Le protéasome est un acteur clé pour maintenir l'ensemble des protéines dans une cellule en bon état, en eĺiminant des protéines dysfonctionnelles et en empêchant ainsi l'apparition d'agrégats néfastes qui, chez l'homme, peuvent être à l'origine des maladies neurodégéneratives.
Ce très grand complexe macromoléculaire (> 1 MDa) a reçu beaucoup d'attention dans un nombre d'études structurales par cristallographie et cryo-microscopie électronique. Mais ces dernières techniques ne rendent pas compte de la cinétique des protéines et de leurs interactions avec l'environnement cellulaire. Ainsi, l'état du substrat et son évolution en solution sont très peu étudiés.
Une collaboration entre le CEA-Irig (IBS), l'ILL, l'Université de Hanovre/Helmholtz a mis au point une approche novatrice combinant la diffusion de neutrons aux petits angles, la deuteration macromoléculaire et la fluorescence en ligne pour étudier l'état conformationnel d'un substrat GFP, ainsi que les différentes populations (état natif, déplié et produits hydrolysés) en temps réel pendant la réaction en solution.
Nos résultats complètent les études récentes de cristallographie et cryo-EM: ils révèlent un méchanisme moléculaire procéssif où le dépliment du substrat et intimément lié à l'hydrolyse. Le fait d'avoir travaillé avec un système moléculaire archéen (le système protésome PAN:20S) a permis un contrôle et ajustement fins du processus afin d'arriver à une résolution de temps de 30 secondes dans les expériences de diffusion de neutrons.