Analyse intégrative des données structurales et reconnaissance de forme : Application à la régulation de la transcription eucaryote

par Laurent-Philippe Albou

Thèse de doctorat en Bioinformatique

Sous la direction de Dino Moras et de Olivier Poch.

Soutenue en 2010

à Strasbourg .


  • Résumé

    En 5 ans, les projets internationaux de Biologie et Génomique Structurales ont doublé le nombre de structures moléculaires disponibles dans la Protein Data Bank. Au cours de cette thèse, j’ai développé des approches de Bioinformatique Structurale permettant l’analyse intégrative de ces données pour mieux décrire les mécanismes moléculaires d’interactions. Nous avons montré, qu’en moyenne, 44% de la surface protéique est impliquée dans des interactions avec des molécules autres que solvants et ions, et que, si près de 86% de la surface des protéines peut être hydratée transitoirement, seule 15% l’est de façon spécifique. En différenciant tous les types de sites de liaisons (protéine, ADN, ARN, ligand…) de chaque protéine, nous avons montré l’existence de recouvrements entre ces régions. Cette observation a conduit à la définition de deux grandes familles de sites de liaisons: des sites spécifiques, capables de ne lier d’un seul type de molécule, et des sites polyvalents, capables de lier au moins deux types différents de molécules. Les sites de liaisons spécifiques diffèrent grandement des sites de liaisons polyvalents, notamment en termes d’hydrophobicité. Les sites spécifiques pourraient être l’indicateur d’interactions fortes voir permanentes. L’analyse rapide et systématique des surfaces moléculaires a également requis le développement d’approches géométriques avancées, mettant en œuvre les formes alphas, pour permettre la construction de régions contiguës et la définition de courbures locales. Le criblage des régions contiguës, tout comme un blast mais pour la comparaison de régions 3D locales, ouvre la voie à de nombreuses applications biologiques et pharmaceutiques.

  • Titre traduit

    Integrative analysis of structural data and pattern recognition : Application to the regulation of eukaryotic transcription


  • Résumé

    In 5 years, international projects of Structural Biology and Structural Genomics have doubled the number of available molecular structures in the Protein Data Bank. During this thesis, I have developped Structural Bioinformatic approaches to perform the integrated analysis of structural data, to better describe the molecular mechanisms of interactions. We have shown that, on average, 44% of protein surfaces are involved in interactions with molecules other than solvants and ions. If 86% of protein surfaces can be transiently hydrated, only 15% can be specifically hydrated. By differentiating every type of binding sites (protein, DNA, RNA, ligand…) of each protein, we have shown the existence of overlaps between these regions. This observation has led us to define two major families of binding sites : specific sites, which can only bind one type of molecule, and polyvalent sites, which can bind at least two different types of molecule. The specific binding sites differ greatly from polyvalent ones, in particular in terms of hydrophobicity. Specific binding sites may indicate stronger or permanent interactions. The fast and systematic analysis of molecular surfaces has also required the development of advanced geometrical approaches, based on alpha shapes, to define contiguous regions and local curvatures. The screening of these contiguous regions, like a blast but for local 3D regions, open the way to numerous biological and pharmaceutical applications.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (268 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.251-268

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2010;0709
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