Comparaison des structures obtenues : modèle de transition structurale entre les particules intermédiaires et tardives.

La comparaison des sections des deux structures obtenues montre que la particule pré- 40S RIO1(KD) est moins flexible que celle des particules pré-40S LTV1. Cette différence de flexibilité suggère que le précurseur de la petite sous-unité se stabilise au cours de sa maturation. La rigidification de la structure de la particule pré-40S lors de sa formation a déjà été démontrée chez la levure. En effet, les particules pré-40S intermédiaires associées aux co- facteurs Rio2, Tsr1, Enp1 et Ltv1 sont plus flexibles que les particules pré-40S tardives, n’interagissant plus avec les co-facteurs cités ci-dessus (Ferreira-Cerca et al., 2007 ; Hector et

al., 2014). Cependant, on ne peut pas exclure que le traitement à la glutaraldéhyde des

particules pré-40S tardives joue un rôle important dans la diminution de flexibilité de ces complexes.

La comparaison de la structure des particules pré-40S et intermédiaires et tardives obtenues lors de cette étude nous permet de proposer un modèle structural de transition entre les deux particules (Figure 64). Chez la levure, une étude montre que les particules pré-40S purifiées en étiquetant Rio2 ne contiennent pas Rio1. Il est proposé dans cette étude que la kinase Rio2 se dissocierait de la particule pré-40S, puis que Rio1 interagirait à son tour avec le précurseur de la petite sous-unité. De plus, cette étude suggère que le co-facteur Rio1 interagirait avec la particule pré-40S suite à la dissociation d’Enp1 et Ltv1, une fois que la formation de la tête est achevée (Hector et al., 2014).

Chez l’Homme, les données de spectrométrie de masse et western blot ont montré l’absence de LTV1, ENP1, TSR1 et RIO2 sur la particule pré-40S RIO1(KD) (Widmann et

al., 2012). Ainsi à l’exception de DIM2 et NOB1, les co-facteurs présents sur la particule pré-

40S LTV1 (LTV1, ENP1, TSR1 et RIO2) se dissocieraient avant le recrutement de RIO1. De même que chez la levure, les co-facteurs RIO2 et RIO1 ne peuvent pas être présents ensemble sur la particule pré-40 humaine. Nos données structurales montrent que les zones de localisation des kinases RIO1 et RIO2 sont similaires sur la particule pré-40S humaine. Notre hypothèse est donc que le co-facteur RIO1 remplacerait RIO2 sur la particule pré-40S, chez l'Homme. Il pourrait favoriser le départ de RIO2 de la particule pré-40S. RIO2 étant requis pour le relargage de LTV1 et ENP1, et LTV1 pour le recyclage de TSR1, nous proposons que

181 l'association de RIO1 à la particule pré-40S déclenche le relargage en cascade de RIO2, ENP1, LTV1 et TSR1.

En outre, l’association de RIO1 avec le précurseur de la petite sous-unité semble entraîner un réarrangement structural de la plateforme de la particule pré-40S. Nous n'avons pas pu localiser DIM2 sur la particule pré-40S intermédiaire LTV1, mais elle semble clairement distinguable sur la particule tardive RIO1(KD). Nous proposons donc que :

- le co-facteur DIM2, enfoui dans la plateforme des particules intermédiaires LTV1 puisse, lors de l'échange entre RIO2 et RIO1, être « expulsé » de la plateforme, pour se localiser à l'extérieur de celle-ci, au niveau du sillon de l’ARNm. Alternativement, il est possible que l’interaction de DIM2 avec les particules pré-40S LTV1 soit très labile. Dans les particules RIO1(KD), cette interaction est stabilisée, et clairement détectable. Nous proposons également que l'association de RPS26 se stabilise suite au réarrangement de la plateforme. Ainsi cette protéine ne se dissocierait pas de la particule pré-40S tardive au cours de sa purification.

- Ce changement conformationnel de la plateforme serait alors à l’origine d'une rotation de NOB1. En effet, les densités supplémentaires que nous avons attribuées à cette endonucléase, d'abord parallèles à l'axe du corps de la 40S sur les particules LTV1, elles sont, dans les particules tardives RIO1(KD), perpendiculaire à celui-ci, « couchées » dans le sillon de la plateforme et très proches de l'extrémité 3' de l'ARNr 18S. Ceci pourrait être le reflet du changement de conformation de NOB1 nécessaire pour son rôle dans la maturation de la petite sous-unité. Les densités additionnelles que nous avons attribuées à la présence de NOB1 représentent un plus petit volume pour la particule pré-40S tardive RIO1(KD) que pour la particule intermédiaire LTV1. Ceci pourrait traduire le fait que les interactions de NOB1 avec la particule RIO1(KD), dans cette conformation « couchée », probablement prête à effectuer le clivage du pré-ARNr 18S-E soient plus labiles que dans les particules pré-40S LTV1.

Des expériences d’immuno-précipitation in vitro ont montré que le co-facteur Dim2 interagit directement avec Nob1 (Woolls et al., 2011). Cette interaction entre les deux protéines avait également détectée par une expérience de double hybride (Tone and Toh, 2002). Ainsi, la

libération de RIO2 pourrait être à l'origine du changement de conformation de DIM2 entraînant par la suite un changement de conformation de NOB1, par une réaction en cascade. La libération de RIO2 peut aussi être à l’origine d’un remodelage de la plateforme de la

182 particule pré-40S, ayant pour conséquence un changement de conformation de DIM2 et NOB1. Chez la levure, un changement de conformation du pré ARNr permettant le positionnement adéquat de Nob1 pour qu'il puisse cliver le pré-ARNr 18S a été proposé (Lamanna et Karbstein, 2009). Des analyses phylogénétiques suggèrent que ce changement de conformation est conservé chez les eucaryotes (Lamanna et Karbstein, 2011).

A partir de nos données structurales, nous proposons donc que les co-facteurs DIM2 et NOB1 nécessitent un remodelage structural de la plateforme pour exercer leurs fonctions.

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Figure 66: Modèle de transition entre le stade de maturation intermédiaire et tardif des particules pré-40S chez l'Homme. Nous avons schématisé en a) les vues de l’interface des particules pré-40S aux stades

intermédiaire (silhouette bleu foncé) et tardif (silhouette bleu clair) de leur maturation ; en b) vues de la plateforme de ces particules, afin de visualiser le changement de conformation de NOB1 lors du passage d’un stade intermédiaire à tardif de la maturation de la petite sous-unité.

Au stade intermédiaire, DIM2 est indiqué en pointillés car il n’est pas visible sur la structure de la particule pré- 40S LTV1. La libération de RIO2 serait à l’origine d’un réarrangement structural de la plateforme de la particule pré-40S et/ou d’un changement de conformation de DIM2. Ceci aurait pour conséquence un changement de conformation de NOB1, le rendant compétent pour son activité d'endonucléase du pré-ARNr 18S-E.

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A- Caractérisation structurale des particules pré-40S intermédiaires et