Thèse soutenue

Extension des méthodes d'affinement multipolaire de petites molécules aux macromolécules biologiques : application à la structure de l'Aldose Réductase Humaine résolue à 0.66Å
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Auteur / Autrice : Benoît Guillot
Direction : Claude Lecomte
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences physiques
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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L'évolution de la cristallographie des macromolécules biologiques repousse régulièrement les limites de diffraction des rayons X des cristaux de protéines. Ainsi, des cristaux de complexe ternaire Aldose Réductase Humaine-NADP+-inhibiteur ont été obtenus diffractant à résolution subatomique. Il devient alors possible d'observer la déformation de la densité électronique due à l'environnement chimique. Dans ce cas, le modèle d'atome sphérique utilisé couramment en cristallographie des protéines est inadapté et doit être remplacé par un modèle qui puisse tenir compte de cette nouvelle information, tel que le modèle multipolaire de Hansen et Coppens. La présente étude porte donc sur l'extension des méthodes d'affinement multipolaire des petites molécules aux protéines à résolution subatomique, avec pour application l'analyse du complexe Aldose Réductase. Pour cela, nous avons développé au LCM3B, d'une part un nouveau logiciel (MOPRO), adapté aux méthodes classiques d'affinement multipolaire et aux techniques de la cristallographie des macromolécules, et d'autre part une banque de données expérimentale des paramètres multipolaires décrivant la densité électronique de déformation moyenne des acides aminés et du cofacteur NADP+. Ces paramètres ont été transférés vers les atomes de la structure du complexe Aldose Réductase humaine pour constituer une base de départ de l'affinement multipolaire, réalisé avec MOPRO. Les résultats obtenus justifient l'emploi d'un modèle de densité électronique non sphérique pour l'étude de structures de protéines à résolution subatomique. De plus, en comparant des résultats expérimentaux et théoriques, nous avons montré que les paramètres de la banque de données des multipoles constituent une bonne description du potentiel électrostatique calculé dans le site actif. Ces méthodes devront permettre, par une meilleure modélisation de la densité électronique, de mieux caractériser les relations entre la structure et la fonction de l'enzyme.