Analyse quantitative des perturbations de déplacement chimique pour la détermination de structures tridimensionnelles de complexes protéine-ligand

par Clémentine Aguirre

Thèse de doctorat en Chimie analytique

Sous la direction de Isabelle Krimm.

Soutenue le 31-10-2014

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale de Chimie (Lyon) , en partenariat avec Laboratoire des Sciences Analytiques. Lsa (laboratoire) et de Laboratoire des Sciences Analytiques (laboratoire) .

Le président du jury était Christophe Morell.

Le jury était composé de Jean-Francois Guichou, Patrice Gouet.

Les rapporteurs étaient François Bontems, Céline Landon.


  • Résumé

    Les interactions intermoléculaires entre une protéine et ses différents partenaires représentent des cibles de plus en plus prisées pour l'élaboration de composés thérapeutiques capables d'intervenir dans des processus biologiques. La méthode FBDD (Fragment-Based Drug Design) permet de concevoir des molécules bioactives tels que des inhibiteurs, à partir de la structure tridimensionnelle du complexe formé entre la protéine et une molécule fragment. Dans le cadre de ce projet de thèse nous proposons d'utiliser le déplacement chimique pour l'étude des structures 3D de ces complexes protéine-ligand. Nous nous focaliserons sur la mesure des perturbations de déplacement chimique CSP (Chemical Shift Perturbations) des atomes d'une protéine cible, induites par la liaison d'un fragment. Nous démontrerons la puissance de cet outil RMN à travers la simulation des CSP induits par l'interaction d'un fragment sur une protéine cible et leur comparaison aux CSP expérimentaux. L'analyse sera réalisée sur deux protéines cibles et la comparaison des données expérimentales et simulées permettra dans un premier temps de mettre en évidence un réarrangement structural de la protéine Bcl-xL lors de son interaction avec un fragment. Puis, dans un second temps, nous montrerons que cette analyse quantitative des CSP peut permettre de déterminer l'orientation des fragments dans le site d'interaction de la protéine PRDX5. Nous comparerons alors les performances de la méthode pour différents types de protons proposant ainsi de nouvelles pistes pour la compréhension du comportement des CSP vis-à-vis de leurs contributions électroniques

  • Titre traduit

    Quantitative analysis of chemical shift perturbations for the determination of protein-ligand complex tridimentional structures


  • Résumé

    Intermolecular interactions between protein and its partners represent highly attractive targets for the elaboration of therapeutic compounds abble to interfere in biological processes. A novel approach in drug design called Fragment-Based Drug Design (FBDD) consists of designing bioactive molecules like inhibitors, from the 3D structure of the complex formed between a protein and a fragment molecule (MW < 300g/mol). Here we suggest using the chemical shift, to study these protein-ligand structures. We will particularly focus on the measurement of Chemical Shift Perturbations (CSP) induced by the fragment-binding on protein’s nuclei. We will evidence the potency of this NMR tool through simulation of CSP induced by fragment interaction on protein target and the comparison with experimental CSP. Two protein targets will be used and the comparison between experimental and simulated data will evidence on one hand, the structural rearrangement of the protein Bcl-xL upon fragment-binding. On the other hand, we will demonstrate that this quantitative use of CSP is unable to determinate fragment orientations inside the protein PRDX5 binding site. We will compare the performances of the method for different kinds of protein and proposing answers to better understand the behaviour of CSP toward their different electronic contributions


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