Thèse soutenue

Etude structurale du domaine d'interaction du récepteur de l'élastine. : Approches biochimiques, biophysiques et bioinformatiques
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Auteur / Autrice : Gautier Moroy
Direction : Alain Jean-Paul Alix
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biomolécules et dynamique cellulaire
Date : Soutenance en 2005
Etablissement(s) : Reims

Résumé

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Ce travail de thèse porte sur l'étude théorique et expérimentale de l'interaction entre des peptides issus de protéines de la matrice extracellulaire (MEC) et leur domaine de fixation sur la sous-unité EBP (Elastin Binding Protein) du récepteur de l'élastine / nous avons tout d'abord cherché à caractériser le récepteur EBP, et étudié dans ce but le peptide Sgal (VVGSPSAQDEASPLS) issu du domaine de fixation de l'EBP. Les résultats expérimentaux, obtenus par spectroscopies de dichroïsme circulaire électronique et de RMN, nous indiquent que le peptide Sgal est en équilibre entre une structure en hélice polyproline II et une conformation indéterminée. Par simulation de dynamique moléculaire, nous avons obtenu des résultats concordant avec nos résultats expérimentaux et nous proposons qu'un coude b de type I sur la séquence QDEA, à cause de sa stabilité au cours des trajectoires de dynamique moléculaire, est important et nécessaire pour l'activité réceptrice de l'EBP / nous nous sommes ensuite intéressés aux ligands peptidiques de l'EBP et avons focalisé notre attention sur le comportement structural de peptides contenant la séquence GXXP (X étant un résidu quelconque) et dérivant de protéines de la MEC, essentiellement de l'élastine, mais également de la fibrilline-1. Par simulations de dynamique moléculaire, de Monte-Carlo et par calcul de leur carte adiabatique, nous avons pu mettre en évidence qu'un coude b de type VIII sur GXXP semble être le repliement préférentiel de ces peptides. Tous les peptides étudiés, à l'origine d'effets biologiques et dont la fixation à l'EBP est prouvée expérimentalement, se replient seulement en coude b de type VIII. En revanche, les peptides biologiquement inactifs, se replient en d'autres types de coudes b même si ils peuvent adopter également et de manière transitoire un coude b de type VIII / finalement, nous avons démontré expérimentalement que le peptide Sgal peut directement se lier au peptide VGVAPG avec une grande affinité (constante de dissociation de 26,7 nM). Nous avons donc étudié, par amarrage moléculaire, l'interaction entre certains peptides dérivant de l'élastine et l'Elastase Pancréatique Porcine (PPE), prise comme modèle car elle possède un domaine d'interaction similaire à celui de l'EBP. La meilleure solution proposée pour chacun des peptides est un coude b déformé de type VIII sur la séquence GXXP, qui se positionne autour du résidu Q8 de la PPE. Le complexe peptide-PPE est stabilisé par 3 liaisons hydrogène. Nous avons ensuite testé la stabilité du complexe peptide-peptide Sgal dans la même configuration spatiale que précédemment. Pendant 20 ns, les 2 peptides restent en contact grâce aux 3 liaisons hydrogène qui sont observables durant toute la trajectoire de dynamique moléculaire. Nous avons donc probablement réussi à trouver la conformation nécessaire au peptide pour se lier à l'EBP (un coude b de type VIII sur GXXP), mais également les résidus (Q8) et la structure du domaine de fixation (coude b de type I sur Q8DEA11) de l'EBP, impliqués dans l'interaction.