Thèse soutenue

Modélisation moléculaire de la réactivité de GABA-AT : de petits modèles représentatifs à la protéine complète, de la mécanique moléculaire à la chimie quantique, du statique au dynamique
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Auteur / Autrice : Hatice Gökcan
Direction : Gérald MonardFethiye Aylin Sungur
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 02/09/2016
Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec Istanbul teknik üniversitesi
Ecole(s) doctorale(s) : SESAMES - Ecole Doctorale Lorraine de Chimie et Physique Moléculaires
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Structures et réactivité des systèmes moléculaires complexes (Nancy) - Structure et Réactivité des Systèmes Moléculaires Complexes / SRSMC
Jury : Président / Présidente : Mine Yurtsever
Examinateurs / Examinatrices : Xavier Assfeld, Pemra Doruker Turgut
Rapporteurs / Rapporteuses : Safiye Sağ Erdem, Pedro Alexandrino Fernandes

Résumé

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La compréhension des enzymes et de leurs mécanismes catalytiques est d'une grande importance dans le développement de médicaments plus efficaces Pour mieux appréhender ces phénomènes, différentes approches théoriques comme les méthodes QM, MM-MD et QM/MM, peuvent être utilisées. L'objectif principal de cette thèse est d'obtenir une meilleure compréhension des mécanismes de réactivité et de la dynamique de l'enzyme GABA-AT (y-aminobutyric acid aminotransferase), un modèle d'enzyme dépendante au phosphate pyridoxal (PLP). Notre travail a consisté en 5 étapes vers une plus grande compréhension de GABA-AT. 1) la réaction et le mode d'attachement du substrat naturel GABA ont été étudié pour différents isomères à l'aide de systèmes modèles et de la DFT. 2) l'enzyme a été simulée par dynamique moléculaire classique dans les cas de l'apoenzyme, l'holoenzyme et l'holoenzyme inactivée. Nos résultats montrent que plusieurs résidus du site actif jouent un rôle important et que leur état de protonation ainsi que celui du PLP sont cruciaux dans l'activité de GABA-AT. 3) l'influence des résidus du site actif sur la réactivité a été étudiée par la modélisation quantique de clusters moléculaires. Le plus gros cluster comprenait 165 atomes entouré d'un solvant implicite. 4) de nouvelles routines de diagonalisation pour SEBOMD ont été incorporées dans la suite AMBER à travers l'utilisation des bibliothèques LAPACK et SCALAPACK. Ces nouvelles routines ont été testées et leur efficacité a été évaluée. 5) des énergies libres de réaction ont été évaluées par dynamiques SEBOMD sur des intermédiaires réactionnels GABA-PLP