Structural, functional and inhibition studies of human histone deacetylase 7

• Auteur / Autrice : Danielle Claude Desravines
• Direction : Darren Hart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie structurale et nanobiologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : European molecular biology laboratory (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Saadi Khochbin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sonia Longhi, Ramesh Pillai
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Richard Haser, Matthew Bottomley

Mots clés

Mots clés contrôlés

ESPRIT, Programme

Histone désacétylase

Hypercholestérolémie familiale

Athérosclérose

Protéines intrinsèquement désordonnées

Mots clés libres

Smrt

Protéine intrinsèquement non structurée

Cholesterol

Hdac7

Esprit

Protéine intrinsèquement désordonnée

Smrt

Intrinsically disordered protein

Cholesterol

Hdac7

Esprit

Intrinsically unstructured protein

Résumé

L'athérosclérose consiste en l'accumulation de cholestérol dans les artères causant la formation de plaques rigides pouvant causer attaques et malaises cardiaques. Il existe des molécules réduisant les taux de cholestérol dans le sang, mais sont inefficaces pour les patients souffrant d'hypercholestérolémie familiale. Il est donc crucial de développer de nouvelles molécules. L'inhibition de HDAC7 influence la conversion du cholestérol en acides biliaires en augmentant l'activité de la 7α-cholestérol hydroxylase, enzyme limitante du catabolisme du cholestérol. Ainsi cibler HDAC7 pourrait constituer une nouvelle stratégie pour réduire les taux de cholestérol. Le projet s'est articulé autour de deux principaux axes : comprendre et améliorer la spécificité des inhibiteurs de HDAC7 et explorer l'interaction SMRT-HDAC7 comme stratégie alternative d'inhibition de HDAC7. Des étapes successives d'ingénierie de HDAC7 ont été menées à l'aide de la technologie ESPRIT. Des essais de cristallisation et des tests d'inhibition avec un composé prometteur ont été effectués. Ce composé est un dérivé de SAHA, pan-inhibiteur des HDACs, modifié par substitution en position méta de son groupe phényle. Des essais de cristallisation sont en cours. ESPRIT a également été appliquée à la protéine SMRT. Les fragments solubles de SMRT ont été testés pour interaction avec HDAC7 par 15N-HSQC RMN. Un fragment de SMRT a été identifié comme interagissant avec HDAC7. Cette interaction a été confirmée par anisotropie de fluorescence et résonance plasmonique de surface. Des expériences de RMN complémentaires sont en cours pour attribuer les résidus impliqués dans l'interaction.

Atherosclerosis occurs due to accumulation of cholesterol in the arteries leading to rigid plaque formation leading eventually to strokes and heart attacks. Several efficient drugs exist to decrease blood cholesterol levels, but are inefficient for treating familial hypercholesterolemia. Therefore new drugs must be developed. It was observed that inhibiting HDAC7 increased conversion of cholesterol into excreted bile acids by enhancing the activity of 7α-cholesterol hydroxylase, the rate-limiting enzyme in cholesterol catabolism. This represents a potential new strategy for decreasing cholesterol levels. The project was divided into two main parts: to understand and elucidate mechanisms underlying HDAC inhibitor isoform-specificity and to explore HDAC7-SMRT interaction as an alternative strategy of HDAC7 inhibition. Several protein engineering steps were carried out on HDAC7, using the ESPRIT technology. Crystallisation trials and inhibition tests were performed with a promising compound. This compound was derived from the pan-HDAC inhibitor SAHA, which was substituted in the meta positions of its phenyl cap. Crystallisation trails are ongoing with this compound. ESPRIT was applied as well on SMRT. The generated soluble fragments were tested for their interaction with HDAC7 by 15N-HSQC NMR. A interacting fragment was identified. This interaction was confirmed by fluorescence anisotropy and surface Plasmon resonance. NMR experiments are ongoing to assign residues involved in the interaction.