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Accueil du site > Équipes > Biocristallographie et Biologie Structurale des Cibles Thérapeutiques (N Aghajari) > Recherche > Recherche

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Maladies infectieuses


P. falciparum (N. Aghajari, L. Ballut, S. Violot, master E. Bundhoo)
Environ 300 millions de personnes sont touchées par le paludisme dans le monde. Cette maladie est causée par le parasite Plasmodium falciparum et entraîne le décès de 1 à 2 millions de personnes chaque année. Elle représente la deuxième cause de mortalité dans le monde après la tuberculose et touche plus particulièrement les enfants. En dépit d’efforts intenses, aucun vaccin efficace antipaludique n’est disponible à ce jour. L’apparition rapide de résistance aux médicaments complique Le traitement clinique et rend nécessaire le développement constant de nouvelles molécules antipaludiques. Les protéines de P. falciparum ciblées par nos études moléculaires et structurales incluent des enzymes du métabolisme des purines (N. Aghajari avec L. Ballut et S. Violot).

Intégrases rétrovirales (P. Gouet - Thèse R. Merceron)
L’Intégrase rétrovirale (IN) est responsable de l’intégration de l’ADN rétrotranscrit dans celui de l’ADN hôte. IN n’a pas d’équivalent cellulaire et représente une cible thérapeutique majeure pour le traitement du syndrome de l’immunodéficience humaine (SIDA) causée par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). IN est constituée de trois domaines : le domaine N-terminal qui lie l’ADN viral, le domaine central qui contient la triade catalytique (DDE) et le domaine C-terminal. IN est fonctionnelle sous forme dimérique et tétramérique. Une étude structure/fonction est en cours avec l’équipe de C. Ronfort, "rétrovirus et Intégration rétrovirale", UMR 754 INRA-ENVL-Université Lyon I, sur l’IN du virus aviaire RAV-1 qui est un bon modèle pour VIH-1. La structure cristalline du domaine catalytique d’IN RAV-1 a été déterminée à 1,8 Å de résolution et un nouvel assemblage dimérique a été observée (Ballandras et al., 2011). IN intervient à différentes étapes du cycle viral hors intégration et pourrait ainsi moduler sa structure quaternaire selon sa fonction.

Protéine de capside (CA) du rétrovirus félin VIF (C. Guillon - Thèse J. Serrière, master M2 L. Bulens)
La plupart des vaccins anti-VIH, qui sont testés dans des essais cliniques de phase II, incluent les protéines Gag p24 (CA) et P17 (MA) du VIH-1. Même si il est connu que la structure d’un antigène influe sur son immunogénicité, aucune étude systématique n’a encore été menée sur la relation structure/antigénicité pour les protéines Gag. De surcroit, l’infection de petits mammifères par des rétrovirus modèles virus de l’immunodéficience féline (VIF) peut permettre de mettre en relation l’antigénicité et l’efficacité de la formulation vaccinale. De plus, la mise au point d’un vaccin anti-VIF représente également un intérêt vétérinaire puisque l’infection par VIF peut atteindre 30% des chats domestiques dans certaines régions et toucher les félins sauvages. Par ailleurs, la protéine CA peut être une cible thérapeutique comme cela a été démontré dans le cas du VIH-1. Notre projet vise donc à déterminer la structure cristalline de la protéine CA de VIF. Les données structurales seront comparées avec celles du VIH-1. Elles seront également mises en relation avec les données concernant la spécificité, l’intensité et l’efficacité antivirale de la réponse immunitaire induite par la protéine CA du VIF dans des modèles animaux.

Probiotiques et prébiotiques, glycobiologie (N. Aghajari, S. Violot, thèse A. Lipski, thèse H. Ben Hlima, thèse M. Dejob)
Les maladies infectieuses sont responsables d’environ 40% des décès dans les pays en développement et de 1% dans les pays industrialisés. Face à l’augmentation des souches microbiennes résistantes aux antibiotiques et comme les traitements antibiotiques prédisposent aux infections en perturbant la flore intestinale protectrice, l’intérêt pour le développement de suppléments alimentaires pour la santé, ainsi que l’utilisation des probiotiques et des prébiotiques pour inhiber les conditions de croissance des pathogènes, est en augmentation. Nous menons des recherches comparatives au niveau fonctionnel et structural sur différentes alpha-glucosidases produites notamment par des probiotiques, afin de mieux comprendre les interactions entre protéines de bactéries probiotiques et sucres prébiotiques au niveau moléculaires. Nous comptons ainsi identifier des déterminants de reconnaissance et des mécanismes sous-jacents aux effets bénéfiques de ces sucres et micro-organismes. Ce type d’études a été menée depuis quelques années dans l’équipe sur les saccharoses isomérases qui produisent, entre autres, le prébiotique alpha-D-glucosylpyranosyl-1,6-D-fructofuranose également connu comme l’isomaltulose (collaboration avec le Pr. R. Mattes, Université de Stuttgart, Allemagne) et les L-arabinose isomérases (collaboration avec le Pr. S. Bejar, Centre de Biotechnologie de Sfax, Tunisie).

Système de sécrétion de type II chez la bactérie (P. Gouet)
Ce projet est réalisé en collaboration avec Vladimir Schevchik, UMR5240 CNRS-UCBL-INSA de Lyon et Olivera Francetic, Institut Pasteur de Paris. Notre objectif est de mieux comprendre les mécanismes de reconnaissance des exoprotéines par le système de sécrétion de type II, T2SS, des bactéries pathogènes à Gram négatif. Cette nano-machinerie multiprotéique permet la diffusion d’exoprotéines sous leur forme repliée (enzymes lytiques, toxines) à travers la membrane bactérienne externe. Un financement ANR a été obtenu en 2010 afin de (1) identifier le signal de sécrétion de l’exoprotéine qui semble reposer sur des motifs structuraux, (2) identifier les composants du T2SS impliqués dans la reconnaissance de l’exoprotéine et (3) caractériser la dynamique de reconnaissance et de sécrétion. En amont de ce projet, nous avions déterminé la structure cristalline de la pectate lyase, Peli, du phytopathogène E. chysantemi à 1,45 Å de résolution (Crézé et al., 2008), qui est transloquée par la machinerie T2SS de la bactérie.

 

Cancer


5’-nucléotidase cytosylique humaine (N. Aghajari)
Les analogues de nucléosides représentent une des classes médicamenteuses largement utilisée en chimiothérapie antivirale et anticancéreuse. Ces composés miment les métabolites physiologiques en interférant avec les étapes clé de la biosynthèse des acides nucléiques viraux et/ou la prolifération de cellules cancéreuses. Cependant, le développement de nouveaux agents cytotoxiques est actuellement limité du fait de l’apparition de mécanismes de résistance modifiant, par exemple, le métabolisme cellulaire des nucléotides. Parmi les cinq nucléotidases cytosoliques humaines impliquées dans la régulation des pools nucléotidiques cellulaires, la surexpression de la 5’-nucléotidase de type II (cN-II) a été montré comme étant un facteur prédictif défavorable de survie chez les patients leucémiques traités par la cytarabine. A ce titre, son implication dans la résistance aux analogues de nucléosides cytotoxiques est proposée. L’objectif principal de ce projet est donc de concevoir et d’étudier des inhibiteurs sélectifs de cette enzyme afin de (re-)potentialiser l’activité des analogues de nucléosides utilisés en clinique. La conception rationnelle d’inhibiteurs de type allostérique et/ou présentant une analogie structurale avec les substrats naturels (nucléosides 5’-monophosphates puriques, IMP, GMP...) s’appuiera sur la modélisation moléculaire, la cristallographie, le criblage virtuel de librairies et une approche originale dite par fragment via le criblage d’une chimiothèque par RMN. Collaboration avec Pr. C. Dumontet (CHU & Université Lyon 1), Dr. S. Peyrottes & Pr. C. Périgaud (CNRS, Montpellier), Dr. L. Chaloin & Dr. C. Lionne (CNRS, Montpellier) et Dr. I. Krimm & Pr. JM. Lancelin (Université Lyon 1).

 

Bioinformatique


Serveur Web ESPript/ENDscript (P. Gouet, X. Robert)
Le serveur ESPript/ENDscript (http://espript.ibcp.fr & http://endscript.ibcp.fr) permet d’obtenir une large palette d’informations 1D, 2D et 3D à partir d’une protéine de structure connue. Un fichier de coordonnées PDB peut être donné en entrée à ENDscript, qui utilise BLAST pour chercher des séquences homologues dans les banques de données UniProt, TREMBL, NR ou PDBaa. Ces séquences sont ensuite alignées avec CLUSTALW ou MULTALIN. Puis, l’information de structure secondaire des séquences de protéines homologues de structure connue sont extraites avec DSSP et des fichiers images et PostScript sont créés grâce aux programmes ESPript et BobScript.

 

Collaborations IBCP


Maladies infectieuses / cancer : BmrA (N. Aghajari - Post-doc M. Rhimi)
BmrA (Bacillus multidrug resistance ATP) est un demi-transporteur ABC de 65 kDa induisant un phénotype de chimiorésistance. Il est fonctionnel sous forme d’homodimère, chaque monomère étant constitué d’un domaine de liaison de nucléotide, NBD, et d’un domaine transmembranaire, DMT. Le DMT est chargé de la liaison et du transport de plusieurs composés structurellement indépendants, par un mécanisme qui reste à élucider. Le NBD permet la réinitialisation du cycle de transport par hydrolyse de l’ATP. Des études sont en cours avec P. Falson et A. Di Pietro (IBCP-BMSSI) et J.M. Jault (IBS, UMR5090, Grenoble) afin de mieux comprendre le mécanisme de transport de drogue au niveau moléculaire et la spécificité multiple de cette famille de transporteurs.

BMP-1/protéinase de type tolloïde (N. Aghajari)
Nous étudions les mécanismes de régulation des BMP-1/protéinase de type tolloïde (BTPs ou procollagène C-protéinase) qui sont des enzymes impliquées dans un certain nombre d’évènements clés au cours de la morphogénèse des tissus et la réparation tissulaire. Le projet de recherche vise à mieux comprendre le mécanisme par lequel des protéines d’activations spécifique régulent l’activité des BTPs en résolvant la structure d’un complexe activateur-substrat. Collaboration avec D. Hulmes et C. Moali (IBCP-DyHTIT).

Protéine de matrice (MA) du rétrovirus félin VIF (C. Guillon, P. Gouet - Thèse J. Serrière)
La protéine de matrice (MA) codée par le gène gag du virus de l’immunodéficience féline (VIF) est une cible d’intérêt pour le développement d’un vaccin vétérinaire, mais aussi un modèle de protéine de matrice rétrovirale. Ce projet vise à déterminer la structure atomique de la protéine MA de VIF. Les données structurales seront comparées avec celles de protéines MA d’autres rétrovirus. Elles seront également mises en relation avec les données obtenues sur la spécificité, l’intensité et l’efficacité antivirale de la réponse immunitaire induite par MA dans des modèles animaux. Ceci permettra de comprendre les relations structures/fonction/antigénicité de la protéine de matrice MA du VIF et leur spécificité par rapport aux autres infections rétrovirales. Collaboration avec l’équipe de B. Verrier (IBCP-DyTHIT).