Interactions protéines-molécules biotechnologiques originales : une approche intégrée de RMN et de modélisation moléculaire

Targeting protein interactions with biotechnological original molecules : a NMR and molecular modelling integrated approach

• Auteur / Autrice : Marian Vincenzi
• Direction : Jean Guillon, Filomena Rossi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 22/04/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec Università degli studi di Napoli Federico II
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Acides Nucléiques : Régulations Naturelle et Artificielle
• Jury : Président / Présidente : Vincent Lisowski
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luisa Ronga, Marilisa Leone
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Lisowski, Gabriella Saviano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteurs CXCR4

Protéines kinases B

Peptides amphiphiles

Inhibiteurs

Allostérie

Mots clés libres

Akt

Pyrrolo[1,2-a]quinoxaline

Allostérie

CXCR4

CXCL12

CPC

Amphiphiles

Akt

Pyrrolo[1,2-a]quinoxaline

Allostery

CXCR4

CXCL12

CPC

Amphiphiles

Résumé

Ce travail de thèse PhD concerne l'application d'une approche intégrée pour obtenir une meilleure compréhension des mécanismes d'action de Akt et CXCR4, surexprimées dans différents cancers humains. Efforts récents dans le développement et l'évaluation biologique (activité antiproliférative) de petites entités moléculaires inhibitrices d’Akt, une sérine/thréonine protéine-kinase, ont conduit à l'identification de nouveaux inhibiteurs pyrrolo[1,2-a]quinoxaline, conçus et préparés via une stratégie multi-étapes. Certains des composés synthétisés ont montré une activité contre les lignées cellulaires leucémiques testées (Jurkat, U266, K562, U937 et HL60) supérieure à celle de composé de référence A6730. En outre, des résultats préliminaires menés sur Akt puis sur le domaine de PH isolé d’Akt, ont montré que ils peuvent être considérés comme des inhibiteurs allostériques potentiels. La seconde partie des travaux concerne la conception et la synthèse de deux nouvelles séquences peptidiques contenant quelques acides aminés "disorder promoting" et une unité CPC. Les études CD, RMN et MD ont fait ressortir leur flexibilité et ont démontré leurs capacités à assumer des ensembles de conformations stabilisées par un réseau de liaisons hydrogène. Ensuite, nous avons étudié l'effet de la chaîne alkyle reliée sur la conformation des peptides. Des études de fluorescence et DLS ont été réalisées pour évaluer les CMC et la dimension des agrégats supramoléculaires. Les tests biologiques ont souligné que ces édifices moléculaires (peptides amphiphiles nommés, PAs) montrent ainsi des activités prometteuses, voire plus que la molécule de référence (AMD3100).

This PhD thesis work has been covered in the application of an integrated approach to get a better understanding about the mechanism of action of two systems: Akt and CXCR4, proteins overexpressed in different human cancers. On the basis of previous results obtained on the antiproliferative activities of small molecule inhibitors of Akt, a serine/threonine protein kinase, a novel series of pyrrolo[1,2-a]quinoxaline derivatives have been designed and synthesized via multistep heterocyclization process. Some compounds showed promising activities against all leukemia cell lines tested (Jurkat, U266, K562, U937 and HL60), even better than the reference compound (A6730) one. In addition, docking results, conducted on the isolated PH domain, showed that these new compounds could be considered as allosteric inhibitors. The second workpackage reports on the design and the synthesis of two new peptidic sequences containing a few amino acids “disorder promoting” and a CPC unit, the CXCL12 binding motif towards CXCR4. The peptide structural preferences were analysed by CD, NMR and MD techniques that highlighted their flexibility and demonstrated the ability of these peptides to assume conformational ensembles stabilized by a network of transient and dynamic H-bonds. Afterwards we studied the alkyl chain effect on the conformation of the peptide portion. Solution fluorescence and DLS studies have been performed to evaluate CMC and the dimension of supramolecular aggregates (named peptide amphiphiles, PAs). Biological tests pointed out that these molecular buildings show promising activities, even higher than the reference molecule (AMD3100) one.