Etude des mécanismes d'activation et d'inactivation du récepteur de la progestérone

par Isabelle Petit Topin

Thèse de doctorat en Structure, fonction et ingéniérie des protéines

Sous la direction de Marie-Edith Rafestin-Oblin et de Erin Gainer-Monange.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .


  • Résumé

    La progestérone exerce principalement ses effets en se liant au récepteur de la progestérone (PR), un facteur de transcription qui appartient à la superfamille des récepteurs nucléaires. De nombreuses molécules, agonistes et antagonistes du PR, ont été synthétisées à des fins thérapeutiques, notamment pour la contraception sans œstrogène et le traitement des fibromes utérins. Néanmoins, ces composés manquent d'efficacité et/ou de sélectivité et ne sont pas satisfaisants pour les traitements à longs termes. La finalité de cette étude était de concevoir de nouvelles molécules progestative et anti-progestative. Dans ce but, nous avons résolu la structure cristallographique du domaine de liaison de l'hormone (LBD) du PR complexé au lévonorgestrel, un progestatif de synthèse dérivé de la testostérone. Nous avons également résolu la structure du LBD du PR complexé au RU486 et au CDB(VA)-2914, deux antagonistes qui ont en commun un substituant volumineux sur le cycle C du stéroïde et qui diffèrent au niveau du cycle D. Par une approche de mutagenèse dirigée et des tests de fonctionnalité du PR guidés par ces structures, nous avons 1) élucidé le mécanisme d'activation de PR par les progestatifs dérivés de la testostérone et de la progestérone en identifiant la Met909 comme étant le résidu crucial dans l'activation du PR, 2) identifié les substituants du lévonorgestrel responsables de son activité élevée, 3) caractérisé le mode de liaison au PR du RU486 et du CDB(VA)-2914 ainsi que celui des corépresseurs transcriptionnels et élucidé le processus d'inactivation du PR et 4) identifié les substituants modulateurs de l'activité des antagonistes RU486 et du CDB(VA)-2914. L'approche structurale que nous avons suivie a permis de proposer deux nouvelles molécules. La première, dérivée de la progestérone, peut être considérée comme un chef de file d'une nouvelle génération de progestatifs plus sélectifs. La seconde, dérivée également de la progestérone et conçue à partir de nos conclusions sur le mécanisme d'activation du PR par les progestatifs, correspond à un antagoniste dont le mécanisme d'action diffère totalement de celui des antagonistes tels que le RU486 et leCDB(VA)-2914.

  • Titre traduit

    Study of progesterone receptor activation and inactivation mechanisms


  • Résumé

    Progesterone exerts its effects by binding to the progesterone receptor (PR), a transcription factor belonging to the nuclear receptor family. Many compounds, agonists and antagonists, have been developed for therapeutic uses, as contraception without estrogens and treatment of uterus fibroids. Nevertheless, these compounds display low efficiency and/or selectivity. Thus, they are not good candidates for long-term treatment. The aim of this study is to design new agonist and antagonist ligands. For this purpose, we solved the crystal structure of the ligand binding domain (LBD) of PR in complex with levonorgestrel, a synthetic progestin derived from testosterone. We also solved the crystal structure of the PR LBD complexed with the antagonists RU486 and CDB(VA)-2914. These molecules have the same bulky substituent on the C ring and differ only by their D ring substituents. Stracture-guided mutagenesis and functionnal studies allowed 1) to elucidate thé PR activation mechanism by progestins derived either from testosterone or progesterone by identifying the Met909 as the key residue in PR activation, 2) to identify the levonorgestrel substituents responsible of its high efficiency, 3) to characterize the binding mode of both RU486 and CDB(VA)-2914 to PR and that of transcriptional corepressors and also to elucidate the inactivation process of PR and 4) to identify the substituents which modulate the antagonist activity of RU486 and CDB(VA)-2914. The structural approach we followed, allowed us to propose two new molecules. The first one, derived from progesterone, may be considered as a molecule lead of a new progestins generation which are more selective. Our conclusions on the activation mechanism of PR by progestins allowed us to propose a second molecule also derived from progesterone, which displays antagonist properties. The mechanism by which it acts differs completely from that of bulky antagonists like RU486 and CDB(VA)-2914.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (183 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 289 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2009) 21
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