Structure du complexe Lifeact–F-actine

Lifeact est un court peptide liant l'actine utilisé pour visualiser les structures d'actine filamenteuse (F-actine) dans des cellules eucaryotes vivantes à l'aide de la microscopie à fluorescence. Cependant, ce sondage populaire a montré qu'il altérait la morphologie cellulaire en affectant la structure du cytosquelette. La base moléculaire de tels artefacts est mal comprise. Ici, nous avons déterminé la structure à haute résolution du complexe Lifeact-F-actine en utilisant la cryo-microscopie électronique (cryo-EM). La structure révèle que Lifeact interagit avec une poche de liaison hydrophobe sur F-actine et s'étend sur 2 sous-unités d'actine adjacentes, stabilisant la boucle de liaison à la DNase I (D-loop) de l'actine dans la conformation fermée. Fait intéressant, le site de liaison hydrophobe est également utilisé par des protéines liant l'actine, telles que la cofiline et la myosine, ainsi que par des toxines liant l'actine, comme la région hypervariable de TccC3 (TccC3HVR) de Photorhabdus luminescens et ExoY de Pseudomonas aeruginosa. Des essais de liaison in vitro et des mesures d'activité montrent que Lifeact concurrence effectivement ces protéines, fournissant une explication pour les effets altérant de Lifeact sur la morphologie cellulaire in vivo. Enfin, nous démontrons que l'affinité de Lifeact pour F-actine peut être augmentée en introduisant des mutations dans le peptide, posant ainsi les bases pour la conception de sondes d'actine améliorées pour l'imagerie de cellules vivantes.