La modulation de la structure de la chromatine par la poly(adp-ribose)polymérase du pancréas de rat

Abstract

La réaction de poly(ADP-ribosyl)ation par la poly(ADP-ribose)­polymérase endogène du pancréas de rat conduit à une relaxation de la structure de la chromatine. En effet, la sédimentation sur gradient de saccharose des chromatines poly(ADP-ribosyl)ées à 100 µM et 1 000 µ M NAD est ralentie par rapport à une chromatine témoin alors que les chromatines poly(ADP-ribosyl)ées à 1 µ M et 10 µM NAD ne démontrent pas de changement de structure décelable en sédimentation. Les espèces relaxées de la chromatine sédimentent dans la région du gradient où sédimente la chromatine poly(ADP-ribosyl)ée avec l'enzyme poly(ADP-ribose)polymérase purifiée. Parmi les protéines histones, seule l'histone H1 est poly(ADP­ribosyl)ée à 100 µ M et 1 000 µM NAD. La modification de cet accepteur est dépendante du temps et de la concentration du substrat. La génération des espèces intermédiaires poly(ADP-ribosyl)ées de l'histone H1 migrant plus lentement que sa forme non-modifiée dans une séparation électrophorétique est complète après 10 minutes d'incubation à 100 µM NAD et après 5 minutes d'incubation à 1 000 µM NAD à 30°C. Les micrographies électroniques de la chromatine poly(ADP-ribosyl)ée à 1 mM démontrent que la cinétique de relaxation coïncide avec la génération des espèces poly(ADP-ribosyl)ées de l'histone H1. En plus de l'histone H1, les histones H2A, H2B et la protéine A24 sont aussi des molécules acceptrices du poly(ADP-ribose) lors d'une incubation de la chromatine à 1 µM et 10 µM NAD. A 10 µ M NAD, l'histone H2B présente une dizaine d'intermédiaires poly(ADP-ribosyl)és migrant moins rapidement que la même histone non-modifiée. La relaxation de la chromatine n'est pas due à un enlèvement de l'histone H1 de son site nucléosomique. On ne retrouve pas d'histones H1 dans la partie supérieure du gradient de saccharose à 30 mM NaCl et les digestions avec la nucléase du microcoque ou l'endonucléase ca++,- Mg++-dépendante de la chromatine poly(ADP-ribosyl)ée soit avec l'enzyme endogène ou l'enzyme purifiée présentent toutes les mêmes profils en fonction du temps. La solubilité de la chromatine poly(ADP-ribosyl)ée augmente en présence de Mg++ à des forces ioniques de 200 mM NaCl. L'augmentation de solubilité est dépendante du temps et de la concentration de NAD. Cette solubilité est nulle à 1 µ M NAD, 5% à 10 µ M NAD, entre 15-20% à 100 M NAD et environ 50% à 1 mM NAD. Les micrographies électroniques des polynucléosomes solubles dans le surnageant dévoilent que l'augmentation de solubilité correspond à une relaxation progressive de la chromatine qui coïncide avec la génération des espèces intermédiaires poly(ADP-ribosyl)ées de l'histone H1. La relaxation à 200 mM NaCl en présence d'ions divalents est probablement due à l'enlèvement de l'histone H1 poly(ADP­ribosyl)ée de son site nucléosomique.