Mécanismes moléculaires des interactions ligand-protéine membranaire : étude biophysique d'un récepteur couplé aux protéines G, VPAC1, et du récepteur périphérique des benzodiazépines

par Samuel Murail

Thèse de doctorat en Biophysique moléculaire

Sous la direction de Jean-Michel Neumann.

Soutenue en 2008

à Paris 7 .


  • Résumé

    L'objectif général de ces travaux a été de contribuer à élucider les mécanismes moléculaire qui régissent les interactions protéine-ligand dans la membrane. La première protéine concernée est le récepteur périphérique des benzodiazépines (PBR) le ligand d'intérêt, le cholestérol. PBR est impliquée dans la biosynthèse des stéroïdes, participant à la translocation du cholestérol de la membrane externe de la mitochondrie à membrane interne. Ne disposant d'aucune information structurale sur PBR, nous nous sommes d'abord intéressés à la structure de PBR en déterminant par RMN la conformation des fragments synthétiques recouvrant les domaines transmembranaires prédits puis en étudiant la protéine recombinante entière par RMN et dichroïsme circulaire. Différentes études couplant mutations modélisations ont ensuite été effectuées, qui ont permis de caractériser l'interaction PB cholestérol et le rôle de résidus clés dans cette interaction. La deuxième partie de la thèse concerne l'interaction du domaine extracellulaire de VPAC un récepteur couplé aux protéines G, avec le neuropeptide vasointestinal (VIP), qui joue un rôle important en physiopathologie humaine. Cette étude est basée sur la construction d'un mode structural par homologie du domaine de VPAC1. En utilisant la conformation du VIP obtenue par RMN et des données expérimentales de photoaffinité, nous avons pu proposer un mode d'interaction VIP-VPAC1 par docking, et caractériser cette interaction par simulation de dynamique moléculaire. Ce travail s'intègre dans la caractérisation des bases moléculaires de reconnaissance du VIP par son récepteur et plus généralement dans la compréhension d processus d'interaction ligand-récepteur dans la famille des RCPG de classe B.

  • Titre traduit

    Molecular mechanism of ligand-membrane protein interaction : biophysical study of a GPCR, VPAC1 and the peripheral-type benzodiazepine receptor


  • Résumé

    The main goal of this work has been to contribute to elucidate the molecular mechanism underlying protein-ligand interaction within the membrane. The first protein studied is the peripheral benzodiazepine receptor (PBR) and its ligand interest, cholesterol. PBR is involved in steroid biosynthesis, through the cholesterol translocation from the outer to the inner membrane of mitochondria. In the absence of any available structural information on PBR, our first work has been to focus on the PBR structure, by determining from NMR data the conformation of synthetic fragments encompassing the predicted transmembrane domains and then by studying the entire recombinant protein by NMR and circular dichroism. In second step, several studies combining mutagenesis and molecular modeling have be performed which allow to characterize PBR-cholesterol interaction, and the role of key residues this interaction. The second part of our work is devoted to study the interaction of the extracellular domain VPAC1, a G-protein coupled receptor, with the vasointestinal neuropeptide (VIP), which plays important role in human physiopathology. From the VIP conformation obtained by NMR a photoaffinity data, we were able to propose a molecular model of the VIP-VPAC1 interaction using docking protocols and to characterize this interaction using molecular dynamics simulation. Our result contributes to elucidate the molecular basis of VIP recognition and more generally understand the ligand-receptor interaction process of the class B family of GPCRs

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Informations

  • Détails : 1 vol. (141 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 123 Réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2008) 120
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