Structure et fonction de la nucleoside diphosphate kinase : interaction avec les analogues de nucleoside antiviraux

par PHILIPPE MEYER

Thèse de doctorat en Sciences médicales

Sous la direction de Joël Janin.

Soutenue en 2000

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

Les ndpk sont des enzymes qui catalysent le transfert du phosphate gamma d'un nucleoside triphosphate sur un nucleoside diphosphate avec une faible specificite pour le substrat. Elles sont une source de nucleoside triphosphates et sont impliquees dans l'activation des analogues de nucleoside utilises contre le sida. L'activite antivirale de ces analogues est due a l'absence d'hydroxyle en 3 du sucre, cette particularite en fait de mauvais substrats de la ndpk. Cet hydroxyle essentiel a la catalyse forme une liaison hydrogene avec l'oxygene 07 pontant les phosphates beta et gamma. Nous avons determine la structure de trois complexes de la ndpk de dictyostelium avec des analogues de nucleotide. La premiere decrit l'interaction du mutant h122g avec le d4t triphosphate. Une liaison hydrogene c3h---o7 permet d'expliquer l'augmentation d'efficacite catalytique de la ndpk sur cet analogue par rapport a l'azt. Les deux autres structures decrivent l'interaction de la ndpk sauvage avec les nucleotides alpha-borano-phosphate qui sont de meilleurs substrats que leurs nucleotides parents. Les borano-phosphate conferent une resistance de la liaison phosphodiester a la pyrophosphorolyse, or celle-ci expliquerait la resistance du vih aux analogues actuellement utilises. La structure du complexe avec l'alpha-borano-tdp de configuration rp a permis d'expliquer la stereospecificite de la ndpk pour ce compose. La structure avec l'alpha-borano-d4t diphosphate de configuration sp explique pourquoi la ndpk n'a qu'une stereospecificite partielle sur les composes alpha-borano-phosphate derives du d4t. Pour etendre l'etude structurale aux ndpk humaines recemment decouvertes nous avons determine la structure de la ndpk mitochondriale h4. Cette structure a mis en evidence le changement conformationnel induit par la presence d'une serine en position 96 a la place d'une proline dans les autres ndpk et a permis de suggerer un role pour la serine 113 dans la reconnaissance de la guanine.

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