AsIII induit sélectivement une transition de désordre à ordre dans la région de liaison des métalloïdes de la protéine AfArsR

L'arsenic est hautement toxique et représente une menace significative pour la santé humaine, mais certaines bactéries ont développé des mécanismes de défense initiés par la liaison de l'AsIII aux protéines sensorielles d'AsIII de la famille ArsR. Le régulateur transcriptionnel AfArsR répond à l'AsIII et au SbIII en coordonnant les métalloïdes avec trois cystéines, situées dans une courte séquence de la même chaîne monomère. Ici, nous caractérisons la liaison de l'AsIII et du HgII à un peptide modèle englobant ce fragment de la protéine via des techniques d'équilibre en solution et spectroscopiques/spectrométriques (potentiométrie de pH, UV, CD, RMN, PAC, EXAFS et ESI-MS) combinées aux calculs DFT et aux simulations de dynamique moléculaire. La coordination de l'AsIII change la structure du peptide d'une conformation en boucle aléatoire à une structure bien définie du complexe. Un site de liaison trigonal pyramidal AsS3 est formé avec presque exactement la même structure que celle observée dans la structure cristalline de la protéine natif, impliquant que le peptide possède toutes les caractéristiques requises pour imiter la reconnaissance de l'AsIII et la sélectivité de réponse de l'AfArsR. En revanche, la liaison du HgII au peptide ne donne pas lieu à une structure bien définie du peptide, et les atomes près du site de liaison du métal sont déplacés et réorientés dans le modèle HgII. Notre étude modèle suggère que l'organisation structurelle du site métallique par l'ion inducteur est un élément clé dans le mécanisme de reconnaissance sélective des métalloïdes de cette protéine.