Etudes structurales et biochimiques de Grb2, une protéine adaptatrice de la transduction du signal

• Auteur / Autrice : Pierre Nioche
• Direction : Arnaud Ducruix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Depuis une quinzaine d'annees, de tres nombreux travaux, issus de laboratoires pharmaceutiques ou publiques, ont cherche a elucider les voies de signalisation qui controlent la division et la differenciation cellulaires. Le schema qui est apparu est celui d'une chaine d'interaction proteine-proteine qui conduit le signal extracellulaire de la membrane plasmique jusqu'au noyau. Certaines de ces proteines de signalisation sont appelees onco-proteines en raison de leur capacite a transformer des cellules normales en cellules tumorales. La recherche d'inhibiteurs ayant la capacite de bloquer specifiquement les voies de transduction du signal deregulees est une strategie prometteuse dans la conception de nouveaux medicaments anti-cancereux. La proteines grb2 est un adaptateur qui fait le lien entre un recepteur et un facteur d'echange. Il a ete montre que l'inhibition de cette proteine pouvait ralentir fortement ou stopper la croissance de cellules tumorales transformees notamment par l'egfr. Les travaux presentes ici concernent une etude de la proteine grb2 entreprise selon trois axes : 1) une etude physicochimique de grb2 afin de caracteriser l'equilibre entre les formes monomerique et dimerique observees en solution. 2) une etude cristallographique du domaine sh2 de grb2, i) sous sa forme native, ii) en complexe avec le peptide pspyvnvqn issu de la proteine shc, iii) en complexe avec un peptidomimetique maz-py-(me)py-nnh 2 dans le but de caracteriser les interactions atomiques pouvant permettre la synthese de nouveaux inhibiteurs plus efficaces. 3) des etudes a la fois biochimique et de biologie cellulaire visant a caracteriser de nouvelles fonctions de grb2 dans la polymerisation de l'actine et le controle de la phase g2/m. Ces trois parties distinctes font apparaitre les principaux resultats suivants : 1) le dimere de grb2 observe en solution est different de celui visualise dans l'unite asymetrique de la structure cristallographique. Le premier ne fixe plus les peptides phosphotyrosyles, de sequence consensus pyxn, alors que la structure du second presente un site accessible pour chacune des molecules du dimere. 2) la comparaison des trois structures cristallographiques montrent que i) la structure du domaine sh2 est globalement conservee, ii) les interactions du residu py(0) sur le site principal et du residu asparagine (+2) sur le site secondaire sont identiques dans les deux complexes, iii) le tryptophane 121 forme le troisieme point d'ancrage du peptide en coiffant l'asparagine par des contacts de van der waals, w121 ayant une orientation opposee dans la structure native, iv) (me)py(+1) interagit par de nombreuses liaisons hydrogenes avec des residus de la boucle bg entrainant un mouvement de 2a de sa chaine principale. Toutes ces interactions sont responsables de la forte affinite de cet inhibiteur pour le domaine sh2 de grb2 (kd = 3nm). 3) la recherche de nouvelles fonctions a permis d'etablir que i) grb2 activait la polymerisation de l'actine par son interaction avec n-wasp, principalement par son domaine sh3 c-terminal, ii) l'injection de grb2 dans des oocytes de xenopes active la transition g2/m. Ceci ouvre la possibilite que la proteine grb2 ait des fonctions biologiques autres que celle d'adaptateur.