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Réseaux géniques et métaboliques : vers des modèles intégrés Réunion du groupe de travail « Analyse dynamique de réseaux de régulation biologiques » Grenoble,

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1 Réseaux géniques et métaboliques : vers des modèles intégrés Réunion du groupe de travail « Analyse dynamique de réseaux de régulation biologiques » Grenoble, 6-7 mai 2004 La chaîne de biosynthèse de la thréonine et sa régulation chez Escherichia coli

2 Les acides aminés : des briques de base pour la synthèse des protéines Les protéines sont des chaînes dacides aminés Tous les organismes vivants utilisent le même jeu de 20 acides aminés pour synthétiser leurs protéines Les protéines diffèrent par le nombre dacides aminés quelles renferment et lordre dans lequel ceux-ci sont assemblés Et la thréonine dans tout ça ? Pour lhomme, cest un acide aminé essentiel (nous ne sommes pas capables de le synthétiser, nous le puisons dans notre alimentation) Les bactéries sont capables de synthétiser cet acide aminé régulation de la synthèse de la thréonine en fonction des besoins des cellules en protéines

3 La biosynthèse de la thréonine et sa régulation (principaux éléments) asp asp-P asa hs hs-P thr ATP ADP NADPH NADP+ P NADPH NADP ATP ADP AKIII AKI/HDHI ASD AKI/HDHI HK TS lys Inhibition coopérative non compétitive Inhibition coopérative compétitive Inhibition coopérative non compétitive Inhibition compétitive H2OH2O P CCH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + = O -O-O _ aspartate CCH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + = O O _ aspartyl-phosphate P _ CCH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + = O H _ aspartate semi-aldéhyde CH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + homosérine CH 2 _ OH CH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + homosérine phosphate CH 2 O _ _ P CH COO - ___ _ NH 3 + thréonine CH 3 _ OH thr AKI asp Inhibition compétitive Km thr HDHI Inhibition non compétitive hs k cat asa

4 La biosynthèse de la thréonine et sa régulation (principaux éléments) asp asp-P asa hs hs-P thr ATP ADP NADPH NADP+ P NADPH NADP ATP ADP AKIII AKI/HDHI ASD AKI/HDHI HK TS lys Inhibition coopérative non compétitive Inhibition coopérative compétitive Inhibition coopérative non compétitive Inhibition compétitive H2OH2O P CCH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + = O -O-O _ aspartate CCH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + = O O _ aspartyl-phosphate P _ CCH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + = O H _ aspartate semi-aldéhyde CH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + homosérine CH 2 _ OH CH 2 CHCOO - ___ _ NH 3 + homosérine phosphate CH 2 O _ _ P CH COO - ___ _ NH 3 + thréonine CH 3 _ OH lysC P asd P thrL (thrO) P thrAthrBthrC ARNt thr P

5 La biosynthèse de la thréonine et sa régulation (principaux éléments) Atténuation de la transcription ARNt Thr Cas dun excès de thréonine : Thr thrL (thrO) thrABC sens de la transcription / traduction ThrL (ThrO) ARN polymérase Traduction normale Arrêt de la transcription le terminateur Formation dune structure secondaire (le terminateur) dans lARNm Transcription de lopéron lanti-terminateur Formation dune structure secondaire (lanti-terminateur) dans lARNm Cas dun manque de thréonine : thrL (thrO) thrABC Fragment de ThrL (ThrO) ARN polymérase Ribosome bloqué sur un codon Thr ARNt Thr sens de la transcription / traduction

6 Objectifs 1)Comment représenter la régulation de la biosynthèse de la thréonine dans un formalisme donné, en tenant compte des régulations métaboliques et génétiques ? 3)Quels types de prédictions peut-on faire ? 2)Quels sont les problèmes rencontrés suivant les formalismes? Leurs solutions ? 4)Comment combiner plusieurs formalismes ? Le but nest pas de parvenir à un résultat, mais de mener une réflexion :

7 Sous-groupes 1)Modèles logiques et réseaux de Pétri (salle D207) 2)Equa difs non linéaires (salle D210) 3)Equa difs linéaires par morceaux (salle D216) 4)Contrôle métabolique (salle C207) 5)Reconstruction de voies métaboliques (amphi F107) 6)Flux balance analysis (salle C208) Denis Thieffry (modérateur) Claudine Chaouiya Michel Leborgne Ovidiu Radulescu Eva Laget Jean-Pierre Mazat (modérateur) Ricardo Lima Aïtor González Elizabeth Pécou Tewfik Sari Grégory Batt (modérateur) Sabine Pérès Jacques-Alexandre Sépulchre Bastien Fernadez Jean-Philippe Vert (modérateur) Nicolas Turenne Athel Cornish-Bowden Maria Luz Cardenas Christine Reder (modérateur) Antony Le Béchec Anne Siegel Arnaud Meyronenc Julien Gagneur (modérateur) Eric Fanchon Gilles Curien Vincent Schächter Jean-Luc Gouzé


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