Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Protéines et régions intrinsèquement désordonnées“

Une fraction significative des protéomes reste non annotée, laissant inaccessible une partie du répertoire fonctionnel de la vie, incluant des innovations moléculaires ayant une valeur thérapeutique ou environnementale. Le manque d'annotation fonctionnelle est en partie dû aux limites des approches actuelles pour la détection de relations cachées, ou à des caractéristiques spécifiques telles que le désordre. L'objectif de ma thèse a été de développer des approches méthodologiques reposant sur les signatures structurales des domaines repliés, afin de caractériser plus avant les séquences protéiques dont la fonction est inconnue, même en l'absence d'informations évolutives. Tout d'abord, j'ai développé un score permettant d'estimer le potentiel de repliement d'une séquence d'acides aminés, basé sur sa densité en amas hydrophobes, correspondant principalement aux structures secondaires régulières. J'ai décrit le continuum entre l'ordre et le désordre, couvrant différents états allant des conformations étendues aux globules fondus et ai caractérisé des cas d'ordre conditionnel. Ensuite, j'ai combiné ce score avec les prédictions de structure 3D d'AlphaFold2 (AF2) disponibles pour 21 protéomes de référence. Une grande fraction des acides aminés des modèles AF2 associés à un très faible index de confiance est incluse dans des segments non repliables, soutenant la qualité d'AF2 comme prédicteur du désordre. Cependant, dans chaque protéome, de longs segments repliables avec des prédictions AF2 de faible confiance présentent également des caractéristiques de domaines solubles et repliés. Cela suggère un ordre caché (conditionnel ou inconditionnel), qui n'est pas détecté par AF2 en raison du manque d'informations évolutives, ou des motifs de repliement non répertoriés. Enfin, à l'aide de ces outils, j'ai effectué une exploration préliminaire de protéines ou de régions non annotées, identifiées via le développement et l'application d'une nouvelle procédure d'annotation. Bien que ces séquences soient enrichies en désordre, une part importante d'entre elles présente des caractéristiques de type globulaire soluble. Ces séquences constituent de bons candidats pour de futures validations et caractérisations expérimentales. De plus, l'analyse de gènes de novo validés expérimentalement m'a permis de contribuer au débat encore ouvert sur les caractéristiques structurales des protéines codées par ces gènes, qui présentent un enrichissement en désordre et une grande diversité d'états structuraux
A significant fraction of the proteomes remains unannotated, leaving inaccessible a part of the functional repertoire of life, including molecular innovations with therapeutic or environmental value. Lack of functional annotation is partly due to the limitations of the current approaches in detecting hidden relationships, or to specific features such as disorder. The aim of my PhD thesis was to develop methodological approaches based on the structural signatures of folded domains, in order to further characterize the protein sequences with unknown function even in absence of evolutionary information. First, I developed a scoring system in order to estimate the foldability potential of an amino acid sequence, based on its density in hydrophobic clusters, which mainly correspond to regular secondary structures. I disentangled the continuum between order and disorder, covering various states from extended conformations (random coils) to molten globules and characterize cases of conditional order. Next, I combined this scoring system with the AlphaFold2 (AF2) 3D structure predictions available for 21 reference proteomes. A large fraction of the amino acids with very low AF2 model confidence are included in non-foldable segments, supporting the quality of AF2 as a predictor of disorder. However, within each proteome, long segments with very low AF2 model confidence also exhibit characteristics of soluble, folded domains. This suggests hidden order (conditional or unconditional), which is undetected by AF2 due to lack of evolutionary information, or unrecorded folding patterns. Finally, using these tools, I made a preliminary exploration of unannotated proteins or regions, identified through the development and application of a new annotation workflow. Even though these sequences are enriched in disorder, an important part of them showcases soluble globular-like characteristics. These would make good candidates for further experimental validation and characterization. Moreover, the analysis of experimentally validated de novo genes allowed me to contribute to the still-open debate on the structural features of proteins encoded by these genes, enriched in disorder and displaying a great diversity of structura

Les protéines intrinsèquement désordonnées (IDP), pendant longtemps ignorées, s’avèrent d’un grand intérêt biologique. En effet, malgré leur manque de structure secondaire, ces protéines ont une activité et sont impliquées dans de nombreuses interactions protéine-protéine ou protéine-ligand, notamment en ce qui concerne les maladies neurodégénératives. L'étude des IDP devient un enjeu majeur afin de comprendre cette partie de la biologie, méconnue jusqu'à il y a peu. Malheureusement, une grande majorité des outils développés en biologie pour les protéines repliées ne sont pas applicables aux IDP puisqu'elles supposent la présence d'une structure tertiaire. Bien que de plus en plus de groupes de recherches s'intéressent à ces protéines et aux façons de les étudier, il est nécessaire de créer ou de découvrir de nouveaux moyens d'analyser les IDP. Trois grandes méthodes d'analyse des IDP ont été développées durant cette thèse. Dans un premier temps, nous parlerons de la détermination de la dimension fractale des protéines afin de connaître leur comportement hydrodynamique. Nous avons pour cela utilisé une méthode propre à la chimie des polymères que nous avons appliqué à des peptides polyproline ainsi qu'à une IDP salivaire riche en proline. Dans un deuxième temps, nous décrirons comment prédire ces conformations à partir des déplacements chimiques. Cette réflexion a menée à l’écriture de deux logiciels gratuits RamaDA/RamaDP. Enfin, le dernier point donnera un aperçu de l'étude complète de l’interaction entre une protéine structurée et son partenaire désordonné à partir de multiples données expérimentales, des outils précédents et d'un générateur aléatoire de conformations
Intrinsically disordered proteins (IDP), ignored for a long time, turn out to be of biological interest. Indeed, although they lak of secondary structure, these proteins have an activity and are implicated in numerous protein-protein or protein-ligand interactions, in particular concerning neurodegenerative diseases. The study of IDP becomes a major issue in order to understand this part of biology, unknown until lately. Unfortunately, a vast majority of already developped tools in biology for folded proteins can not be applied to IDP because this tools are based on the presence of secondary structure. Though more and more research groups are interested in these proteins and in the ways of studying them, it is necessary to create or discover new means of analysing IDP. Three important analyse methods of IDP have been developped during this PhD. First, we will talk about the determination of the proteins’ fractal dimension in order to know their hydrodynamic behaviour. We have used a method dedicated to polymers that we have applied on polyproline peptides and on a proline-rich salivary IDP. Then, we will describe how to predict conformations from the protein chemical shifts. This discussion led to the development of two freely available softwares RamaDA/RamaDP. Finally, the last chapter will give an overview of the complete study of the interaction between a folded protein and its disordered partner, thanks to various expérimental data, the previous tools and a random conformation generator

Les macromolécules biologiques sont, par essence, des systèmes dynamiques. Si l'importance de cette flexibilité est maintenant clairement établie, la caractérisation précise du désordre conformationnel de ces systèmes reste encore une question ouverte. La résonance magnétique nucléaire constitue un outil unique pour sonder ces mouvements au niveau atomique que ce soit par les études de relaxation de spin ou par l'analyse des couplages dipolaires résiduels. Ces derniers permettent d'étudier l'ensemble des mouvements ayant lieu à des échelles de temps plus rapide que la milliseconde, englobant ainsi les temps caractéristiques de nombreux mouvements physiologiquement importants. L'information contenue dans ces couplages résiduels est ici interprétée principalement grâce à des approches analytiques pour quantifier la dynamique présente dans des protéines repliées, déterminer l'orientation de ces mouvements et obtenir de l'information structurale au sein de ce désordre conformationnel. Ces approches analytiques sont complémentées par des méthodes numériques, permettant ainsi soit d'observer les phénomènes sous un autre angle, soit d'examiner d'autres systèmes tels que les protéines intrinsèquement désordonnées. L'ensemble de ces études laisse transparaître une importante complémentarité entre ordre structural et désordre conformationnel.

Chez les paramyxovirus, la réplication viral est gouvernée par le complexe réplicatif. Composée des protéines N, P et L, il constitue une cible de choix pour des inhibiteurs anti-viraux. La P est caractérisée comme la plateforme de recrutement principale unissant les différents éléments du système. Cependant, l’interaction entre la P et la L reste peu caractérisée. L’objectif de ma thèse est d’améliorer d’une part la cartographie de P en rapport avec son interaction avec L et d’autre part d’améliorer les modèles structuraux de P. En utilisant différentes approches nous sommes parvenus à identifier différents éléments de la Pinter agissant avec la L et à associer une fonction à ces interactions. Notamment, le module P XD combiner à un domaine d’oligomérisation est indispensable pour former un complexe stable et soluble entre P et L. Nous avons identifié un domaine en C-ter du domaine d’oligomérisation dont la présence est indispensable pour le repliement de L sous forme active. Finalement, nous avons mis en évidence qu’une propriété physico-chimique du domaine d’oligomérisation est crucial pour le fonctionnement de la machinerie de transcription et réplication virale. Des mesures de biophysiques sur des fragments de P permirent de proposer un modèle préliminaire de la structure du domaine C-terminale de P à très basse résolution.La cartographie de l’interaction entre P et L suggère que ces deux protéines interagissent via différents sites, suggérant un complexe dynamique au sein duquel le domaine d’oligomérisation, jusqu’ alors considéré comme un domaine relativement inerte, jouerait un rôle crucial dans la machinerie de transcription et réplication
The replication of paramyxoviruses is headed by the viral replicative machinery composed of three proteins : P, N and L.This complexe is a promising target for antiviral inhibitors. While P is known to be the centralrecruitment platform of the system, the interaction details of the P-L complex remain obscure. The ambition ofmy thesis project is to improve our knowledge on P interaction and dynamics. Thus, on one hand my goal is toimprove the P-L interaction mapping and on the other hand to contribute to a better structural description of P.Combining bio-physical and functional virology approaches, we identified P modules involved in the P-Lcomplex assembly. P XD is an essential P module for interaction as well as the P oligomeric state. theoligomerisation domain C-terminal part is essential for P chaperon function and crucial to drive L to an activeconformation. Finally, physico-chemical properties that correlate the oligomerisation domain stability is essentialfor transcription and replication processes. Moreover, based on biophysical measurements on P truncatedvariants, we propose a preliminary model of P C-terminal domain at very low resolution. Those results are a stepforward in narrowing down the replicative complex mechanistic. P mapping suggest that P and L interacttogether via different sites, suggesting this complex is rather dynamic. Especially, the oligomerisation domain sofar considered as an inert part of P, plays a crucial role in the replicative machinery

La protéine OSBP est un transporteur de lipides qui régule la distribution cellulaire du cholestérol. OSBP comprend un domaine PH, deux séquences « coiled coil », un motif FFAT (deux phénylalanines dans un environement acide), et un domaine de liaison de lipides (ORD) à son extrémité C-terminale. Le domaine PH interagit avec le PI(4)P et la petite protéine G Arf1-GTP au niveau du Golgi, alors que le motif FFAT interagit avec la protéine VAP-A, résidente du réticulum endoplasmique (RE). En liant simultanément tous ces déterminants, OSBP stabilise des sites de contact membranaire entre RE et Golgi, permettant ainsi un contre-échange cholestérol / PI(4)P par l'ORD. OSBP contient également une longue séquence N-terminale d’environ 80 aa, intrinsèquement désordonnée, composée principalement de glycine, proline et d'alanine. Nous démontrons que la présence de ce N-terminus désordonné augmente le rayon de Stoke de OSBP tronquée du domaine ORD, et limite sa densité d’association sur la membrane portant le PI(4)P. La protéine dépourvue du N terminus favorise l'agrégation symétrique des liposomes PI(4)P (mimant la membrane du Golgi) par les deux domaines PH du dimère OSBP, alors que la présence de la séquence désordonnée empêche cette association symétrique. De même, nous observons que la distribution d’OSBP sur la membrane de vésicules unilamellaires géantes (GUV) varie selon la présence ou l'absence du N-terminus. En présence de la séquence désordonnée, la protéine est répartie de manière homogène sur toute la surface du GUV, alors que la protéine sans N-terminal a tendance à s'accumuler à l'interface entre deux GUV de type Golgi. Cette accumulation locale ralentit fortement la mobilité de la protéine à l’interface. Un effet similaire du N-terminal sur la dynamique des protéines est observé lorsque l’association de membranes de type ER et Golgi est assuré par des protéines monomériques (dépourvue du coiled coil) en présence de Vap-A. Les résultats de nos expériences in vitro ont été confirmés en cellules vivantes, où la séquence intrinsèquement désordonnée contrôle le recrutement d’OSBP sur les membranes Golgiennes, sa mobilité et sa dynamique d’activité au cours des cycles de transfert de lipides. La plupart des protéines de la famille d’OSBP contiennent des séquences N-terminales de faible complexité, suggérant un mécanisme général de régulation
Oxysterol binding protein (OSBP) is a lipid transfer protein that regulates cholesterol distribution in cell membranes. OSBP consists of a pleckstrin homology (PH) domain, two coiled-coils, a “two phenylalanines in acidic tract” (FFAT) motif and a C-terminal lipid binding OSBP-Related Domain (ORD). The PH domain recognizes PI(4)P and small G protein Arf1-GTP at the Golgi, whereas the FFAT motif interacts with the ER-resident protein VAP-A. By binding all these determinants simultaneously, OSBP creates membrane contact sites between ER and Golgi, allowing the counter-transport of cholesterol and PI(4)P by the ORD. OSBP also contains an intrinsically disordered ~80 aa long N-terminal sequence, composed mostly of glycine, proline and alanine. We demonstrate that the presence of disordered N-terminus increases the Stoke’s radius of OSBP truncated proteins and limits their density and saturation level on PI(4)P-containing membrane. The N-terminus also prevents the two PH domains of OSBP dimer to symmetrically tether two PI(4)P-containing (Golgi-like) liposomes, whereas protein lacking the disordered sequence promotes symmetrical liposome aggregation. Similarly, we observe a difference in OSBP membrane distribution on tethered giant unilamellar vesicles (GUVs), based on the presence/absence of N-terminus. Protein with disordered sequence is homogeneously distributed all over the GUV surface, whereas protein without N-terminus tends to accumulate at the interface between two PI(4)P-containing GUVs. This protein accumulation leads to local overcrowding, which is reflected by slow in-plane diffusion. The effect of N-terminus is also manifested in monomeric OSBPderived proteins that tether ER-like and Golgi-like membranes in the presence of VAP-A. Findings from our in vitro experiments are confirmed in living cells, where N-terminus controls the recruitment of OSBP on Golgi membranes, its motility and the on-and-off dynamics during lipid transfer cycles. Most OSBP-related proteins contain low complexity N-terminal sequences, suggesting a general effect

Face au vieillissement accru de la population, les maladies neurodégénératives sont désormais un problème de santé publique majeur. Dans plusieurs cas, les dépôts amyloïdes sont constitués de fibres d’IDP (« intrinsically disordered protein »), comme par exemple le peptide Aβ dans les plaques séniles et TAU dans les PHF retrouvés dans la maladie d’Alzheimer, ou encore l’Alpha synucléine dans les corps de Lewy retrouvés dans la maladie de Parkinson. Dans ces maladies, l’accumulation de fibres amyloïdes est au cœur des mécanismes de neurodégénérescence. Ainsi, comprendre les mécanismes biologiques qui mènent à la formation des fibres peut permettre d’envisager de nouveaux traitements et/ou des molécules capables de ralentir ou arrêter la progression de ces pathologies. Ces travaux de thèse vont, dans une première partie, développer les nouvelles méthodologies appliquées à l’étude des IDPs par RMN. Dans une deuxième partie, ils s’attacheront à mieux comprendre les mécanismes d’agrégation de deux IDPs très impliquées dans des maladies neurodégénératives. Le premier cas étudié sera celui de la protéine TAU, impliquée dans la maladie d’Alzheimer, et le deuxième cas sera celui d’Alpha synucléine, impliquée dans la maladie de Parkinson
Due to population aging, neurodegenerative diseases have become a major public health problem. In many cases, the amyloid deposits are composed of IDP (Intrinsically disordered protein) fibers, as Aß peptide in senile plaques and TAU in the PHF found in Alzheimer's disease, or Alpha synuclein in Lewy bodies found in Parkinson's disease. The accumulation of amyloid fibers is at the heart of the mechanisms of neurodegeneration. The understanding of the biological mechanisms that lead to the formation of the fibers may allow novel treatments and / or molecules that slow or stop the progression of these diseases. Firstly, in this thesis, we will develop new methodologies to study IDPs by NMR. In the second part, we will seek to better understand the mechanisms of aggregation of two IDPs involved in neurodegenerative diseases. The first case will be the aggregation of TAU protein in Alzheimer's disease and the second case will be the aggregation of Alpha synuclein in Parkinson's disease

Le travail de thèse consistera à explorer et caractériser l'ensemble conformationnel de protéines intrinsèquement désordonnées (IDPs) en utilisant plusieurs techniques complémentaires, notamment des simulations avancées de dynamique moléculaire et la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS). Les IDPs sont des protéines possédant une ou plusieurs régions n'ayant pas de structures secondaires stables lorsqu'elles sont isolées, mais pouvant en adopter lors de leur association avec de multiples autres protéines. La question, à laquelle ce travail souhaite répondre dans le cas de trois IDPs, est de savoir si ces éléments de structures secondaires, formés à l'interfaces des complexes protéine-protéine, pré-existent de façon transitoire, ou non, à l'état non-lié des IDPs en solution. S'il est possible d'identifier et de caractériser ces éléments de reconnaissance moléculaire dans les IDPs isolées, alors les résultats de ce travail permettront de guider par la suite la détermination des structures de complexes protéiques impliquant des IDPs
The PhD work will consist in exploring and characterizing the conformational ensemble of intrinsically disordered proteins (IDPs), by using several complementary methods, including enhanced molecular dynamics simulations and small angle X-ray scattering (SAXS). IDPs are proteins having one or several regions that lack stable secondary structures in the unbound state, but which can adopt various structured conformations to bind other proteins. In the case of three IDPs, the project aims to answer the question of whether these secondary structures formed at the protein-protein interfaces transiently pre-exist or not in the unbound state of solvated IDPs. If it is possible to identify and characterize these molecular recognition features (MoRFs) in the IDP unbound state, then the results of this work will subsequently help to determine the structures of protein complexes involving IDPs

Ces dernières années, un intérêt particulier de la part de la communauté scientifique, est porté sur les protéines intrinsèquement désordonnées (IDPs). Ces protéines sont omniprésentes dans le monde du vivant et constituent plus d’un tiers du protéome humain. Leur plasticité structurale leur permet d’interagir avec divers partenaires et, de ce fait, d’être impliquées dans de nombreux processus biologiques. Cependant, si de nombreuses études sur les IDPs humaines et végétales ont été menées, peu étude portant sur les IDPs de réserves végétales ont été réalisée à ce jour. L’utilisation d’outils de prédiction structurale nous a permis de mettre en évidence l’existence de domaines potentiellement désordonnées chez les protéines de réserve de blé. Le rôle et le comportement de ses domaines, notamment durant la phase d’accumulation des protéines dans la graine, reste non élucidé. Leurs propriétés d’assemblage et leur adaptation structurale et conformationnelle dans les corpuscules protéiques denses demeurent peu connus. Ce projet de thèse a donc pour objectif de comprendre le rôle des domaines prédits désordonnées, dans l’assemblage des protéines de réserve de blé. La γ-gliadine de blé, qui comporte à la fois un domaine N-terminal prédit désordonné, et un domaine C-terminal prédit ordonné, constituera un modèle protéique pour l’ensemble de nos recherches
In recent years, the scientific community has been particularly interested in intrinsically disordered proteins (IDPs).These proteins are ubiquitous in the living world and represents more than a third of the human proteome. Their structural plasticity allows them to interact with various partners and to be involved in many biological processes. However, while many studies on human and plant IDPs have been done, few studies on plant storage IDPs have been done. The use of structural prediction tools has allowed us to highlight the existence of potentially disordered domains in wheat storage proteins. The role and behavior of these specific domains, during the accumulation of proteins in the seed, remain unclear. Their assembly and structural adaptation in dense protein bodies remain poorly understood. This thesis project aims to understand the role of predicted disordered domains in the assembly of wheat reserve proteins. The wheat γ-gliadin, which has both a disordered predicted N-terminal domain and an ordered predicted C-terminal domain, will constitute a protein model for all our research

L'athérosclérose consiste en l'accumulation de cholestérol dans les artères causant la formation de plaques rigides pouvant causer attaques et malaises cardiaques. Il existe des molécules réduisant les taux de cholestérol dans le sang, mais sont inefficaces pour les patients souffrant d'hypercholestérolémie familiale. Il est donc crucial de développer de nouvelles molécules. L'inhibition de HDAC7 influence la conversion du cholestérol en acides biliaires en augmentant l'activité de la 7α-cholestérol hydroxylase, enzyme limitante du catabolisme du cholestérol. Ainsi cibler HDAC7 pourrait constituer une nouvelle stratégie pour réduire les taux de cholestérol. Le projet s'est articulé autour de deux principaux axes : comprendre et améliorer la spécificité des inhibiteurs de HDAC7 et explorer l'interaction SMRT-HDAC7 comme stratégie alternative d'inhibition de HDAC7. Des étapes successives d'ingénierie de HDAC7 ont été menées à l'aide de la technologie ESPRIT. Des essais de cristallisation et des tests d'inhibition avec un composé prometteur ont été effectués. Ce composé est un dérivé de SAHA, pan-inhibiteur des HDACs, modifié par substitution en position méta de son groupe phényle. Des essais de cristallisation sont en cours. ESPRIT a également été appliquée à la protéine SMRT. Les fragments solubles de SMRT ont été testés pour interaction avec HDAC7 par 15N-HSQC RMN. Un fragment de SMRT a été identifié comme interagissant avec HDAC7. Cette interaction a été confirmée par anisotropie de fluorescence et résonance plasmonique de surface. Des expériences de RMN complémentaires sont en cours pour attribuer les résidus impliqués dans l'interaction.

Les protéines intrinsèquement désordonnées (IDP), dépourvues d’une structure rigide et stable, constituent une classe de protéines diverses et fonctionnellement importantes. La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une technique spectroscopique bien établie pour caractériser les propriétés conformationnelles et dynamiques des IDP avec une résolution atomique. L’espace conformationnel, en général large et varié, des IPD en fait une cible difficile pour la biologie structurale dont le but est de déterminer avec précision et exactitude les propriétés structurales, dynamique et physico-chimiques qui sous-tendent la fonction des macromolécules biologiques. Ce manuscrit présente une étude biophysique détaillée de la région intrinsèquement désordonnée (IDR) du facteur de transcription Engrailed-2, avant tout par RMN. Après une présentation de cette homéoprotéine, nous décrivons les protocoles d’expression et de purification de cette protéine isotopiquement marquée. Nous introduisons ensuite une nouvelle approche pour la caractérisation des mouvements pico- et nanoseconde des protéines intrinsèquement désordonnées à partir de données de relaxation des spins nucléaires enregistrées à plusieurs champs magnétiques. Les effets de relaxation paramagnétique (PRE) ont été utilisés pour identifier des interactions transitoires entre la région désordonnée et l’homéodomaine d’Engrailed-2. L’interaction d’Engrailed-2 avec l’ADN a été étudiée en détail en utilisant l’anisotropie de fluorescence sur une série de constructions de la protéine, afin de mettre en lumière le rôle de la partie désordonnée dans l’interaction avec l’ADN. Nous avons également employé la résonance paramagnétique électronique pour tenter de détecter une interaction potentielle entre le noyau hydrophobe de l’hexapeptide dans la région désordonnée et l’homéodomaine. Les couplages dipolaires résiduels (RDC) dans les paires 1H-15N, Cα-Hα et Cα-C′ ont également été mesurés sur des échantillons d’Engrailed en milieu anisotrope. Ces données seront essentielles pour reconstituer l’espace conformationnel d’Engrailed 2. L’ensemble des approches présentées a permis de constituer un socle solide de connaissances qui permettent de mieux comprendre les propriétés conformationnelles, dynamiques et fonctionnelles de l’IDR d’Engrailed-2
Intrinsically Disordered Proteins (IDPs), which lack a stable rigid structure constitute a large and functionally important class of proteins. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is a well-established technique to characterize the structural and dynamical features of IDPs at atomic resolution. The broad conformational space of IDPs makes them challenging targets for structural biology to define their precise structural features and motions, the physical and chemical properties that underlie their biological functions. The present thesis establishes biophysical investigation of the disordered region of the transcription factor Engrailed-2 (13.5 kDa) primarily by NMR. After describing the protocol of expression and purification of the isotopically labeled protein, we present a novel approach to characterize the pico – nano second motions in IDPs using nuclear spin relaxation data at multiple fields. Paramagnetic Relaxation Enhancements (PREs) are used to identify transient long-range interactions between the disordered region and the folded homeodomain of Engrailed-2. Binding to DNA was studied by fluorescence anisotropy and highlights the role of the disordered region in the DNA binding. We used Electron Paramagnetic Resonance (EPR) to probe the potential interaction between the hydrophobic cluster (hexapeptide) in the disordered region and the homeodomain. The one-bond 1H-15N, Cα-Hα and Cα-C′ residual dipolar couplings (RDCs) measured for Engrailed-2 provide important constraints for the refinement of the conformational space of Engrailed_2. All these approaches provide valuable insights in understanding the structural, dynamical and functional properties of this IDP