Etudes in silico et expérimentale de la DXR & synthèse de D- et L-GAP énantiomériquement purs

In silico and experimental studies of the DXR & enantiomerically pur D- and L-GAP synthesis

• Auteur / Autrice : Fanny Krebs
• Direction : Catherine Grosdemange-Billiard, Roland Stote
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 21/12/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Céline Tarnus
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Martine Prévost
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Michielin, Nadia Pelligrini-Moïse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inhibiteurs

Simulation de docking moléculaire

Dynamique moléculaire

Enzymes

Mots clés libres

MEP

DXR

Modélisation moléculaire

MM/PBSA

Docking

GAP

Dynamique moléculaire

MEP

DXR

Molecular modeling

MM/PBSA

Docking

GAP

Molecular dynamics

Résumé

La thèse porte sur l’étude des 2 premières enzymes de la voie du MEP: la DXS et DXR. La voie du MEP conduit à la biosynthèse des isoprénoïdes chez la plupart des bactéries, dont des pathogènes. Etant absente chez l’homme, les enzymes de cette voie cible idéale pour la recherche de nouveaux antimicrobiens. L’objectif principal était d’améliorer le développement de nouveaux antimicrobiens. Nous avons utilisé des outils computationnels : méthodes de docking et de mécanique moléculaire couplée à la méthode MM/PBSA. Nous avons identifié les résidus contribuant significativement à la fixation d’un ligand dans le site actif de la DXR. Ces résultats ont été utilisés lors de la conception de nouveaux candidats inhibiteurs de type bisubstrat, biligand et difluoro phosphonate, dont 2 ont pu être synthétisés. Nous avons également développé une méthode de synthèse donnant accès au L- et D-GAP énantiomeriquement purs, dans le but d’étudier l’énantiospécificité de la DXS face à son substrat D-GAP.

This thesis concerns the study of the 2 first enzymes of the MEP pathway: DXS and DXR. The MEP pathway permits the biosynthesis of isoprénoïdes in most bacteria, including pathogenic one. As it is not present in human, enzymes of MEP pathway are effective targets in the research of new antimicrobial drugs. The objective was to advance the development of new antimicrobiotic compounds. We used computational tools: molecular docking and molecular dynamics simulations coupled with an MM/PBSA approach. We were able to identify residues that contribute significantly to the ligand binding in the DXR active site. These results were used to guide the conception of new inhibitor models, such as bisubstrates, biligands and α,α-difluoro phosphonates, two of which were synthetized. We also developed a synthesis method to obtain L- and D-GAP as enantiomerically pure molecules. The goal was to study the enantiospecificity of DXS to its substrate, D-GAP.