Remodelage de la néocarzinostatine : étude des interactions stabilisatrices du motif immunoglobuline

par Magali Nicaise

Thèse de doctorat en Sciences Biologiques. Structure-fonction des systèmes biologiques intégrés

Sous la direction de Michel Desmadril.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit dans un programme plus général de vectorisation de médicaments au moyen d'une petite protéine d'origine bactérienne: la néocarzinostatine (NCS). La néocarzinostatine présente une structure en feuillet β constitué de 7 brins antiparallèles dont l'organisation est très proche de celle des domaines variables des immunoglobulines (Ig). La première partie de notre travail a consisté à étudier l'implication des interactions hydrophobes dans la stabilité de la NCS. Pour cela, les résidus d'intérêts ont été remplacés par un acide aminé dont la chaîne latérale est plus courte, afin de supprimer les interactions hydrophobes tout en affectant le moins possible la structure de la protéine. L'étude de la structure et de la stabilité des mutants nous a permis de mettre en évidence deux résidus qui apparaissent nettement plus importants que les autres pour la stabilité de la protéine. Un autre motif structural important pour la stabilisation des protéines de la famille des Ig est le motif "Tyrosine corner". Des études réalisées sur un mutant Y32F ont permis de montrer que ce type d'interaction clef était également présent dans la NCS. Ces données sur la stabilité nous ont permis d'envisager une stratégie de remodelage de la NCS qui constitue la deuxième partie de notre travail. Nous avons essayé de conférer à la NCS des propriétés de reconnaissance comparables à celles des Ig. Dans cette optique, une boucle équivalente au CDR3 du domaine Ig de camélidé, dirigée contre le lysozyme, a été transférée sur la NCS. Nous avons mis en évidence que l'insertion de cette boucle CDR3 permettait de conférer à la NCS des propriétés de reconnaissance du lysozyme. Ces résultats sont complémentaires aux autres travaux effectués au laboratoire concernant l'introduction de nouvelles propriétés de fixation au sein de la NCS. L'ensemble de ces travaux démontre qu'il est possible d'utiliser la NCS comme ossature pour l'introduction de nouvelles propriétés.


  • Résumé

    The work presented in this thesis is include in a more general programme of drugs vectorization of a small protein of bacterial origin : the neocarzinostatin (NCS). Neocarzinostatin is a β barrel protein formed of 7 antiparallel strands, the folding being similar to that of the variable domain of immunoglobulins (Ig). The first part of our work consisted in studying the implication of the hydrophobic interactions in the stability of the NCS. For that, the residues of interests were replaced by an amino acid whose side chain is shorter, in order to remove the hydrophobic interactions. The substitution have no effect on the global fold, however an important destabilization of the protein is observed for three mutants V34A, V21A and V95A. Another significant structural motif for the stabilization of proteins of the family of Ig is the "Tyrosin corner". Studies carried out on a mutant Y32F show that this type of key interaction was also present in the NCS. Based on the latter data, we elaborated a strategy for engineering NCS in order to confer new properties of recognition comparable with those of Ig. Then, a loop equivalent to the CDR3 of the Ig domain of camel, directed against the lysozyme, was transferred on the NCS. We demonstrated that the insertion of this loop CDR3 confer to the NCS properties of interaction with the lysozyme. These results are complementary to the other work carried out at the laboratory concerning the introduction of new properties of binding within the NCS the whole of this work shows that it is possible to use the NCS as scaffold for the introduction of new properties.

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Informations

  • Détails : 142 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.116-121

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)278
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