Synthèse et évaluation d'analogues d'hexoses-phosphates, intermédiaires de la réaction catalysée par la glucosamine-6-phosphate synthase : étude in silico des complexes enzyme-inhibiteur

par Stéphane Sengmany

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Bernard Badet.

Soutenue en 2003

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    Dans le cadre de l'étude du mécanisme d'action de la Glucosamine-6-phosphate Synthase (GlmS), enzyme-clé de la voie de biosynthèse des hexosamines, des analogues de l'intermédiaire cis-énolamine ont été synthétisés; il s'agit de dérivés hydroxamate et amidoxime. Le remplacement du groupe phosphate nécessaire à l'activité par des groupes isostères plus stables tels que le méthylène- et le difluorométhylènephosphonates, a également été effectué. Les phosphates de l'arabinohydroxamate et de l'arabinoamidoxime sont obtenus respectivement en deux étapes à partir du glucose-6-phosphate, et en dix étapes à partir du D-arabinose. Les dérivés phosphonates sont préparés à partir du D-glucose en dix étapes. Ces composés, évalués sur l'activité de la GlmS, présentent une inhibition compétitive vis-àvis du fructose-6-phosphate. L'arabinohydroxamate phosphate, bien que présentant une excellente inhibition sur la Phosphoglucose Isomérase (Ki = 1 mM), n'est que faiblement inhibiteur de la GImS (Ki = 900 mM). Ses analogues méthylène- et difluorométhylène phosphonates sont encore moins bons avec des Ki respectifs de 1600 mM et 8500 mM. En revanche, l'arabinoamidoxime phosphate est un bon inhibiteur de la GImS avec un Ki de 65 mM. Une tentative de rationalisation des résultats des tests d'inhibition a été réalisée en utilisant les expériences de "docking" moléculaire de ces composés dans le site actif de la GImS.


  • Résumé

    In the present mechanistic study of Glucosamine-6-phosphate Synthase (GImS), a key enzyme in the biosynthesis pathway of hexosamines, new analogues of the cis-enolamine intermediate, namely hydroxamate and amidoxime compounds, were synthesized. The replacement of the phosphate group necessary to the activity by more stable isostere groups such as methylene- and difluoromethylenephosphonates was also studied. Phosphate derivatives of arabinohydroxamate and arabinoamidoxime were respectively obtained in two steps starting from glucose-6-phosphate, and in ten steps starting from D-arabinose. Phosphonate analogues were prepared in ten steps starting from D-glucose. These compounds, evaluated as inhibitors on the activity of GlmS, present a competitive inhibition versus fructose-6-phosphate. While the arabinohydroxamate phosphate was revealed as an excellent inhibitor of Phosphoglucose Isomerase (Ki = 1 mM), its inhibition efficiency on GlmS is moderate (Ki = 900 mM). Its methylene- and difluoromethylenephosphonate analogues are even worse with respective Ki of 1600 and 8500 mM. On the other hand, the arabinoamidoxime phosphate is a good inhibitor of GlmS with Ki of 65 mM. An attempt to rationalize the results of inhibition assays was carried out by using molecular docking experiences of these compounds in the GlmS active site.

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Informations

  • Détails : 171 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.118-128.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)5
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