Topologie du circuit - Circuit topology
La topologie du circuit d'un polymère linéaire plié fait référence à l'agencement de ses contacts intramoléculaires. Des exemples de polymères linéaires avec des contacts intramoléculaires sont les acides nucléiques et les protéines . Les protéines se replient via la formation de contacts de diverses natures, notamment des liaisons hydrogène, des liaisons disulfure et des interactions bêta-bêta. Les contacts dans le génome sont établis via des ponts protéiques incluant le CTCF et les cohésines et sont mesurés par des technologies incluant Hi-C . La topologie de circuit catégorise la disposition topologique de ces contacts physiques, appelés contacts durs. De plus, les chaînes peuvent se plier par nouage (ou formation de contacts souples). La topologie de circuit utilise un langage similaire pour catégoriser les contacts souples et durs et fournit une description complète d'une chaîne linéaire pliée.
Un exemple simple de chaîne pliée est une chaîne avec deux contacts durs. Pour une chaîne à deux contacts binaires, trois dispositions sont disponibles : parallèle, série et croisé. Pour une chaîne à n contacts, la topologie peut être décrite par une matrice n par n dans laquelle chaque élément illustre la relation entre une paire de contacts et peut prendre l'un des trois états, P, S et X. Les contacts multivalents peuvent également être classés en totalité ou par décomposition en plusieurs contacts binaires. De même, la topologie du circuit permet la classification des arrangements par paires de croisements et d'enchevêtrements de chaînes, fournissant ainsi une description 3D complète des chaînes pliées.
La topologie des circuits a des implications pour la cinétique de repliement et l'évolution moléculaire et a été appliquée à l'ingénierie des polymères, y compris l'origami protéique. La topologie du circuit ainsi que l'ordre et la taille des contacts sont des déterminants de la vitesse de repliement des polymères linéaires. La topologie du protéome cellulaire et de l'ARN naturel reflètent les contraintes évolutives des structures biomoléculaires. Le paysage topologique des biomolécules peut être caractérisé et l'évolution des molécules peut être étudiée en tant que voies de transition dans le paysage.
Lectures complémentaires
- B. Scalvini et al., Principes topologiques du repliement des protéines. PCCP (2021). relier
- A. Golovnev at el., Topologie de circuit généralisée des chaînes linéaires pliées. iScience (2020). relier
- M. Heidari et al., Analyse de la topologie des circuits des réactions de repliement des polymères. Lien ACS Central Science (2020)