La réplication chromosomique de l’ADN nécessite que les ADN polymérases soient attachées à des pinces coulissantes en forme d’anneau qui encerclent l’ADN et permettent une réplication processive à grande vitesse. Les pinces coulissantes sont chargées sur l’ADN par le complexe clamp loader, un assemblage pentamérique de protéines de la famille des ATPases AAA +.
Nous voulons comprendre la fonction et le mécanisme des chargeurs à pince en détail atomique. Les structures récentes du chargeur à pince à bactériophages T4 en complexe avec ADN de matrice d’amorce et de la pince coulissante ont suggéré un modèle de travail pour le mécanisme du chargeur à pince comme indiqué ci-dessous (voir Kelch et al Science 2011):
Notre modèle prédit que l’hydrolyse de l’ATP commence à la fin de la spirale AAA + et se poursuit de manière séquentielle dans la spirale, entraînant l’éjection du chargeur de pince de l’ADN et de la pince fermée. Notre hypothèse est illustrée dans cette animation de trois événements consécutifs d’hydrolyse de l’ATP:
Nous testerons ces modèles pour le mécanisme de chargeur à pince en utilisant un large éventail de méthodes biochimiques, biophysiques et structurelles. La compréhension du mécanisme du chargeur de pince en détail atomique aura des implications importantes pour la compréhension de la réplication de l’ADN ainsi que du mécanisme des assemblages de protéines AAA + connexes. En fin de compte, nous prévoyons utiliser notre compréhension mécaniste pour développer de nouveaux nanodispositifs et des effecteurs de petites molécules de fonction AAA +.