Recherche d'inhibiteurs peptidiques de l'integrase du virus de l'immunodeficience humaine de type 1

• Auteur / Autrice : Richard Maroun
• Direction : Serge Fermandjian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

L'integrase (in) du vih-1 catalyse l'integration de l'adn viral dans le genome de la cellule infectee. La recherche de molecules antivirales dirigees contre l'in a commence depuis que le vih a ete identifie comme etant l'agent causal du sida chez l'homme. L'in ne presente aucun homologue cellulaire et de ce fait constitue une cible therapeutique potentielle interessante. La structure cristalline de l'in 5 0 - 2 1 2 montre que les heptades du segment 151-172 adoptent une structure en helice amphiphile avec plusieurs de ses chaines laterales hydrophobes orientees vers l'exterieur de la molecule. Une telle organisation est en principe favorable a la formation d'une torsade d'helices avec d'autres molecules d'in ou fragments d'in contenant les memes heptades. Nous avons synthetise un peptide, k159, reproduisant la sequence 147-175 de l'in, ainsi qu'une version mutee p159, qui contient une proline a la place de la lysine 159. Seul le peptide natif k159 est capable d'inhiber les activites d'integration in vitro et de liaison de l'in a l'adn. Des etudes structurales et fonctionnelles nous deduisons que l'inhibition de l'in resulte d'une interaction de type helices torsadees entre le peptide k159 et son segment homologue dans la proteine. Le peptide p159 est incapable de s'associer a l'in. En fait seul k159 est capable de former une helice continue sur quatre heptades en solution et aussi de s'autoassocier de maniere stable sous forme d'une torsade d'helices avec la proteine. La combinaison de mutations et deletions dans k159 a permis la synthese d'un nouveau peptide, eaa26, qui presente un potentiel a former une helice et une torsade d'helices plus stables que k159. Le gain d'helicite dans eaa26 est du a la mise en place d'interactions electrostatiques intrahelices i,i+3 et i,i+4 favorables au niveau des residus en positions b,c,f de la torsade. L'autoassociation de eaa26 en tetrameres est induite par la presence d'acides amines hydrophobes en position g de l'heptade. La preparation et l'utilisation d'anticorps contre le peptide k159 a permis de mieux comprendre le mecanisme d'inhibition par les peptides. Celui-ci depend des proprietes structurales des peptides : taille, taux d'helice et capacite d'autoassociation. Nos experiences ont permis de montrer que les anticorps reconnaissent specifiquement le peptide antigenique k159, l'integrase entiere et le domaine catalytique. L'epitope a ete localise dans la portion c-terminale de k159. D'autre part, les anticorps anti-k159 inhibent significativement l'activite d'integration et la fixation de l'in a l'adn. De meme, nous avons observe une fixation stoechiometrique (2 : 1) des anticorps a l'in indiquant que dans nos conditions experimentales l'in est dimerique. Ces resultats sont suffisamment coherents pour assurer que le segment 147-175 de l'in qui porte le residu catalytique glu152 est largement implique dans la reconnaissance de l'adn substrat par la proteine. Etant donne l'importance de l'in dans le cycle replicatif du vih-1, cette enzyme peut constituer une cible privilegiee, encore peu exploree, pour les traitements antiretroviraux. Ainsi, nos inhibiteurs peptidiques forment une nouvelle classe de molecules entravant l'activite catalytique de l'in. Nous esperons que ces resultats serviront a developper des peptidomimetiques plus stables et presentant plus d'affinite pour l'in et capables d'inhiber le cycle infectieux du vih-1.