléculaires des fissions membranaires médiées par la protéine BARS

Résumé

The CtBP1/BARS protein has been shown to cause ATP-hydrolysis-independent membrane fission both in Golgi membranes and liposomes. This memoir analyzes how one putative amphipathic 16-residue α-helical fragment from the C-teminal domain of BARS interacts with membranes using in silico Molecular Simulations. To observe these interactions, we used Molecular Dynamics simulations at atomistic and coarsegrained scales. We used several membrane models ranging from very simple homogeneous lipid bilayers to ones mimicking the composition of the Golgi membranes. These membranes were confronted to several models of the protein fragment varying in secondary structure. Our results show that the protein fragment undergoes a lot of structural change. It interacts with model membranes by sticking to them, mostly via electrostatic interactions between positive residues and negative lipids. We cannot confirm that its structure or properties when detached from the rest of the protein are the same as observed in vivo or in vitro. Running more simulations with bigger domaines of the protein or with an increasing concentration of the peptide in the future could provide more insight on how physical properties of membranes are influenced by the protein and help unveil the mechanism behind membrane fission.
Il a été montré que la protéine CtBP1/BARS cause la fission de membranes golgiennes et de liposomes sans consommation d’ATP. Dans ce mémoire, nous analysons comment un fragment de 16 résidus supposément α-hélicoïdal issu du domaine C-terminal de BARS interagit avec les membranes en utilisant la simulation moléculaire. Pour observer ces interactions, nous avons utilisé des simulations de Dynamique Moléculaire à échelle atomistique et gros-grain. Plusieurs modèles membranaires variant de simples bicouches lipidiques homogènes à des modèles simulant la composition des membranes golgiennes ont été considérés et confrontés à des modèles du fragment de BARS dans adoptant différentes structures secondaires. Nos résultats montrent que la structure du fragment protéique varie fréquemment. Ce fragment interagit avec les modèles membranaires en se plaquant à leur surface via des interactions électrostatiques entre les résidus positifs et les lipides membranaires négatifs. Il n’est pas possible de confirmer que sa structure ou ses propriétés lorsqu’il est séparé du reste de la protéine sont celles observées in vivo et in vitro. Produire plus de simulations avec de plus grands domaines de la protéine ou avec des concentrations croissantes du peptide pourrait permettre d’observer plus en détail comment les propriétés physiques de la membrane sont influencées par la protéine et aider à comprendre le mécanisme de fission engendré par BARS.
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dumas-02369656 , version 1 (19-11-2019)

Identifiants

  • HAL Id : dumas-02369656 , version 1

Citer

Thomas Le Métayer. Molecular Simulations of membrane fission mediated by BARS protein. Life Sciences [q-bio]. 2019. ⟨dumas-02369656⟩
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