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Thèse et HDR soutenues durant la période 1990-1999
2011
HABENSTEIN Birgit [19-10-2011] 
Dir : Anja Böckmann
Etudes structurales des protéines fibrillaires par spectroscopie de RMN à l’état solide
PHD University
POPGEORGIEV Nikolai [26-09-2011] Dir : G. Gillet
PHD University
ARNAUD Ophélie [09-06-2011] Dir : A.DI PIETRO
GARCIA Juan [18-02-2011] Dir : G. GILLET
Etude des régions d’insertion membranaire des protéines de la famille Bcl-2 et conception de ’poropeptides’ anticancéreux
PHD University
2010
MATAR-MERHEB Rima [16-12-2010] Dir : P. FALSON
Caractérisation
d’une nouvelle génération de détergents stabilisateurs des
transporteurs abc en solution. Cristallisation de BmrA, transporteur ABC
bactérien
PHD University
Resume :
En raison de leur résistance aux agents chimiothérapeutiques, les transporteurs ABC de
phénotype MDR ont attiré l’attention de la communauté scientifique. Notre projet vise à
trouver des conditions dans lesquelles les transporteurs ABC restent fonctionnels en solution
pour aboutir à la cristallisation de ces protéines dans une conformation active. Dans ce but,
nous avons conçu et développé une nouvelle classe de détergents, à base de calix[4]arène, qui
stabilisent ces protéines. Afin de résoudre la structure 3D à résolution atomique du
transporteur ABC bactérien "BmrA", responsable de la résistance aux antibiotiques, nous
avons utilisé une approche classique utilisant des détergents commerciaux en parallèle à nos
détergents innovants.
En présence de la Foscholine 12, nous avons obtenu des cristaux diffractant jusqu’à 5 Å de
résolution. Cependant, les données de diffraction n’étaient pas suffisantes pour déterminer la
structure tridimensionnelle complète de la protéine, seuls les domaines transmembranaires ont
été résolus. D’autre part, nous avons atteint l’objectif de l’extraction, la purification et la
stabilisation de ce transporteur à l’aide des détergents à base de calix [4] arène. Nous avons
également montré que ces détergents promeuvent et améliorent la cinétique de cristallisation
de BmrA, une étape que nous sommes en train d’optimiser, pour obtenir des cristaux de
meilleure résolution, pour résoudre la structure 3D de BmrA qui sera utilisé pour concevoir
des inhibiteurs adaptés.
CHEMELLE Julie-Anne [06-12-2010] Dir : R. TERREUX
PHD University
Les hypersensibilites allergiques medicamenteuses sont des pathologies mettant en jeu le systeme immunitaire et induites par la prise de medicaments. Notre travail s fest decompose en quatre etapes successives : 1- Nous avons classe les ƒÀ-lactamines en fonction de leurs champs moleculaires, et obtenons un dendrogramme de 4 familles, valide par les donnees cliniques. Nous avons egalement realise une etude de 3D-QSAR visant a connaitre les parties du medicament impliquees dans la pathologie, et a predire l fallergenicite des ƒÀ-lactamines. 2- Partant de l fhypothese que les ƒÀ-lactamines sont des haptenes, nous avons etudie leur reactivite vis-a-vis d facides amines de type lysine et serine. Nous avons ensuite realise des experiences de á docking â afin de definir les interactions entre le medicament et l falbumine serique humaine. Nous concluons que les sites des lysines 190 et 212 sont les plus adaptes pour la fixation covalente de la drogue et avons valide cette analyse par des methodes mixtes QM/MM. Enfin, grace a notre logiciel SuMo, nous avons determine d fautres proteines candidates pour l fhaptenisation. 3- S fagissant des HyperSensibilites Allergiques Immediates, nous avons modelise les differents partenaires que sont les IgE, la ƒÀ-lactamine portee ou non par une proteine. Nous avons envisage plusieurs modes de reconnaissance. D fautre part, nous avons analyse les modifications de la proteine, induites par la fixation de la drogue. 4- Concernant les HSA retardees, nous avons emis plusieurs scenarios de reconnaissance de la ƒÀ-lactamine par le TCR. Nous avons modelise differents complexes impliquant le TCR, le peptide haptenise par le medicament, un ion eventuel, ainsi que le CMH, et les soumettons a des dynamiques moleculaires afin d fen etudier la pertinence. D fautre part, nous avons determine plusieurs peptides, issus des proteines d fhaptenisation et susceptibles de presenter le medicament au TCR, via le CMH. L fensemble des resultats obtenus est ou sera valide par des experiences in vitro et in vivo.
BALLANDRAS Allison [30-11-2010] Dir : P. GOUET
PHD University
Au cours du cycle réplicatif des rétrovirus, l’ADN viral rétro-transcrit est intégré dans l’ADN de la cellule hôte par l’intégrase virale (IN). L’IN possède un rôle clé dans le cycle rétroviral et représente une cible thérapeutique majeure pour le traitement des infections par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). L’IN est constituée de trois domaines (N-terminal, central et C-terminal) connectés par des boucles flexibles, qui la rendent difficilement cristallisable.
Le Dr. C. Ronfort (Equipe Rétrovirus et Intégration Rétrovirale) et le Pr. P. Gouet (Laboratoire de BioCristallographie) collaborent depuis 2002 sur l’IN du Rous Associated Virus type 1 (RAV-1). Mes travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de cette collaboration. Il s’agissait de mener une étude cristallographique et moléculaire du domaine central de l’IN du RAV-1 pour pouvoir, ensuite, modéliser des mutants d’intérêt identifiés par l’équipe du Dr. C. Ronfort.
Pour ce faire, le fragment protéique a été surproduit et purifié. Sa structure cristallographique a été résolue à une résolution de 1,8 Å. L’examen de cette structure révèle que le dimère de l’IN du RAV-1 peut s’assembler suivant une nouvelle interface moléculaire stabilisée par trois paires d’hélices α. Cet assemblage se caractérise également par la présence d’un étroit sillon basique à sa surface. Par des expériences in vitro de biochimie et in silico de docking, nous avons montré que ce sillon était susceptible de fixer un brin d’ARN. D’autre part, nos données expérimentales permettent d’expliquer comment les conditions de cristallisation, ainsi que la substitution d’un acide aminé de surface, favorisent la formation soit de ce nouvel arrangement dimérique, soit de l’arrangement dimérique classique.
Ainsi, l’ensemble des données obtenues au cours de cette thèse suggère que l’intégrase possède des propriétés structurales modulables, lui permettant d’intervenir dans plusieurs étapes du cycle rétroviral en présence d’ADNdb (intégration) ou d’ARNsb (rétro-transcription et/ou encapsidation du génome ARN viral).
DESUZINGES Elodie [23-11-2010] Dir : P. FALSON
PHD University
ABCG2 est un transporteur de la famille ABC impliqué dans le phénotype de résistance aux drogues développé par certaines cellules, par exemple les cellules cancéreuses. Ce transporteur a aussi un rôle physiologique de détoxication de composés endogènes, notamment les porphyrines, molécules indispensables mais qui présentent une toxicité potentielle. Cette toxicité nécessite une prise en charge particulière, évitant à ces composés d’être libres en solution. Dans ce contexte, nous avons fait l’hypothèse qu’ABCG2 pourrait participer à cette détoxication en limitant l’accumulation des porphyrines dans les cellules en les présentant à un partenaire extracellulaire. Nous montrons qu’ABCG2 transporte de l’hème ainsi que certains de ses dérivés et précurseurs et que ces porphyrines, contrairement aux autres substrats d’ABCG2, se fixent sur un domaine extracellulaire spécifique d’ABCG2, ECL3, composé d’environ 70 acides aminés. L’affinité d’ECL3 pour les porphyrines est de 0,5 à 3,5 μM, suffisamment affine pour permettre leur fixation après transport. Nous montrons aussi que l’albumine sérique humaine, impliquée dans la détoxication de l’hème, récupère les porphyrines fixées sur ECL3 par une interaction directe avec ABCG2. L’ensemble de ce travail a donc permis d’une part de mieux comprendre le rôle d’ABCG2 dans la régulation de l’homéostasie des porphyrines, notamment l’hème, et d’autre part, de façon originale, d’identifier le mécanisme moléculaire par lequel cette détoxication s’effectue.
PERRAULT Marie [22-11-2010] Dir : E. PECHEUR
PHD University
L’infection par le virus de l’hépatite C (HCV) reste aujourd’hui une cause majeure d’hépatite chronique, de cirrhose du foie et de carcinome hépatocellulaire. L’attachement cellulaire et l’entrée de HCV sont médiés par les protéines d’enveloppe E1 et E2. De nouveaux récepteurs ont été récemment identifiés mais l’entrée du virus dans les hépatocytes reste énigmatique et n’a jamais été visualisée. Nous avons tout d’abord caractérisé le modèle des pseudo-particules HCV (HCVpp) en cryomicroscopie électronique en transmission (cryo-MET). Les HCVpp apparaissent comme des particules sphériques de 100 nm de diamètre portant à leur surface E1 et E2.
Nous avons ensuite visualisé l’entrée des HCVpp dans les hépatocytes en MET conventionnelle en utilisant des lignées d’hépatome et des hépatocytes primaires humains (PHH). Ces derniers maintiennent leur polarité en culture comme en témoigne la persistance de canalicules biliaires comparables à ceux des hépatocytes natifs.
Après synchronisation à 4°C avec les cellules, les HCVpp sont retrouvées liées aux prolongements cellulaires via des ’piliers’, et sont ensuite internalisées à 37°C par endocytose dépendante de la clathrine. Ces ’piliers’, actuellement en cours d’identification grâce à des immunomarquages, sont internalisés avec les HCVpp dans les hépatocytes au sein de vésicules de clathrine ; ce suivi est effectué par des approches de congélation haute pression et de tomographie électronique. Enfin, les évènements d’endocytose des HCVpp dans les PHH se sont avérés rares, avec une cinétique ralentie en comparaison avec les lignées cellulaires. Ces études en MET soulignent l’importance d’utiliser un modèle cellulaire physiologique polarisé pour l’étude du mécanisme d’entrée de HCV.
TEISSIER Elodie [18-11-2010] Dir : E. PECHEUR
PHD University
L’infection par le virus de l’hépatite C (VHC) est un problème de santé publique majeur car en absence de vaccin et de thérapie suffisamment efficace, l’infection peut dégénérer en carcinome hépatocellulaire. Il est alors important d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et de développer de nouveaux antiviraux. Ainsi, nous avons étudié l’activité anti-VHC de différents composés : l’arbidol (Arb), la silymarine (SM) et les molécules la composant, notamment la silibinine (SbN). Ces composés ont l’avantage d’être déjà utilisés en médecine humaine depuis de nombreuses années et ont ainsi prouvé leur innocuité. Ils présentent un large spectre antiviral et inhibent plusieurs étapes du cycle viral, dont la fusion membranaire. Cette étape du cycle est intéressante à cibler car le virus serait bloqué précocement, avant de provoquer des dommages cellulaires. Nous avons approfondi notre connaissance du mécanisme d’inhibition de la fusion par Arb en montrant par différentes stratégies qu’il s’associe avec les phospholipides à l’interface membranaire et interagit avec des résidus aromatiques. Cela suggère que Arb pourrait former durant le processus de fusion un complexe entre glycoprotéine virale et membrane, permettant d’inhiber les changements conformationnels de la glycoprotéine, nécessaires à la fusion. De même SM et ses composés inhibent la fusion de pseudoparticules de HCV, probablement en stabilisant les membranes impliquées dans le processus. Enfin, nous avons observé une activité antivirale et antiinflammatoire très différente entre deux formulations de SbN. La connaissance de ces mécanismes antiviraux devrait mener à des stratégies thérapeutiques innovantes pour luter contre le VHC.
BECHET Emmanuelle [29-09-2010] Dir : C. GRANGEASSE
Etude Structurale et Fonctionnelle de Tyrosine-Kinases Bactériennes
PHD University
Resume :
Dans la première partie de ce travail, nous avons caractérisé le rôle physiologique de la phosphorylation sur la tyrosine de la protéine Ugd, une UDP-glucose déshydrogénase, par les BYkinases Wzc et Etk d’E. coli. Nous avons démontré que la phosphorylation d’Ugd sur un site commun à Wzc et Etk augmente son activité. Nous avons également établi que la phosphorylation d’Ugd par Wzc participe à la régulation de la quantité d’acide colanique produit, tandis que la phosphorylation d’Ugd par Etk influence la résistance de la bactérie à la polymyxine.
Nous avons également effectué une analyse structure-fonction du domaine cytoplasmique de deux BY-kinases, CapA1/CapB2 de S. aureus et Wzc d’E. coli. Nous avons montré que ces deux protéines s’associent en octamère, grâce au motif EX2RX2R et qu’elle s’autophosphoryle selon un mécanisme intermoléculaire. Nous avons, de plus, identifié le mécanisme d’activation de ces protéines et révélé l’importance d’un domaine particulier dans l’autophosphorylation de Wzc et la biosynthèse de l’acide colanique.
La caractérisation structurale et fonctionnelle des BY-kinases représente une approche prometteuse et originale en vue de l’élaboration de molécules inhibant spécifiquement leur activité et pouvant affecter le pouvoir virulent des bactéries pathogènes.
CHAUTARD Emilie [21-09-2010] 
Dir : S. Ricard-Blum
PHD University
La matrice extracellulaire est constituée d’un réseau tridimensionnel de protéines et de polysaccharides complexes, les glycosaminoglycanes. Elle apporte un support structural aux tissus et aux cellules dont elle est capable de moduler la prolifération, la migration et la différenciation. Nous avons créé une base de données d’interactions extracellulaires protéine-protéine et protéine-glycosaminoglycane, MatrixDB, qui est disponible sur le Web (http://matrixdb.ibcp.fr). Nous avons intégré des données expérimentales, des données issues de l’analyse de la littérature et des données issues de bases de données d’interactions publiquement disponibles. Nous avons respecté les standards de curation et d’échange de données du consortium IMEx dont fait partie MatrixDB. MatrixDB permet la construction et la visualisation de l’interactome extracellulaire entier et de plusieurs types de réseaux d’interactions, spécifiques d’une molécule, d’un tissu, d’une pathologie ou d’un processus biologique. Nous avons ainsi caractérisé le réseau d’interactions extracellulaire associé au vieillissement et mis en évidence le rôle important des glycosaminoglycanes et du calcium dans ce réseau. Nous avons construit le réseau d’interactions d’une matricryptine anti-angiogénique et anti-tumorale, l’endostatine, qui est issue du collagène XVIII. Les analyses structurales et fonctionnelles de ce réseau ont montré que les partenaires de l’endostatine sont majoritairement impliqués dans l’adhésion cellulaire et que les domaines EGF (Epidermal Growth Factor) sont surreprésentés. Cette propriété nous a permis d’identifier expérimentalement d’autres partenaires de l’endostatine possédant un ou plusieurs domaines EGF et de nouvelles fonctions de l’endostatine. Nous avons modélisé les complexes formés par l’endostatine avec deux de ses partenaires pour identifier les sites d’interactions. Ces prédictions, associées aux données expérimentales, ont permis de déterminer des interactions susceptibles d’être établies simultanément par l’endostatine. L’intégration de ces données et des paramètres cinétiques et d’affinité dans le réseau d’interactions de l’endostatine sera utilisée pour proposer un modèle de son mécanisme d’action qui reste mal connu.
LOPEZ Jonathan [04-05-2010] Dir : G. GILLET
PHD University
Resume :
La protéine tyrosine kinase c-Src est surexprimée et activée dans de nombreux cancers. De manière
remarquable, Src est activé dans plus de 80% des adénocarcinomes coliques où il joue un rôle dans la
carcinogenèse et la progression vers un phénotype métastatique. c-Src et son homologue viral v-Src
activent un grand nombre de voies cellulaires permettant à la tumeur de proliférer, de résister à la mort
cellulaire et d’acquérir des capacités accrues de migration et d’angiogenèse. Au cours de ma thèse
nous avons mis en évidence un mécanisme inattendu d’échappement à l’apoptose de fibroblastes
murins surexprimant de manière stable v-Src et de plusieurs lignées tumorales humaines (coliques en
particulier) présentant une activité c-Src dérégulée. Nous avons montré que Src stimule la dégradation
protéasome-dépendante de la protéine Bik, un membre pro-apoptotique de la famille Bcl-2, connu
pour être un suppresseur de tumeurs. Cette régulation post-traductionnelle du niveau d’expression de
Bik est à l’origine d’une forte résistance de la voie mitochondriale de l’apoptose. L’inhibition de
l’activité kinase de Src ou le blocage de la dégradation de Bik par le protéasome permettent de
restaurer des concentrations normales de la protéine Bik dans les cellules transformées et de les
restaurer efficacement l’apoptose. En revanche, l’inhibition des protéines anti-apoptotiques de la
famille Bcl-2 par l’ABT-737 semble moins efficace. Par ailleurs, nous avons également contribué à
mettre en évidence le rôle anti-migratoire et anti-invasif du lithium sur des cellules transformées par
Src. Le mécanisme moléculaire mis en jeu implique l’activation redox des protéines tyrosine
phosphatases cellulaires. Enfin, nous avons participé à l’étude de peptides mimant les hélices centrales
d’insertion de Bax, Bcl-xL et Bid, représentant les trois sous-groupes de protéines de la famille Bcl-2.
Nous avons comparé leur comportement vis-à-vis d’une monocouche lipidique mimant la membrane
mitochondriale externe ainsi que leur capacité à perméabiliser des mitochondries isolées. Nos résultats
nous ont permis de proposer que les fragments centraux d’insertion membranaire des protéines Bcl-2
seraient directement impliqués dans la divergence fonctionnelle des différents sous groupes qui
composent la famille.