Topologie des macromolécules en interaction : analyse structurale des protéines à l'aide des diagrammes de Voronoï et Laguerre

Topology of macromolecules in interaction : structural analysis of proteins by using Voronoï and Laguerre diagrams

• Auteur / Autrice : Jérémy Esque
• Direction : Christophe Oguey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique Théorique et Modélisation (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Voronoi, Polygones de

Macromolécules

Protéines

Résumé

Les protéines sont des macromolécules essentielles dans le fonctionnement des cellules. Leurs structures sont gouvernées par des interactions entre résidus, unités fondamentales des protéines dont les spécificités proviennent de leur chaîne latérale. Connaissant la position des résidus dans l'espace, il est possible de représenter les protéines sous forme de graphes. Le diagramme de Voronoï, et son dual, le diagramme de Delaunay, ont été montrés pertinents pour l'analyse structurale de ces macromolécules. J'ai développé VLDP (Voronoï Laguerre Delaunay Protein), un programme d'analyses topologiques pour l'étude des protéines à l'aide de ces diagrammes. VLDP a été utilisé pour étudier les volumes des résidus et leurs contacts dans les protéines globulaires, ce sujet est d'intérêt pour aider à la compréhension du repliement des protéines. Pour comprendre le mécanisme de transport du fer à travers FepA, VLDP a été utile pour analyser le réseau d'eau à travers cette protéine membranaire.

Proteins are biological macromolecules and essential in the cell function. Their structures are governed by interactions between residues, fundamental unities of proteins with specificities coming from their side chain. From space positions of residues, protein can be described by building of a graph. The Voronoï diagram and its dual, the Delaunay diagram, have been shown relevant to analyze the structures of these macromolecules. I have developed VLDP (Voronoï Laguerre Delaunay Protein), a program for topological analyses to study proteins, by using these diagrams. VLDP has been used to study the residue volumes and their contacts inner globular proteins, this topic is interesting in the understanding of protein folds. In order to understand the transport mechanism of iron through FepA, VLDP has been applied to analyze the water network crossing this membrane protein.