Thèse soutenue

Du rôle des protons dans la réactivation de l'acétylcholinestérase : études en mécanique quantique et mécanique moléculaire
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Auteur / Autrice : Thomas Driant
Direction : Etienne Derat
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie Moléculaire
Date : Soutenance le 22/09/2017
Etablissement(s) : Paris 6
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris Centre (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut parisien de chimie moléculaire (2009-....)
Jury : Président / Présidente : Matthieu Sollogoub
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Karoyan, Lynn Kamerlin, Florian Nachon
Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Navizet, Samuel De Visser

Mots clés

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Résumé

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Le projet de cette thèse était l'évaluation du processus de réactivation et l'étude du site actif de l'AChE inhibée par un agent neurotoxique par des méthode computationnelles. L'objectif était de guider le design rationnel de nouveau réactivateurs. Une étude initiale avec un modèle QM tronqué a indiqué la nécessité de modéliser l'environnement enzymatique pour compenser la charge du Glu334. Elle a aussi confirmé le rôle du trou oxyanionique dans la stabilisation des états de transition de la réactivation. Des simulations QM/MM de la réactivation par le réactivateur classique 2-PAM, ainsi que par deux réactivateurs au coeur aromatique non chargé ont été effectuées. Il a été démontré que le Glu202, un résidu à proximité de la triade catalytique de l'AChE, doit être protoné pour que la réactivation ait lieu. Ces simulations ont aussi montré que le réactivateur peut être déprotoné dans le site actif de l'AChE par His447. Les réactivateurs au coeur aromatique non chargé sont plus nucléophiles que la 2-PAM et l'un d'entre eux est plus aisément déprotoné dans le site actif. Nos résultats indiquent que la capacité d'un réactivateur à être facilement déprotoné est plus importante que sa nucléophilie. Enfin, un mécanisme de migration de protons a été identifié par des calculs QM/MM et EVB. Il implique deux glutamates derrière le site actif, Glu450 et Glu452. La possibilité que ces deux protons soient temporairement protonés et donc impliqués dans une migration de protons a été confirmé par des calculs CpHMD. La migration de proton passe par la N-protonation d'une liaison amide, ce qui constitue un nouveau mécanisme.