Thèse soutenue

Etudes structure-fonction du récepteur de l'apéline par modélisation moléculaire et mutagenèse dirigée : recherche d'agonistes et/ou d'antagonistes de ce récepteur
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Auteur / Autrice : Romain Gerbier
Direction : Xavier IturriozCatherine Llorens-Cortes
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Pharmacologie
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Paris 5
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Paris Descartes. Faculté de pharmacie de Paris (....-2019)

Résumé

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L'apéline est le ligand naturel du récepteur orphelin humain APJ, un récepteur à sept domaines transmembranaires, couplé aux protéines G (RCPG). L’apéline et son récepteur jouent un rôle important dans le maintien de l’équilibre hydrique et dans la régulation des fonctions cardiovasculaires et métaboliques. Afin de développer des agonistes ou des antagonistes de ce récepteur, inexistants lorsque j’ai commencé mes travaux de thèse, il est important d���avoir des informations sur l’organisation structurale et fonctionnelle du récepteur ainsi que de son ligand, afin de comprendre comment l’apéline interagit avec celui-ci et comment elle l’active. Pour cela, nous avons construit en collaboration avec le Dr B. Maigret, le premier modèle tridimensionnel (3D) du récepteur de l'apéline complexé avec pE13F et K17F, par homologie avec le modèle validé du récepteur de la cholécystokinine de type 1. Le modèle obtenu a permis de visualiser plusieurs interactions entre l’apéline et son récepteur. Parmi celles-ci, deux arginines de l’apéline interagissent en surface du récepteur avec des résidus acides. La phénylalanine C-terminale de l'apéline, nécessaire à l’internalisation du récepteur de l'apéline et à l’effet hypotenseur de l’apéline, s’insère dans une poche aromatique composée des résidus aromatiques Trp 152 et Trp 259 et Phe 255, située au fond du site de liaison du récepteur. Nous avons vérifié ces interactions par des études structure-fonction par mutagenèse dirigée sur le récepteur de l'apéline. Nous avons ainsi montré que la Phe 255 et le Trp 259 interagissent avec la phénylalanine C-terminale de l’apéline et qu’ils jouent un rôle clé dans l'internalisation du récepteur de l'apéline, sans jouer de rôle dans la liaison de l’apéline à son récepteur, ni dans le couplage du récepteur à la protéine Gi. Cette étude représente une première validation du modèle 3D du récepteur de l’apéline. Nous nous sommes ensuite intéressés aux résidus du récepteur de l'apéline impliqués dans la liaison de l’apéline à son récepteur. Suite à la publication récente des structures cristallographiques de RCPG, nous avons construit avec le Dr B. Maigret, deux nouveaux modèles 3D du récepteur de l’apéline sur la base des structures cristallographiques des récepteurs b2-adrénergique et CXCR4. Dans ces trois modèles, nous avons observé une superposition parfaite de la poche aromatique décrite ci-dessus alors que de grandes différences sont apparues dans la nature des résidus interagissant avec l'apéline à la surface du récepteur. Par mutagenèse dirigée, nous avons montré que l’Asp92, le Glu172 et l’Asp282 sont des résidus essentiels à la liaison de l’apéline à son récepteur. Ceci nous a permis d'apporter une seconde validation du modèle 3D du récepteur de l'apéline et de sélectionner celui fondé sur la structure du CXCR4. Ce modèle pourra être utilisé pour réaliser des campagnes de criblage in silico de chimiothèques virtuelles ainsi que pour développer un pharmacophore d’agoniste ou d’antagoniste du récepteur de l’apéline.