Mécanisme de stabilisation d'une hélice triple de collagène bactérien en l'absence d'hydroxyproline

La protéine de surface cellulaire Streptococcus pyogenes Scl2 contient un domaine N-terminal globulaire et un domaine de type collagène, (Gly-Xaa-X'aa)(79), qui forme une hélice triple avec une stabilité thermique proche de celle observée pour les collagènes mammifères. L'Hyp est un contributeur majeur à la stabilité de l'hélice triple dans les collagènes animaux, mais n'est pas présent dans les bactéries, qui manquent d'hydroxylase prolylique. Pour explorer les bases de la stabilité de l'hélice triple du collagène bactérien en l'absence d'Hyp, des études biophysiques ont été réalisées sur la protéine Scl2 recombinante, le domaine isolé de type collagène de Scl2, et un ensemble de peptides modélisant les séquences répétitives (Gly-Xaa-X'aa)(n) fortement chargées de Scl2. À pH 7, la spectroscopie CD, la diffusion dynamique de la lumière et la calorimétrie différentielle à balayage de la protéine Scl2 ont toutes montré une transition thermique très nette près de 36 degrés C, indiquant un dépliement hautement coopératif à la fois des domaines globulaire et hélice triple. Le domaine de type collagène isolé par digestion à la trypsine a montré une transition nette à la même température, avec une enthalpie de 12,5 kJ/mol de tripeptide. À pH faible, Scl2 et son domaine de type collagène isolé ont montré une déstabilisation substantielle par rapport à la valeur de pH neutre, avec deux transitions thermiques à 24 et 27 degrés C. Une déstabilisation similaire à pH faible a été observée pour les peptides modèles chargés de Scl2, et le degré de déstabilisation était cohérent avec la forte dépendance au pH résultant de l'unité de tripeptide GKD. La protéine Scl2 contenait deux fois plus de charge que les collagènes de formation de fibrilles humains, et le degré de stabilisation électrostatique observé pour Scl2 était similaire à la contribution de l'Hyp à la stabilité des collagènes mammifères. La forte contribution enthalpique à la stabilité du domaine collagénique de Scl2 soutient la présence d'un réseau d'hydratation en l'absence d'Hyp.