Réseaux géniques et métaboliques : vers des modèles intégrés
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Réseaux géniques et métaboliques : vers des modèles intégrés Réunion du groupe de travail « Analyse dynamique de réseaux de régulation biologiques » Grenoble, 6-7 mai 2004 La chaîne de biosynthèse de la thréonine et sa régulation chez Escherichia coli
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Réseaux géniques et métaboliques :vers des modèles intégrés
Réunion du groupe de travail« Analyse dynamique de réseaux de régulation biologiques »
Grenoble, 6-7 mai 2004
La chaîne de biosynthèse de la thréonine et sa régulation
chez Escherichia coli
Les acides aminés : des briques de base pour la synthèse des protéines
Les protéines sont des chaînes d’acides aminés
Tous les organismes vivants utilisent le même jeu de 20 acides aminés pour synthétiser leurs protéines
Les protéines diffèrent par le nombre d’acides aminés qu’elles renferment et l’ordre dans lequel ceux-ci sont assemblés
Et la thréonine dans tout ça ?
Pour l’homme, c’est un acide aminé essentiel (nous ne sommes pas capables de le synthétiser, nous le puisons dans notre alimentation)
Les bactéries sont capables de synthétiser cet acide aminé
régulation de la synthèse de la thréonine en fonction des besoins des cellules en protéines
La biosynthèse de la thréonine et sa régulation(principaux éléments)
asp
asp-P
asa
hs
hs-P
thr
ATP
ADP
NADPH
NADP+ P
NADPH
NADP
ATP
ADP
AKIIIAKI/HDHI
ASD
AKI/HDHI
HK
TS
lys Inhibition coopérative non compétitive
Inhibition coopérative compétitive
Inhibition coopérative non compétitive
Inhibition compétitive
H2O
P
C CH2 CH COO-_ _ __NH3
+
=O
-O
_
aspartate
C CH2 CH COO-_ _ __
NH3+
=O
O
_
aspartyl-phosphateP_
C CH2 CH COO-_ _ __
NH3+
=O
H
_
aspartate semi-aldéhyde
CH2 CH COO-_ _ __
NH3+
homosérine
CH2
_
OH
CH2 CH COO-_ _ __
NH3+
homosérine phosphateCH2
O __P
CH CH COO-_ _ __
NH3+
thréonine
CH3 _
OH
thr
AKI
asp
Inhibition compétitive
Km ↑
thrHDHI
Inhibition non compétitive
hskcat ↓asa
La biosynthèse de la thréonine et sa régulation(principaux éléments)
asp
asp-P
asa
hs
hs-P
thr
ATP
ADP
NADPH
NADP+ P
NADPH
NADP
ATP
ADP
AKIIIAKI/HDHI
ASD
AKI/HDHI
HK
TS
lys Inhibition coopérative non compétitive
Inhibition coopérative compétitive
Inhibition coopérative non compétitive
Inhibition compétitive
H2O
P
C CH2 CH COO-_ _ __NH3
+
=O
-O
_
aspartate
C CH2 CH COO-_ _ __
NH3+
=O
O
_
aspartyl-phosphateP_
C CH2 CH COO-_ _ __
NH3+
=O
H
_
aspartate semi-aldéhyde
CH2 CH COO-_ _ __
NH3+
homosérine
CH2
_
OH
CH2 CH COO-_ _ __
NH3+
homosérine phosphateCH2
O __P
CH CH COO-_ _ __
NH3+
thréonine
CH3 _
OH
lysC P
asd P
thrL(thrO)
PthrAthrBthrC
ARNtthr
P
La biosynthèse de la thréonine et sa régulation(principaux éléments)Atténuation de la transcriptionAtténuation de la transcription
ARNtThrCas d’un excCas d’un excèès de thréonine : s de thréonine :
Thr
thrL(thrO)
thrABC
sens de la transcription / traduction
ThrL(ThrO)
ARN polymérase
Traduction normale
Arrêt de la transcription
Formation d’une structure secondaire (le terminateurle terminateur) dans l’ARNm
Transcription de l’opéron
Formation d’une structure secondaire (l’anti-terminateurl’anti-terminateur) dans l’ARNm
Cas d’un manque de thréonine : Cas d’un manque de thréonine :
thrL(thrO)
thrABC
Fragment de ThrL(ThrO)
ARN polymérase
Ribosome bloqué sur un
codon Thr
ARNtThr
sens de la transcription / traduction
Objectifs
1) Comment représenter la régulation de la biosynthèse de la thréonine dans un formalisme donné, en tenant compte des régulations métaboliques et génétiques ?
3) Quels types de prédictions peut-on faire ?
2) Quels sont les problèmes rencontrés suivant les formalismes? Leurs solutions ?
4) Comment combiner plusieurs formalismes ?
Le but n’est pas de parvenir à un résultat, mais de mener une réflexion :
Sous-groupes
1) Modèles logiques et réseaux de Pétri (salle D207)
2) Equa difs non linéaires (salle D210)
3) Equa difs linéaires par morceaux (salle D216)
4) Contrôle métabolique (salle C207)
5) Reconstruction de voies métaboliques (amphi F107)
6) Flux balance analysis(salle C208)
Denis Thieffry (modérateur)Claudine ChaouiyaMichel LeborgneOvidiu RadulescuEva Laget
Jean-Pierre Mazat (modérateur)Ricardo LimaAïtor GonzálezElizabeth PécouTewfik Sari
Grégory Batt (modérateur)Sabine PérèsJacques-Alexandre SépulchreBastien Fernadez
Jean-Philippe Vert (modérateur)Nicolas TurenneAthel Cornish-BowdenMaria Luz Cardenas
Christine Reder (modérateur)Antony Le BéchecAnne SiegelArnaud Meyronenc
Julien Gagneur (modérateur)Eric FanchonGilles CurienVincent SchächterJean-Luc Gouzé
