Modélisation moléculaire de la perception de la saveur sucrée : approches structurales et dynamiques

par Jean-Baptiste Chéron

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Serge Antonczak et de Sébastien Fiorucci.

Soutenue le 20-09-2017

à l'Université Côte d'Azur (ComUE) , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....) , en partenariat avec Université de Nice (1965-2019) (établissement de préparation) , Institut de chimie (Nice) (laboratoire) et de Institut de Chimie de Nice (laboratoire) .

Le président du jury était Francine Acher.

Le jury était composé de Serge Antonczak, Sébastien Fiorucci, Francine Acher, Alexandre de Brevern, Philippe Derreumaux, Fabrice Neiers.

Les rapporteurs étaient Alexandre de Brevern, Philippe Derreumaux.

mots clés

• RCPG
• Classe C
• Édulcorants
• Pouvoir sucrant
• QSAR
• Modélisation molculaire
• Récepteurs couplés aux protéines G
• Édulcorants
• QSAR (biochimie)
• Molécules -- Modèles mathématiques

Résumé

La consommation excessive et chronique de sucre est un facteur de risque pour l'apparition de pathologies telles que le diabète de type II ou l'obésité. Une des solutions pour répondre à cet enjeu majeur de santé publique, tout en conservant le plaisir de la saveur sucrée, consiste en l'utilisation d'édulcorants en substitution du sucre. Actuellement, un certain nombre d'édulcorants sur le marché présentent arrière-goût amer ou sont sujets à débat quant à leurs effets sur la santé. Un des objectifs de ces travaux de thèse consiste à proposer de nouveaux édulcorants grâce à des approches rationnelles in silico. Un modèle statistique a été établi sur la base des structures chimiques et a permis d'identifier de nouveaux édulcorants d'origine naturelle. Ensuite, la reconstruction par homologie du récepteur à la saveur sucrée et l'étude des sites de liaison apportent des indices, à l'échelle atomique, qui permettront d'identifier ou même de concevoir de nouveaux édulcorants. L'étude dynamique d'un récepteur de la même famille (Récepteur Couplé aux Protéines G (RCPG) de classe C) a permis d'émettre une hypothèse sur le mécanisme d'activation, phénomène important pour la compréhension de la conversion du signal chimique en signal électrique.

mots clés

• GPCR
• Class C
• Sweeteners
• Sweetness
• QSAR
• Molecular modeling

Titre traduit

Molecular modeling of the sweet taste perception : structural and dynamic approaches

Résumé

Sugar overconsumption is a risk factor for pathologies such as type II diabetes or obesity. Sweeteners consumption is used to overcome this public health issue. Indeed, they have low caloric value but still preserve the pleasure of sweet taste. Currently, number of sweeteners are commercially available, but they present a bitter aftertaste or there is a debate about their safety. One aim of this work was to propose new intense sweeteners using computational modeling strategies. Through a statistical approach to predict the sweetness based on the chemical structure of already known sweeteners, new natural compounds have been identified. Furthermore, the structural study of the homology model of the sweet taste receptor provides some clues to design new sweeteners. The molecular dynamic study of a class C G-protein coupled receptor gives the first molecular hypothesis of the activation process.