Pour la plupart des protéines, la structure est une fonction. Les formes tridimensionnelles complexes qu’adoptent les protéines créent des plis et des poches qui peuvent accomplir des choses remarquablement improbables : provoquer des réactions chimiques qui autrement ne se produiraient jamais ou se lier à un seul produit chimique dans l’environnement complexe d’une cellule. La structure des protéines est si importante qu’il existe toute une discipline, ainsi que plusieurs approches bien développées, pour déterminer à quoi ressemble une protéine lorsqu’elle est entièrement repliée dans son état actif.

Mais cela ne concerne que la plupart des protéines. Les scientifiques ont également découvert un catalogue croissant de protéines intrinsèquement désordonnées. Plutôt que d’avoir une structure définie, les protéines intrinsèquement désordonnées semblent avoir des sections entières qui peuvent s’agiter au gré du mouvement brownien et, pourtant, sont essentielles à la structure de la protéine. Les gens ne savent pas si ces protéines ont temporairement adopté une structure spécifique pour fonctionner ou si le trouble était critique pour leur fonction.

Aujourd’hui, un nouvel article décrit un cas dans lequel deux protéines intrinsèquement désordonnées induisent des structures spécifiques l’une dans l’autre lorsqu’elles interagissent. Et le nouveau logiciel AlphaFold AI de Google a été essentiel pour comprendre cette structure.

Chasser le désordre

La plupart des études sur les structures protéiques identifient les positions des acides aminés avec un degré de certitude assez élevé. Cependant, de nombreuses protéines présentaient des régions dans lesquelles ces études produisaient l’équivalent d’un flou, ce qui suggère qu’une partie de la protéine était en mouvement constant dans l’environnement. Un certain nombre de protéines supplémentaires ont également complètement résisté aux études structurelles.

Pendant de nombreuses années, ces éléments ont été considérés comme des bizarreries qui n’avaient pas grand chose à voir les unes avec les autres. Finalement, les gens en sont venus à l’idée que cet état apparemment désordonné n’était pas un artefact expérimental mais représentait plutôt le comportement réel de la protéine et, dans certains cas, était essentiel à son fonctionnement. L’idée de protéines intrinsèquement désordonnées a constitué une avancée conceptuelle clé.

Depuis lors, les chercheurs ont identifié un certain nombre de façons dont ces choses fonctionnent. Dans certains cas, ils peuvent former une structure spécifique lorsqu’ils interagissent avec une molécule distincte. Dans d’autres, ils permettent la formation de structures différentes selon la molécule avec laquelle ils interagissent. Dans d’autres encore, les protéines semblent rester désordonnées même lorsqu’elles sont fonctionnellement actives. Déterminer ce qui est le cas pour une protéine intrinsèquement désordonnée donnée peut être un défi de taille.

Mais c’est le défi qu’un groupe de chercheurs de Hefei, en Chine, a décidé de relever. Ils se sont intéressés à une protéine appelée protéine 4.1G qui, par ses interactions avec une protéine appelée NuMA, est essentielle à la division cellulaire. Les régions de NuMA et de la protéine 4.1G qui interviennent dans cette interaction ont été identifiées et elles sont toutes deux intrinsèquement désordonnées.

Alors, comment déterminer ce que font les protéines ?