Les méthodes de résonance paramagnétique électronique pulsée à l'échelle de l'angstrom au nanomètre éclairent la flexibilité conformationnelle d'un riboswitch fluorure

Résumé Les riboswitches contrôlent la régulation des gènes en réponse à des stimuli externes tels que des facteurs environnementaux ou la liaison de ligands. Le riboswitch sensible aux fluorures de Thermotoga petrophila est un ARN régulateur complexe proposé comme impliqué dans la résistance à la cytotoxicité du F − . Les détails de la structure et des dynamiques sous-jacentes au mécanisme régulateur sont actuellement débattus. Ici, nous démontrons qu'une combinaison de spectroscopies de résonance paramagnétique électronique pulsée (ESR/EPR), détectant des distances dans la gamme de l'angstrom au nanomètre, peut sonder des régions distinctes de flexibilité conformationnelle dans ce riboswitch. Le PELDOR (résonance double electron-electron pulsée) a révélé une préorganisation similaire du domaine de détection dans trois formes, à savoir l'aptamère libre, l'apo lié au Mg 2+ et le holo lié au F − . L'ENDOR 19 F (résonance double électron-nucléaire) a été utilisé pour examiner la structure du site actif de la forme holo liée au F − . Les distributions de distances sans information structurelle a priori ont été comparées à la modélisation in silico des conformations des étiquettes de spin basées sur la structure cristalline. Alors que le PELDOR, sondant la périphérie du repliement de l'ARN, a révélé une flexibilité conformationnelle de l'arrière-plan de l'ARN, l'ENDOR a indiqué une faible hétérogénéité structurelle au site de liaison du ligand. Dans l'ensemble, la combinaison de PELDOR et d'ENDOR avec une précision sub-angstrom a donné un aperçu de l'organisation et de la flexibilité structurelles d'un riboswitch, difficilement accessibles par d'autres techniques biophysiques.