Effet de la RNase HI sur l’expression génique et sur le surenroulement de l’ADN chez Escherichia coli

Les R-loops générés durant la transcription sont impliqués dans de nombreuse fonctions incluant la réplication, la recombinaison et l’expression génique tant chez les procaryotes que chez les eucaryotes. Plusieurs études ont montré qu’un excès de supertours négatifs et des séquences riches en bases G induisent la formation de R-loops. Jusqu’à maintenant, nos résultats nous ont permis d’établir un lien direct entre les topoisomérases, le niveau de surenroulement et la formation de R-loops. Cependant, le rôle physiologique des R-loops est encore largement inconnu. Dans le premier article, une étude détaillée du double mutant topA rnhA a montré qu’une déplétion de RNase HI induit une réponse cellulaire qui empêche la gyrase d’introduire des supertours. Il s’agit ici, de la plus forte évidence supportant les rôles majeurs de la RNase HI dans la régulation du surenroulement de l’ADN. Nos résultats ont également montré que les R-loops pouvaient inhiber l’expression génique. Cependant, les mécanismes exacts sont encore mal connus. L’accumulation d’ARNs courts au détriment d’ARNs pleine longueur peut être causée soit par des blocages durant l’élongation de la transcription soit par la dégradation des ARNs pleine longueur. Dans le deuxième article, nous montrons que l’hypersurenroulement négatif peut mener à la formation de R-loops non-spécifiques (indépendants de la séquence nucléotidique). La présence de ces derniers, engendre une dégradation massive des ARNs et ultimement à la formation de protéines tronquées. En conclusion, ces études montrent l’évidence d’un lien étroit entre la RNase HI, la formation des R-loops, la topologie de l’ADN et l’expression génique. De plus, elles attestent de la présence d’un nouvel inhibiteur de gyrase ou d’un mécanisme encore inconnu capable de réguler son activité. Cette surprenante découverte est élémentaire sachant que de nombreux antibiotiques ciblent la gyrase. Finalement, ces études pourront servir également de base à des recherches similaires chez les cellules eucaryotes.

Interaction entre la RNase HI et la RNase E dans le métabolisme des R-loops et la dégradation des ARNms chez Escherichia coli.

Chez la bactérie Escherichia coli, la topoisomérase I et la gyrase représentent deux topoisomérases majeures qui participent à la régulation du surenroulement de l’ADN. Celles-ci sont codées respectivement par les gènes topA et par gyrA et gyrB. Chez les mutants topA, l’excès de surenroulement négatif qui est généré en amont de la polymérase ARN lors de la phase d’élongation de la transcription de l’ADN, entraine la formation de R-loops. Les R-loops sont des hybrides ARN-ADN qui in vivo sont formés lorsque l’ARN nouvellement transcrit forme un hybride avec le brin d’ADN matrice, le brin d’ADN complémentaire demeurant sous forme simple brin. La RNase HI est une endoribonucléase codée par le gène rnhA. Elle dégrade l’ARN de R-loops, entre autres, pour empêcher l’initiation de la réplication à des sites autres que l’origine normale, oriC. Chez les mutants rnhA, on observe une réplication indépendante de l’origine oriC. Ce type de réplication appelé cSDR, pourrait donc expliquer, du moins en partie, l’inhibition de la croissance de doubles mutants topA rnhA. A l’aide de la mutagenèse au transposon Tn5, il a été possible d’isoler des suppresseurs extragéniques qui permettaient la croissance des doubles mutants topA rnhA. Plusieurs de ces suppresseurs ont le transposon inséré dans le gène codant pour la RNase E, l’endoribonucléase principale impliquée dans la dégradation des ARNms chez E. coli. La majorité des insertions se retrouvent dans la partie C-terminale de la protéine qui est impliquée dans l’assemblage d’un complexe multiprotéique appelé l’ARN dégradosome. Les résultats obtenus démontrent que ces suppresseurs diminuent le cSDR ainsi que la réponse SOS induite constitutivement en l’absence de la RNase HI. Sachant que la RNase HI est une endoribonucléase tout comme la RNase E, une collaboration entre les deux enzymes suggère que la RNase E pourrait également jouer un rôle potentiel dans le contrôle de la formation des R-loops et bien évidemment de leur retrait au sein de la cellule. À l’opposé, il est possible que la RNase HI puisse avoir comme autre fonction la prise en charge de la maturation et de la dégradation des molécules d’ARNs.

Cloning of the cDNA encoding the large subunit of human RNase HI, a homologue of the prokaryotic RNase HII

Two RNases H of mammalian tissues have been described: RNase HI, the activity of which was found to rise during DNA replication, and RNase HII, which may be involved in transcription. RNase HI is the major mammalian enzyme representing around 85% of the total RNase H activity in the cell. By using highly purified calf thymus RNase HI we identified the sequences of several tryptic peptides. This information enabled us to determine the sequence of the cDNA coding for the large subunit of human RNase HI. The corresponding ORF of 897 nt defines a polypeptide of relative molecular mass of 33,367, which is in agreement with the molecular mass obtained earlier by SDS/PAGE. Expression of the cloned ORF in Escherichia coli leads to a polypeptide, which is specifically recognized by an antiserum raised against calf thymus RNase HI. Interestingly, the deduced amino acid sequence of this subunit of human RNase HI displays significant homology to RNase HII from E. coli, an enzyme of unknown function and previously judged as a minor activity. This finding suggests an evolutionary link between the mammalian RNases HI and the prokaryotic RNases HII. The idea of a mammalian RNase HI large subunit being a strongly conserved protein is substantiated by the existence of homologous ORFs in the genomes of other eukaryotes and of all eubacteria and archaebacteria that have been completely sequenced.

The Crithidia fasciculata RNH1 gene encodes both nuclear and mitochondrial isoforms of RNase H

The Crithidia fasciculata RNH1 gene encodes an RNase H, an enzyme that specifically degrades the RNA strand of RNA–DNA hybrids. The RNH1 gene is contained within an open reading frame (ORF) predicted to encode a protein of 53.7 kDa. Previous work has shown that RNH1 expresses two proteins: a 38 kDa protein and a 45 kDa protein which is enriched in kinetoplast extracts. Epitope tagging of the C-terminus of the RNH1 gene results in localization of the protein to both the kinetoplast and the nucleus. Translation of the ORF beginning at the second in-frame methionine codon predicts a protein of 38 kDa. Insertion of two tandem stop codons between the first ATG codon and the second in-frame ATG codon of the ORF results in expression of only the 38 kDa protein and the protein localizes specifically to the nucleus. Mutation of the second methionine codon to a valine codon prevents expression of the 38 kDa protein and results in exclusive production of the 45 kDa protein and localization of the protein only in the kinetoplast. These results suggest that the kinetoplast enzyme results from processing of the full-length 53.7 kDa protein. The nuclear enzyme appears to result from translation initiation at the second in-frame ATG codon. This is the first example in trypanosomatids of the production of nuclear and mitochondrial isoforms of a protein from a single gene and is the only eukaryotic gene in the RNase HI gene family shown to encode a mitochondrial RNase H.

Les R-loops et leurs conséquences sur l'expression génique chez Escherichia coli.

Des variations importantes du surenroulement de l’ADN peuvent être générées durant la phase d’élongation de la transcription selon le modèle du « twin supercoiled domain ». Selon ce modèle, le déplacement du complexe de transcription génère du surenroulement positif à l’avant, et du surenroulement négatif à l’arrière de l’ARN polymérase. Le rôle essentiel de la topoisomérase I chez Escherichia coli est de prévenir l’accumulation de ce surenroulement négatif générée durant la transcription. En absence de topoisomérase I, l’accumulation de ce surenroulement négatif favorise la formation de R-loops qui ont pour conséquence d’inhiber la croissance bactérienne. Les R-loops sont des hybrides ARN-ADN qui se forment entre l’ARN nouvellement synthétisé et le simple brin d’ADN complémentaire. Dans les cellules déficientes en topoisomérase I, des mutations compensatoires s’accumulent dans les gènes qui codent pour la gyrase, réduisant le niveau de surenroulement négatif du chromosome et favorisant la croissance. Une des ces mutations est une gyrase thermosensible qui s’exprime à 37 °C. La RNase HI, une enzyme qui dégrade la partie ARN d’un R-loop, peut aussi restaurer la croissance en absence de topoisomérase I lorsqu’elle est produite en très grande quantité par rapport à sa concentration physiologique. En présence de topoisomérase I, des R-loops peuvent aussi se former lorsque la RNase HI est inactive. Dans ces souches mutantes, les R-loops induisent la réponse SOS et la réplication constitutive de l’ADN (cSDR). Dans notre étude, nous montrons comment les R-loops formés en absence de topoisomérase I ou RNase HI peuvent affecter négativement la croissance des cellules. Lorsque la topoisomérase I est inactivée, l’accumulation d’hypersurenroulement négatif conduit à la formation de nombreux R-loops, ce qui déclenche la dégradation de l’ARN synthétisé. Issus de la dégradation de l’ARNm de pleine longueur, des ARNm incomplets et traductibles s’accumulent et causent l’inhibition de la synthèse protéique et de la croissance. Le processus par lequel l’ARN est dégradé n’est pas encore complètement élucidé, mais nos résultats soutiennent fortement que la RNase HI présente en concentration physiologique est responsable de ce phénotype. Chose importante, la RNase E qui est l’endoribonuclease majeure de la cellule n’est pas impliquée dans ce processus, et la dégradation de l’ARN survient avant son action. Nous montrons aussi qu’une corrélation parfaite existe entre la concentration de RNase HI, l’accumulation d’hypersurenroulement négatif et l’inhibition de la croissance bactérienne. Lorsque la RNase HI est en excès, l’accumulation de surenroulement négatif est inhibée et la croissance n’est pas affectée. L’inverse se produit Lorsque la RNase HI est en concentration physiologique. En limitant l’accumulation d’hypersurenroulement négatif, la surproduction de la RNase HI prévient alors la dégradation de l’ARN et permet la croissance. Quand la RNase HI est inactivée en présence de topoisomérase I, les R-loops réduisent le niveau d’expression de nombreux gènes, incluant des gènes de résistance aux stress comme rpoH et grpE. Cette inhibition de l’expression génique n’est pas accompagnée de la dégradation de l’ARN contrairement à ce qui se produit en absence de topoisomérase I. Dans le mutant déficient en RNase HI, la diminution de l’expression génique réduit la concentration cellulaire de différentes protéines, ce qui altère négativement le taux de croissance et affecte dramatiquement la survie des cellules exposées aux stress de hautes températures et oxydatifs. Une inactivation de RecA, le facteur essentiel qui déclenche la réponse SOS et le cSDR, ne restaure pas l’expression génique. Ceci démontre que la réponse SOS et le cSDR ne sont pas impliqués dans l’inhibition de l’expression génique en absence de RNase HI. La croissance bactérienne qui est inhibée en absence de topoisomérase I, reprend lorsque l’excès de surenroulement négatif est éliminé. En absence de RNase HI et de topoisomérase I, le surenroulement négatif est très relaxé. Il semble que la réponse cellulaire suite à la formation de R-loops, soit la relaxation du surenroulement négatif. Selon le même principe, des mutations compensatoires dans la gyrase apparaissent en absence de topoisomérase I et réduisent l’accumulation de surenroulement négatif. Ceci supporte fortement l’idée que le surenroulement négatif joue un rôle primordial dans la formation de R-loop. La régulation du surenroulement négatif de l’ADN est donc une tâche essentielle pour la cellule. Elle favorise notamment l’expression génique optimale durant la croissance et l’exposition aux stress, en limitant la formation de R-loops. La topoisomérase I et la RNase HI jouent un rôle important et complémentaire dans ce processus.

Rôle des topoisomérases de type IA dans la ségrégation des chromosomes chez Escherichia coli

Les topoisomérases I (topA) et III (topB) sont les deux topoisomérases (topos) de type IA d’Escherichia coli. La fonction principale de la topo I est la relaxation de l’excès de surenroulement négatif, tandis que peu d’information est disponible sur le rôle de la topo III. Les cellules pour lesquelles les deux topoisomérases de type IA sont manquantes souffrent d’une croissance difficile ainsi que de défauts de ségrégation sévères. Nous démontrons que ces problèmes sont majoritairement attribuables à des mutations dans la gyrase qui empêchent l’accumulation d’excès de surenroulement négatif chez les mutants sans topA. L’augmentation de l’activité de la gyrase réalisée par le remplacement de l’allèle gyrB(Ts) par le gène de type sauvage ou par l’exposition des souches gyrB(Ts) à une température permissive, permet la correction significative de la croissance et de la ségrégation des cellules topos de type IA. Nous démontrons également que les mutants topB sont hypersensibles à l’inhibition de la gyrase par la novobiocine. La réplication non-régulée en l’absence de topA et de rnhA (RNase HI) augmente la nécessité de l’activité de la topoisomérase III. De plus, en l’absence de topA et de rnhA, la surproduction de la topoisomérase III permet de réduire la dégradation importante d’ADN qui est observée en l’absence de recA (RecA). Nous proposons un rôle pour la topoisomérase III dans la ségrégation des chromosomes lorsque l’activité de la gyrase n’est pas optimale, par la réduction des collisions fourches de réplication s’observant particulièrement en l’absence de la topo I et de la RNase HI.

Genetic studies on the role of type IA DNA topoisomerases in DNA metabolism and genome maintenance in Escherichia coli

Le surenroulement de l’ADN est important pour tous les processus cellulaires qui requièrent la séparation des brins de l’ADN. Il est régulé par l’activité enzymatique des topoisomérases. La gyrase (gyrA et gyrB) utilise l’ATP pour introduire des supertours négatifs dans l’ADN, alors que la topoisomérase I (topA) et la topoisomérase IV (parC et parE) les éliminent. Les cellules déficientes pour la topoisomérase I sont viables si elles ont des mutations compensatoires dans un des gènes codant pour une sous-unité de la gyrase. Ces mutations réduisent le niveau de surenroulement négatif du chromosome et permettent la croissance bactérienne. Une de ces mutations engendre la production d'une gyrase thermosensible. L’activité de surenroulement de la gyrase en absence de la topoisomérase I cause l’accumulation d’ADN hyper-surenroulé négativement à cause de la formation de R-loops. La surproduction de la RNase HI (rnhA), une enzyme qui dégrade l’ARN des R-loops, permet de prévenir l’accumulation d’un excès de surenroulement négatif. En absence de RNase HI, des R-loops sont aussi formés et peuvent être utilisés pour déclencher la réplication de l’ADN indépendamment du système normal oriC/DnaA, un phénomène connu sous le nom de « constitutive stable DNA replication » (cSDR). Pour mieux comprendre le lien entre la formation de R-loops et l’excès de surenroulement négatif, nous avons construit un mutant conditionnel topA rnhA gyrB(Ts) avec l’expression inductible de la RNase HI à partir d’un plasmide. Nous avons trouvé que l’ADN des cellules de ce mutant était excessivement relâché au lieu d'être hypersurenroulé négativement en conditions de pénurie de RNase HI. La relaxation de l’ADN a été montrée comme étant indépendante de l'activité de la topoisomérase IV. Les cellules du triple mutant topA rnhA gyrB(Ts) forment de très longs filaments remplis d’ADN, montrant ainsi un défaut de ségrégation des chromosomes. La surproduction de la topoisomérase III (topB), une enzyme qui peut effectuer la décaténation de l’ADN, a corrigé les problèmes de ségrégation sans toutefois restaurer le niveau de surenroulement de l’ADN. Nous avons constaté que des extraits protéiques du mutant topA rnhA gyrB(Ts) pouvaient inhiber l’activité de surenroulement négatif de la gyrase dans des extraits d’une souche sauvage, suggérant ainsi que la pénurie de RNase HI avait déclenché une réponse cellulaire d’inhibition de cette activité de la gyrase. De plus, des expériences in vivo et in vitro ont montré qu’en absence de RNase HI, l’activité ATP-dépendante de surenroulement négatif de la gyrase était inhibée, alors que l’activité ATP-indépendante de cette enzyme demeurait intacte. Des suppresseurs extragéniques du défaut de croissance du triple mutant topA rnhA gyrB(Ts) qui corrigent également les problèmes de surenroulement et de ségrégation des chromosomes ont pour la plupart été cartographiés dans des gènes impliqués dans la réplication de l’ADN, le métabolisme des R-loops, ou la formation de fimbriae. La deuxième partie de ce projet avait pour but de comprendre les rôles des topoisomérases de type IA (topoisomérase I et topoisomérase III) dans la ségrégation et la stabilité du génome de Escherichia coli. Pour étudier ces rôles, nous avons utilisé des approches de génétique combinées avec la cytométrie en flux, l’analyse de type Western blot et la microscopie. Nous avons constaté que le phénotype Par- et les défauts de ségrégation des chromosomes d’un mutant gyrB(Ts) avaient été corrigés en inactivant topA, mais uniquement en présence du gène topB. En outre, nous avons démontré que la surproduction de la topoisomérase III pouvait corriger le phénotype Par- du mutant gyrB(Ts) sans toutefois corriger les défauts de croissance de ce dernier. La surproduction de topoisomérase IV, enzyme responsable de la décaténation des chromosomes chez E. coli, ne pouvait pas remplacer la topoisomérase III. Nos résultats suggèrent que les topoisomérases de type IA jouent un rôle important dans la ségrégation des chromosomes lorsque la gyrase est inefficace. Pour étudier le rôle des topoisomérases de type IA dans la stabilité du génome, la troisième partie du projet, nous avons utilisé des approches génétiques combinées avec des tests de « spot » et la microscopie. Nous avons constaté que les cellules déficientes en topoisomérase I avaient des défauts de ségrégation de chromosomes et de croissance liés à un excès de surenroulement négatif, et que ces défauts pouvaient être corrigés en inactivant recQ, recA ou par la surproduction de la topoisomérase III. Le suppresseur extragénique oriC15::aph isolé dans la première partie du projet pouvait également corriger ces problèmes. Les cellules déficientes en topoisomérases de type IA formaient des très longs filaments remplis d’ADN d’apparence diffuse et réparti inégalement dans la cellule. Ces phénotypes pouvaient être partiellement corrigés par la surproduction de la RNase HI ou en inactivant recA, ou encore par des suppresseurs isolés dans la première partie du projet et impliques dans le cSDR (dnaT18::aph et rne59::aph). Donc, dans E. coli, les topoisomérases de type IA jouent un rôle dans la stabilité du génome en inhibant la réplication inappropriée à partir de oriC et de R-loops, et en empêchant les défauts de ségrégation liés à la recombinaison RecA-dépendante, par leur action avec RecQ. Les travaux rapportés ici révèlent que la réplication inappropriée et dérégulée est une source majeure de l’instabilité génomique. Empêcher la réplication inappropriée permet la ségrégation des chromosomes et le maintien d’un génome stable. La RNase HI et les topoisomérases de type IA jouent un rôle majeur dans la prévention de la réplication inappropriée. La RNase HI réalise cette tâche en modulant l’activité de surenroulement ATP-dependante de la gyrase, et en empêchant la réplication à partir des R-loops. Les topoisomérases de type IA assurent le maintien de la stabilité du génome en empêchant la réplication inappropriée à partir de oriC et des R-loops et en agissant avec RecQ pour résoudre des intermédiaires de recombinaison RecA-dépendants afin de permettre la ségrégation des chromosomes.

Effet de l'antiterminaison de la transcription sur l'expression génique chez Escherichia coli en absence de topoisomérase I

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Effet de l'antiterminaison de la transcription sur l'expression génique chez Escherichia coli en absence de topoisomérase I

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Increased tubulointerstitial recruitment of human CD141(hi) CLEC9A(+) and CD1c(+) myeloid dendritic cell subsets in renal fibrosis and chronic kidney disease

Dendritic cells (DCs) play critical roles in immune-mediated kidney diseases. Little is known, however, about DC subsets in human chronic kidney disease, with previous studies restricted to a limited set of pathologies and to using immunohistochemical methods. In this study, we developed novel protocols for extracting renal DC subsets from diseased human kidneys and identified, enumerated, and phenotyped them by multicolor flow cytometry. We detected significantly greater numbers of total DCs as well as CD141(hi) and CD1c(+) myeloid DC (mDCs) subsets in diseased biopsies with interstitial fibrosis than diseased biopsies without fibrosis or healthy kidney tissue. In contrast, plasmacytoid DC numbers were significantly higher in the fibrotic group compared with healthy tissue only. Numbers of all DC subsets correlated with loss of kidney function, recorded as estimated glomerular filtration rate. CD141(hi) DCs expressed C-type lectin domain family 9 member A (CLEC9A), whereas the majority of CD1c(+) DCs lacked the expression of CD1a and DC-specific ICAM-3-grabbing nonintegrin (DC-SIGN), suggesting these mDC subsets may be circulating CD141(hi) and CD1c(+) blood DCs infiltrating kidney tissue. Our analysis revealed CLEC9A(+) and CD1c(+) cells were restricted to the tubulointerstitium. Notably, DC expression of the costimulatory and maturation molecule CD86 was significantly increased in both diseased cohorts compared with healthy tissue. Transforming growth factor-β levels in dissociated tissue supernatants were significantly elevated in diseased biopsies with fibrosis compared with nonfibrotic biopsies, with mDCs identified as a major source of this profibrotic cytokine. Collectively, our data indicate that activated mDC subsets, likely recruited into the tubulointerstitium, are positioned to play a role in the development of fibrosis and, thus, progression to chronic kidney disease.

Geminoid HI-4

Digital Writing Residency; a program to enable visitors to the Cube to interact with and feel emotionally connected to robotic characters.

The role of lysine-41 in RNase A catalysis - A quantum chemical study on the active site ligand complex

Several mechanisms have been proposed to explain the action of enzymes at the atomic level. Among them, the recent proposals involving short hydrogen bonds as a step in catalysis by Gerlt and Gassman [1] and proton transfer through low barrier hydrogen bonds (LBHBs) [2, 3] have attracted attention. There are several limitations to experimentally testing such hypotheses, Recent developments in computational methods facilitate the study of active site-ligand complexes to high levels of accuracy, Our previous studies, which involved the docking of the dinucleotide substrate UpA to the active site of RNase A [4, 5], enabled us to obtain a realistic model of the ligand-bound active site of RNase A. From these studies, based on empirical potential functions, we were able to obtain the molecular dynamics averaged coordinates of RNase A, bound to the ligand UpA. A quantum mechanical study is required to investigate the catalytic process which involves the cleavage and formation of covalent bonds. In the present study, we have investigated the strengths of some of the hydrogen bonds between the active site residues of RNase A and UpA at the ab initio quantum chemical level using the molecular dynamics averaged coordinates as the starting point. The 49 atom system and other model systems were optimized at the 3-21G level and the energies of the optimized systems were obtained at the 6-31G* level. The results clearly indicate the strengthening of hydrogen bonds between neutral residues due to the presence of charged species at appropriate positions. Such a strengthening manifests itself in the form of short hydrogen bonds and a low barrier for proton transfer. In the present study, the proton transfer between the 2'-OH of ribose (from the substrate) and the imidazole group from the H12 of RNase A is influenced by K41, which plays a crucial role in strengthening the neutral hydrogen bond, reducing the barrier for proton transfer.

An HI study of three long-tailed irregular galaxies in the cluster Abell 1367

We present the results on the distribution and kinematics of HI gas with higher sensitivity and in one case of higher spectral resolution as well than reported earlier, of three irregular galaxies CGCG 097073, 097079 and 097087 (UGC 06697) in the cluster Abell 1367. These galaxies are known to exhibit long (50 - 75 kpc) tails of radio continuum and optical emission lines (H alpha) pointing away from the cluster centre and arcs of starformation on the opposite sides of the tails, These features as well as the HI properties, with two of the galaxies (CGCG 097073 and 097079) exhibiting sharper gradients in HI intensity on the side of the tails, are consistent with the HI gas being affected by the ram pressure of the intracluster medium. However the HI emission in all the three galaxies extends to much smaller distances than the radio-continuum and H alpha tails, and are possibly still bound to the parent galaxies. Approximately 20 - 30 per cent of the HI mass is seen to accumulate on the downstream side due to the effects of ram pressure.

Characterization of substrate UpA binding to RNase A--computer modelling and energetics approach.

In the past two decades RNase A has been the focus of diverse investigations in order to understand the nature of substrate binding and to know the mechanism of enzyme action. Although this system is reasonably well characterized from the view point of some of the binding sites, the details of interactions in the second base binding (B2) site is insufficient. Further, the nature of ligand-protein interaction is elucidated generally by studies on RNase A-substrate analog complexes (mainly with the help of X-ray crystallography). Hence, the details of interactions at atomic level arising due to substrates are inferred indirectly. In the present paper, the dinucleotide substrate UpA is fitted into the active site of RNase A Several possible substrate conformations are investigated and the binding modes have been selected based on Contact Criteria. Thus identified RNase A-UpA complexes are energy minimized in coordinate space and are analysed in terms of conformations, energetics and interactions. The best possible ligand conformations for binding to RNase A are identified by experimentally known interactions and by the energetics. Upon binding of UpA to RNase A the changes associated,with protein back bone, Side chains in general and at the binding sites in particular are described. Further, the detailed interactions between UpA and RNase A are characterized in terms of hydrogen bonds and energetics. An extensive study has helped in interpreting the diverse results obtained from a number of experiments and also in evaluating the extent of changes the protein and the substrate undergo in order to maximize their interactions.