Дисертації: "Interactions protéine – protéine (IPP)"

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Alleman, Cécile. "Accès synthétique au châssis [5-8-5] de la fusicoccine-A pour la synthèse d’analogues simplifiés en vue d'étudier les interactions protéine-protéine." Electronic Thesis or Diss., Université de Rennes (2023-....), 2023. http://www.theses.fr/2023URENS090.

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Анотація:

Les interactions protéine – protéine (IPP) sont essentielles à la régulation des phénomènes cellulaires. Elles impliquent deux partenaires : une protéine adaptatrice et une protéine effectrice, cette dernière étant régulée positivement ou négativement. Bien que l’inhibition des IPPs constitue une approche thérapeutique solide, la stabilisation reste encore peu étudiée, mais pourrait mener à de nouvelles modalités prometteuses. Ce projet se concentre sur la famille de protéines adaptatrices 14-3-3 qui interagit avec plus de 200 partenaires. Parmi eux, la protéine p53 est l’objet de multiples recherches dû à sa fonction régulatrice clé de nombreux processus biologiques (réparation de l’ADN, apoptose). Ces fonctions majeures sont cependant altérées dans la moitié des cancers, favorisant ainsi le développement tumoral. Des études préliminaires ont montré que la stabilisation de l’interaction entre p53 et 14-3-3 à l’aide d’une colle moléculaire permettait de restaurer l’activité antitumorale de p53. Parmi ces colles moléculaires, la fusicoccine-A (FC-A) se localise dans la vallée formée par 14-3-3 et permet d’augmenter la stabilisation du complexe protéique. Dans ce contexte, ce projet se concentre sur l’accès à des analogues simplifiés de la FC-A à travers la synthèse de squelettes tricycliques afin d’élargir la librairie de colles moléculaires. Des analogues [6-8-5] à partir d’un substrat aromatique sont envisagés, ainsi que des analogues [5-8-5] à partir d’un dérivé cyclopentane, plus proches de la structure cible. Différentes stratégies de synthèse ont été explorées afin d’accéder à ces analogues
In biological media, protein-protein interactions (PPI) are of huge importance, as they allow the regulation of many cellular events. PPI classically involve two partners: an adapter protein and its effector protein(s) regulated either in a positive or a negative manner. Inhibition of PPI has thus been considered as a solid therapeutic approach. On the other hand, stabilization of PPI remains scarcely investigated, but may lead to new promising approaches. This project focuses on the 14-3-3 family adapter protein which interacts with more than 200 protein partners. Among them, p53 protein is subjected to a lot of studies as this tumor suppressor protein regulates multiple biological processes (DNA repair, apoptosis). However, those major functions appear to be silenced in most cancer cases, thus allowing tumor cells proliferation. Some studies have shown that stabilization of the 14-3-3/p53 pair with the help of a molecular glue permitted to restore tumor suppressor activity of p53. Among the examined molecular glues, the fusicoccin-A (FC-A) natural product is shown to lodge in the valley formed by 14-3-3 and increases stabilization of the 14-3-3/p53 interaction. In this context, to enlarge the p53/14-3-3 molecular glue library, this project focuses on the access to simplified FC-A analogs through the synthesis of tricyclic scaffold. [6-8-5] analogs from an aromatic substrate are envisaged, as well as [5-8-5] analogs from a cyclopentane derivative, closer to the target structure. Various strategies have been explored in order to access these analogs

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Kuenemann, Mélaine. "Etude de l'espace chimique des modulateurs d'interactions protéine-protéine et leurs applications en chimie biologie." Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCC215.

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Анотація:

Les interactions protéine-protéine (PPI) sont une grande source de cibles thérapeutiques potentielles. Cependant les cibler avec des composés synthétiques représente un défi majeur. L'objectif de cette thèse était de trouver un moyen de surmonter ces défis en étudiant le profil physico-chimique des inhibiteurs de PPI (i. E leur espace chimique). Pour cela, nous avons manuellement collectés les structures, les données pharmacologiques et physico-chimiques des inhibiteurs de PPI (iPPI) dans une base de données appelée iPPI-DB. Puis, nous avons identifié de nouvelles propriétés iPPI à favoriser et ne faisant pas obstacle au processus de développement d'un médicament. En effet, 4 descripteurs spécifiques des iPPI ont été trouvés ne reposant ni sur l'hydrophobicité ni la taille. Ils représentent soit la forme 3D des composés soit la distribution de leurs régions d'interactions hydrophobes/hydrophiles. Cela ouvre de nouvelles pistes de conception des iPPI. Dans une seconde analyse, nous avons validé ces propriétés sur un plus grand jeu de données et évalué les disparités entre les familles PPI. Nous avons montré qu'il est possible d'identifier des classes comparables de cibles PPI en effectuant soit une analyse centrée sur l'espace des ligands soit centrée sur l'espace des cibles. Cette analyse peut aider à caractériser les propriétés physico-chimiques des futurs iPPI en utilisant les profils spécifiques à chaque classe. Enfin, en utilisant un protocole combinant les approches de criblage virtuel ainsi qu'un test de survie cellulaire, nous avons pu identifier 6 composés inhibant l'interaction entre TRAIL et DR5 impliquée dans le VIH (virus de l'immunodéficience humaine)
Protein-protein interactions (PPI) represent a wealth of potential therapeutic targets. However targeting them with synthetic compounds represent a major challenge. The aim of this thesis was to find a way to overcome these challenges by studying the physicochemical profile of PPI inhibitors (aka chemical space). We firstly manually collected structures, pharmacological and physicochemical profiles of inhibitors of PPI (iPPI) in a database named iPPI-DB. Then, we identified new iPPI properties to favour and that did not preclude further drug development. Indeed, 4 descriptors were found specific to iPPI and that do not rely on the hydrophobicity and on the size. They represent either the 3D shape of the compounds or the distribution of their hydrophobic/hydrophilic interacting regions. This opens new ways to design and select iPPI. In a second analysis, we further validated these properties on larger datasets and address the disparity between PPI families. We could demonstrate that comparable classes of PPI targets can identified using separately their target- or their ligand-space. This analysis may help to prioritize the desired physicochemical properties of iPPI using class-specific profiles. Finally, using a combination virtual screening and cell viability assay, we were able to identify 6 compounds that inhibit the interaction between TRAIL and DR5 implied in HIV (human immunodeficiency virus)

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Chamoun, Jean. "Contribution du couplage CE-ICP/MS dans l'étude des interactions métals-protéine non-covalentes." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13090.

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Le criblage des interactions protéine/métal grâce à l’utilisation du couplage CE-ICP/MS a été étudié. La mise au point de ce nouvel outil analytique nécessite, outre un interfaçage de ces deux techniques, ine séparation efficace des protéines et une détection sensible des métaux. L’optimisation de la séparation électrophorétique d’un mélange de protéines-test a conduit à l’utilisation d’un tampon borate à pH 9,2, qui minimise l’adsorption et permet la séparation de toutes les protéines du mélange avec une bonne reproductibilité des temps de migration. L’interfaçage entre l’électrophorèse capillaire et l’ICP/MS a été réalisé à l’aide d’une interface avec une solution conductrice. L’optimisation des paramètres tels que débits des gaz, débit et composition de la solution conductrice et position du capillaire dans le micronébuliseur a été réalisée afin d’obtenir les meilleures sensibilité de détection et efficacité de séparation. Toutefois, ce type d’interface entraîne des dilutions importantes des échantillons, qui nous ont conduits à développer un système de préconcentration en ligne afin d’améliorer les limites de détection. Le calcul des limites de détection réalisé sur le cuivre et le zinc contenus dans l’anhydrase carbonique, protéine la moins efficacement concentrée, montre une amélioration des limites de détection en CE-ICP/MS de 6 fois pour le cuivre et 5 fois pour le zinc. Ce couplage a ensuite été utilisé dans l’étude des interactions de trois métaux de transition (Cd, Co et Ni) avec un mélange de protéines constitué de métalloprotéines et protéines majeures du sérum sanguin. Ces études montrent un comportement similaire du cobalt et du nickel, différant totalement de celui du cadmium. Dans le cas des métalloprotéines, le couplage CE-ICP/MS permet également de conclure quant à la nature probable des sites d’interaction. De plus, cette méthode a permis d’étudier l’affinité relative des différents métaux vis-à-vis du mélange de protéines. L’aspect dissociatif du couplage a également été exploité pour obtenir des données cinétiques, permettant l’accès aux constantes de dissociation des complexes et dans certains cas, à la mise en évidence de sites d’interaction multiples. Enfin, la technique a été appliquée à des cations dits « durs » : lanthanides et uranyle (UO22+). Les premiers résultats démontrent une adsorption massive de ces cations à la surface des capillaires. Néanmoins, les études réalisées sur un mélange de six protéines, préalablement identifiées comme cibles de l’uranium, montrent que quatre d’entre elles interagissent avec l’uranium, parmi lesquelles l’albumine et la transferrine
The screening of metal/protein interactions using CE coupled to ICP/MS was investigated. The development of this new analytical tool requires, besides the hyphenation of the two techniques, both an efficient separation of the proteins and a sensitive detection of metals. The optimization of the electrophoretic separation of a protein-test mixture led to the use of a borate buffer, pH 9. 2, which both minimizes adsorption and allows the separation of all proteins’ mixture with a good migration times reproducibility. The hyphenation between capillary electrophoresis and ICP/MS was performed using a sheath flow interface. The optimization of parameters, such as coolant, auxiliary and nebulizer gases, composition and flowrate of the sheath flow solution and position of the capillary in the nebulizer was carried out in order to obtain the best detection sensitivity and separation efficiency. However, this type of interface involves important samples dilutions, which led us to develop an on-line preconcentration technique in order to improve the detection limits. The detection limits calculated for the copper and zinc contained in the carbonic anhydrase, the less efficiently concentrated protein, showed an improvement of the detection limits in CE-ICP/MS of 6 times for copper and 5 times for zinc. CE-ICP/MS was then used in the study of the interactions of three transition metals (Cd, Co and Ni) with a mixture of proteins made of metalloproteins and major blood serum proteins. These studies revealed a similar behavior of cobalt and nickel, completely different from that of cadmium. In the case of the metalloproteins, hyphenated CE-ICP/MS allowed to identify the probable nature of the interaction sites. Moreover, this method allowed studies on the relative affinity of various metals with a mixture of proteins. The dissociative aspect of the separation was also exploited in order to obtain kinetic data which allowed the access to the dissociation constants of the complexes and in certain cases, highlighted the presence of multiple interaction sites. Finally, the technique was applied to so-called “hard cations”: lanthanides and uranyl ion (UO22+). The first results showed a massive adsorption of these cations on the capillaries surface. Nevertheless, the studies, carried out on a mixture of six proteins, previously identified as uranium-targets, showed that four of them interact with the uranium, among which albumin and transferrin

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Becker, Emmanuelle. "Prédictions bioinformatiques des propriétés des domaines de reconnaissance peptidique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00553471.

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Les protéines impliquées dans les voies de signalisation sont souvent activées et inactivées par des interactions de faible affinité. En particulier, les domaines protéiques liant spécifiquement de courts fragments protéiques permettent une régulation intra- et inter-moléculaire efficace des domaines catalytiques auxquels ils sont associés. Citons par exemple les domaines FHA ou des tandems BRCT fréquemment impliqués dans les réponses aux dommages de l'ADN. Etant donnée leur importance dans les réseaux d'interactions et dans la signalisation cellulaire, la prédiction par bioinformatique des propriétés de liaison de ces petits domaines constitue un enjeu majeur. Toutefois, les stratégies bioinformatiques sont jusqu'à présent limitées par des difficultés méthodologiques associées aux caractéristiques intrinsèques de ces domaines. Leurs séquences sont souvent très divergentes et les affinités pour leurs cibles physiologiques sont généralement faibles malgré une excellente spécificité. Le travail présenté dans cette thèse a donc pour objectif de dépasser les limites actuelles des outils de prédictions pour développer de nouvelles méthodologies bioinformatiques performantes. Trois points ont été plus particulièrement abordés : (i) la prédiction de la structure tridimensionnelle de ces domaines ; (ii) la prédiction des sites reconnus par ces domaines lorsque les partenaires sont connus ; (iii) la prédiction des motifs spécifiquement reconnus par ces domaines sur la base de leur structure tridimensionnelle.

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Pinet, Louise. "Structural and functional investigation of the C-terminal intrinsically disordered fragment of ErbB2." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS375/document.

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ErbB2/HER2 est un récepteur tyrosine kinase de la famille d'EGFR (ErbB1) surexprimé dans plus de 20% des cancers du sein et associé à une forme particulièrement agressive de la maladie. Les récepteurs ErbBs sont actifs seulement sous forme de dimères, permettant la phosphorylation de leur queue C-terminale par leur domaine tyrosine kinase. La phosphorylation entraine l'interaction avec des protéines adaptatrices et l'activation de voies de signalisation, Ras/MAPK et PI3K/Akt principalement. Ces voies contrôlent la prolifération, la motilité cellulaire et la résistance à l'apoptose. Contrairement à ErbB1/3/4, ErbB2 dimérise en l'absence de ligand. Comprendre les autres mécanismes de régulation de la phosphorylation de ses tyrosines et de ses interactions est donc particulièrement intéressant.ErbB2 a fait l'objet de nombreuses études structurales et fonctionnelles. Elles ont permis la mise au point de traitements ciblés efficaces mais sujets à l'apparition de résistance, dont l'anticorps Trastuzumab, ciblant sa partie extracellulaire. La queue C-terminale d'ErbB2 (CtErbB2) a été très souvent ignorée dans ces études. Cette partie étant intrinsèquement désordonnée, il a fallu attendre ces dernières années pour que les concepts et les outils permettant de l'étudier émergent.Dans cette thèse, j'ai d'abord effectué la caractérisation structurale et dynamique de CtErbB2. J'ai montré que bien qu'étant dépourvue de toute structure stable, cette région riche en prolines possède plusieurs structures secondaires transitoires et un contact longue-distance participant très probablement à la régulation de ses interactions intra- et inter-moléculaires. Dans une deuxième partie je me suis intéressée à la caractérisation de la protéine adaptatrice Grb2, partenaire essentiel de ErbB2 pour l'activation de la voie des MAP kinases. L'organisation en solution des domaines de cette protéine modulaire dans sa forme libre était jusque là inconnue. J'ai ensuite étudié l'interaction entre Grb2 et CtErbB2, et montré que CtErbB2 interagit non seulement avec le domaine SH2 de Grb2 (par l'intermédiaire d'une phosphotyrosine), mais aussi avec son domaine SH3 N-terminal (grâce à un motif polyproline). Enfin, j'ai mis en place plusieurs stratégies de phosphorylation des tyrosines de CtErbB2, dans le but d'étudier plus largement l'effet des phosphorylations sur l'ensemble de cette région
ErbB2/HER2 is a receptor tyrosine kinase of the EGFR (ErbB1) family overexpressed in 20% of breast cancers and associated to a particularly aggressive form of the disease. ErbB receptors are only active upon dimerization that enables phosphorylation of their C-terminal tail by their tyrosine kinase domain. Phosphorylation then triggers interaction with adaptor proteins and activation of signaling pathways, mainly Ras/MAPK and Akt/PI3K. Those pathways control cell proliferation, motility and resistance to apoptosis. Contrary to ErbB1/3/4, ErbB2 can dimerize without any ligand. Understanding other mechanisms of regulation of its tyrosine phosphorylation and of its interactions is thus particularly interesting.ErbB2 structure and function have been extensively studied. This has led to the development of several FDA-approved targeted drugs, that are effective but to which resistance occurs, amongst which the Trastuzumab antibody that targets ErbB2 extracellular domain. The C-terminal tail of ErbB2 (CtErbB2) has been widely ignored in these studies. Since it is intrinsically disordered, the concepts and tools to study it have only emerged in the last few years.In the present work, I have performed the structural and dynamic study of CtErbB2. I showed that despite its lack of any stable structure, this proline-rich region exhibits several transient secondary structures and a long-range contact that might participate in the regulation of its intra- and inter-molecular interactions. Then, I characterized the adaptor protein Grb2, which is a partner of ErbB2 that is essential for the activation of the MAPK pathway. The solution organization of the domains of this modular protein in its apo-form was unknown so far. I also studied the interaction between Grb2 and CtErbB2, showing that in addition to the known SH2-phosphotyrosine interaction, a polyproline motif of CtErbB2 binds to the N-terminal SH3 domain of Grb2. Finally, I implemented several strategies to phosphorylate CtErbB2 tyrosines, to study more extensively the effect of phosphorylation on the whole tail

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Boudoukha, Selim. "Étude de la régulation post-transcriptionnelle de l’expression des gènes par la protéine de liaison à l’ARN IMP-2 au cours de la myogenèse." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA11T095/document.

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Les rhabdomyosarcomes embryonnaires et aléolaires (RMS) appartiennent aux tumeurs des tissus mous les plus fréquentes chez les enfants dont elles représentent 2/3 des cas. Plusieurs données suggèrent que la dérégulation des cellules progénitrices du muscle squelettique pourrait jouer un rôle dans l'émergence des cellules de RMS qui ont aussi bien perdu le contrôle de la régulation de la prolifération cellulaire que la capacité à se différencier.Néanmoins les mécanismes de développement des RMS restent à caractériser. La famille des IMPs et notamment IMP-2, protéines liant les ARN, sont à la fois fortement exprimées dans le muscle en régénération in vivo mais aussi dans les cellules de RMS.Au cours de ma thèse, j’ai pu mettre en évidence le rôle d’IMP-2 dans la motilité des cellules de RMS et dans les cellules musculaires ainsi que dans le contrôle de l’intégrité du cytosquelette de microtubules (MTs) et dans le remodelage des adhésions focales. En effet, IMP-2 est impliqué à la fois dans la régulation de l’expression de MuRF-3, une protéine lié àla stabilisation des MTs et de Pinch-2, un important médiateur de l’adhésion cellulaire
The RNA-binding proteins IMPs (IGF-II mRNA binding protein) first discovered in rhabdomyosarcoma cells (RMS) are expressed during embryonic development but their expression is decreased in adult tissues.We showed that IMPs and particularly IMP-2 are strongly expressed in mouse myoblatsts, during early regeneration of skeletal muscle in vivo and in and RMS. IMP-2 loss of function experiments using siRNA have shown that IMP-2 is necessary for microtubules stability(MTs), cell motility and invasion of myoblasts and RMS.Expression of IMP-2 specifically increases MTs stability by an enrichment of detyrosinated tubulin Glu-tubulin. Detyrosination is indispensable for myogenic differentiation and plays substantial role in tumor growth. Additionaly, MTs stabilization play an important role in focal adhesion remodeling, in cytoskeleton integrity, cell adhesion and cell motility.To get new insight into molecular mechanism underlying the function of IMP-2 in MTs stability and cell motility, full ranscriptome analysis was performed between IMP-2 knockdown (KD) myoblasts and control myoblatsts. We have further shown that IMP-2 controls the mRNA levels of many important mediators of cell adhesion such as PINCH-2, as well as multiple cytoskeleton remodeling, such as MuRF-3.We have identified a number of functionally relevant protein partners of IMP-2.Moreover subsequent RNAi screens have revealed the importance of IMP-2 regulated transcripts involved in cell motility and cell adhesion In conclusion, we show that IMP-2 dependent regulation of mRNA such as MuRF3 and PINCH2 largely contributes to the motility –deficient in IMP-2 KD cells. Moreover these results indicate clearly, that further analysis of IMP2 protein partners and RNA targets regulated by IMP-2 will help to characterized the function of IMP-2 and to propose a model of IMP-2 transcriptional regulation of gene expression in myoblasts and RMS cells

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Milhas, Sabine. "Développement d'outils pour l'étude des interactions protéine-protéine." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4020.

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Au cours de ma thèse je me suis intéressée aux interactions protéine-protéine (PPI’s). Les PPI’s jouent un rôle majeur dans une grande diversité de processus cellulaires et sont maintenant considérées comme une cible majeure dans le but de développer de nouveaux médicaments. Cependant, cibler ce type d’interactions requiert le développement de chimiothèques dédiées, permettant d’accélérer la découverte de molécules « touches ». Pour surmonter ce problème, une chimiothèque orientée PPI (2P2I3D) a été conçu au laboratoire. Dans un premier temps, j’ai donc évalué cette chimiothèque sur différents complexes possédant des interfaces variées. Les résultats obtenus ont révélé des taux de touches supérieurs à ceux obtenus avec des chimiothèques non orientées, de 0,2 à 1,6% contre 0,01 à 0,1%, respectivement. Cette étude a permis d’établir une preuve de concept de la faisabilité de créer une chimiothèque orientée PPI, permettant ainsi une accélération de la découverte de composés biologiquement actifs.Dans un deuxième temps, je me suis intéressée à l’interaction entre deux protéines majeures du virus de la dengue : les protéines NS3 et NS5. J’ai tout d’abord identifié et caractérisé un nouveau site d’interaction, ce qui m’a permis de mettre en évidence que cette interaction avait pour conséquence d’augmenter l’activité enzymatique du domaine hélicase. J’ai par la suite recherché et identifié des petites molécules chimiques capable d’inhiber cette interaction. Les différentes caractérisations effectuées ont permis de mettre en évidence un effet antiviral. Ces inhibiteurs constituent un excellent point de départ afin d’étudier plus en détail le rôle biologique de ce complexe
In my thesis I became interested in protein-protein interactions (PPI's). PPI's play a major role in a variety of cellular processes and are now considered a major target in order to develop new drugs. However, targeting such interactions requires the development of dedicated libraries, to accelerate the discovery of “hits”molecules .To overcome this issue, a focused chemical library PPI (2P2I3D) was designed in the laboratory.At first, I evaluated this chemical library on different complexes with diverse interfaces. The results showed higher hit rate to those obtained with non-oriented libraries, from 0.2 to 1.6% against 0.01 to 0.1%, respectively. This study has established a proof of concept of the feasibility of creating a focused chemical library PPI, thus accelerating the discovery of biologically active compounds.Secondly, I am interested in the interaction between two major proteins of dengue virus: the NS3 and NS5 proteins. I initially identified and characterized a novel interaction site, which allowed me to demonstrate that this interaction had the effect of increasing the enzymatic activity of the helicase domain. I searched and identified small molecules able to inhibit this interaction. The different characterizations helped to highlight an antiviral effect. These inhibitors are an excellent starting point to further explore the biological role of this complex

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Herrada, Isaline. "Etude des interactions protéine-protéine à l'enveloppe nucléaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS278/document.

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Plusieurs publications, parues lors de ma thèse, ont révélé que les protéines de la membrane nucléaireinterne (INM) et plus particulièrement l’émerine, la lamine A, SUN1, l’actine et BAF, jouaient un rôleessentiel dans les propriétés mécaniques du noyau et de la cellule. L’assemblage de l’enveloppenucléaire et les interactions de ces protéines entre-elles sont régulées par des évènements dephosphorylation et d’oligomérisation. Mon objectif était de décrire les évènements moléculairesessentiels à l’assemblage de l’enveloppe nucléaire interne, afin de pouvoir par la suite comprendrecomment l’enveloppe nucléaire répond à un stress mécanique.J’ai dans un premier temps caractérisé les évènements d’oligomérisation et de phosphorylation de laprotéine émerine. J’ai montré que cette protéine était capable de former, in vitro et en cellules, de grosoligomères indispensables à son interaction avec la lamine A. J’ai également observé que desmutations dans l’émerine, aboutissant à la dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss, affectaient lespropriétés d’auto-association de cette protéine.En parallèle, j’ai étudié les interactions entre émerine, lamine, SUN1, actine et BAF in vitro. J’ai pumontrer des interactions directes entre le domaine C-terminal de la lamine A et les protéines émerine,actine et SUN1. Ces trois protéines lient la lamine A sur des surfaces différentes suggérant l’existencede complexes à 3 ou 4 protéines dans la cellule. L’analyse des modes de régulation des interactionsentre ces protéines doit être poursuivie afin de comprendre quels sont les évènements moléculairesessentiels au maintien de l'intégrité nucléaire et à la transmission d’un signal mécanique entre lecytosquelette et le nucléosquelette
During my PhD, several papers revealed that the inner nuclear membrane (INM) proteins, andespecially emerin, lamin A, SUN1, actin and BAF, played an essential role in the mechanicalproperties of the nucleus and the cell. The nuclear envelope assembly and the interactions betweenthese proteins are regulated by phosphorylation and oligomerization events. My aim was to describemolecular events essential for inner nuclear envelope assembly as a first step to understand how thenuclear envelope responds to a mechanical stress.I first characterized the oligomerization and phosphorylation states of the protein emerin. I showedthat this protein is capable of forming, in vitro and in cells, large oligomers essential to its interactionwith lamin A. I also observed that several emerin mutations leading to Emery-Dreifuss musculardystrophy impaired the self-association properties of this protein.In parallel, I studied the interactions between emerin, lamin, SUN1, actin and BAF in vitro. I was ableto demonstrate direct interactions between the C-terminal domain of lamin A and the proteins emerin,actin and SUN1. These three proteins bind lamin A on different surfaces suggesting the existence ofcomplexes of 3 or 4 proteins in the cell. Analysis of the mechanisms regulating interactions betweenthese proteins should be pursued in order to understand what are the molecular events responsible forthe maintenance of nuclear integrity and the transmission of a mechanical signal between thecytoskeleton and the nucleoskeleton

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Lugari, Adrien. "Spécificité et inhibition des interactions protéine-protéine : Exemples d'approches." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10210.

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L’identification de molécules organiques capables de moduler des interactions protéine-protéine (PPIs) est longtemps restée un domaine peu exploité par la recherche pharmaceutique privée comme académique. Cependant, le développement de méthodologies innovantes pour l’étude des PPIs et la validation récente de ce type d’inhibiteurs dans des essais précliniques, démontrent que les PPIs constituent une nouvelle source de cibles importantes. Les composés capables de moduler ces interactions représentent une nouvelle classe d’outils prometteurs, tant en recherche fondamentale qu’en thérapeutique. Elles peuvent aider à différencier les multiples fonctions portées par une même protéine, à replacer la protéine dans une cascade de réactions, ainsi qu’à disséquer et reconstituer des réseaux de signalisations protéiques. Ces molécules permettront également de faire émerger de nouvelles familles d’agents pharmacologiques actifs dans diverses pathologies.Mon travail de thèse s'est projeté dans l'avenir de la recherche biomédicale, en ciblant les interactions protéine-protéine. J’ai pu durant mon doctorat mettre en œuvre plusieurs méthodologies pour étudier et caractériser des interactions protéiques afin de développer des inhibiteurs de ces interactions. J’ai ainsi pu travailler sur l’optimisation d’un composé inhibiteur de l’interaction de la protéine virale Nef VIH-1 avec les domaines SH3 des Src kinases, le composé DLC27. J’ai également pu mettre en évidence la pertinence biologique de ce composé, qui cible un mode d’interaction unique, ou très rare, au niveau cellulaire en étudiant l’interaction avec les domaines SH3 de deux protéines, ALIX (ALG2-Interacting Protein X) et la sous-unité p85 de la PI3K (phosphatidylinositol 3-kinase).J’ai également pu caractériser la surface et le mode d’interaction de protéines virales impliquées dans le complexe de réplication du virus du SRAS (Syndrome Respiratoire Aigu Sévère). Cette étude tend à montrer que la protéine virale nsp10 agit comme une plateforme de reconnaissance pour ses partenaires, les protéines virales nsp14 et nsp16. Ces interactions permettent l’activation ou l’augmentation des activités respectives de nsp16 et nsp14 et jouent un rôle au niveau de la réplication virale. Suite à l’identification d’un ‘point chaud’ d’interaction, le résidu Tyr96 à la surface de nsp10, nous avons mis en évidence la première famille de molécules inhibitrices du complexe nsp10-nsp14 en couplant des méthodes informatiques (in silico) à des criblages expérimentaux. Ces molécules pourraient être utilisées comme antiviraux ou servir d’outils pour la recherche, en permettant par exemple de mieux comprendre et d’élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans la réplication du virus du SRAS et des coronavirus en général
Protein-protein interactions (PPIs) participate in and regulate almost all essential cellular functions. As a consequence, they are frequently involved in various pathologies (going from cancer development to viral replication and host cell infection) but their study remains a challenge.Thus understanding those interactions as well as finding small drug candidates able to modulate them, a field of research not currently fully developed, appear as the future of the healthcare industry.In this context, I chose to learn different techniques to study PPIs that are usually employed in academic (IMR laboratory, CNRS, France) or corporate environments (Genentech, USA). Moreover, I also worked on the development of small organic inhibitors of PPIs coupling in silico methodologies (chemo-informatics, Drug Design) to biological and structural validations.During my PhD, I could manage and work on different projects involving the study of PPIs involved in cancer signaling pathways as well as the development of potent antiviral drugs targeting the HIV and SARS viruses.My organizational, personal and scientific skills as well as the practical experience I developed on various techniques (from cell biology to biophysics, structural biochemistry and Drug Design), make me feel confident on the management of PPIs drug discovery projects.I am thus able to efficiently work on, and manage, the study of protein-protein interactions in various pathologies as well as the development of potent PPIs inhibitors, that will be a major breakthrough for Biotech/Pharma companies in the coming years

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Costenaro, Lionel. "Interactions faibles protéine – protéine en solution : La malate déshydrogénase halophile." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007698.

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La cellule est un milieu très concentré où les interactions entre macromolécules, même faibles, jouent un grand rôle dans leur solubilité et dans l'assemblage des complexes labiles assurant les fonctions biologiques. Les interactions faibles entre protéines déterminant la non-idéalité de leurs solutions vont aussi gouverner leur cristallisation.
Dans quelle mesure les interactions protéine – solvant influencent-elles les interactions protéine – protéine ? Nous avons mis en relation ces deux types d'interactions pour la malate déshydrogénase (Hm MalDH) de Haloarcula marismortui, protéine halophile très acide qui a des solvatations variées et très riches en eau et en sel.
Nous avons développé une nouvelle méthode de détermination du second coefficient du viriel A2 par la modélisation des profils de vitesse de sédimentation en ultracentrifugation analytique, qui permet l'étude de solvants complexes.
Les interactions protéine – protéine de la Hm MalDH en divers sels ont été caractérisées par diffusion de neutrons ou de rayons X aux petits angles. Les A2 et les facteurs de structure en solution ont été modélisés par des potentiels d'interaction de type DLVO. Les interactions répulsives sont principalement dues au terme de volume exclu et dans une moindre mesure au terme électrostatique. Les interactions attractives sont qualitativement corrélées à des valeurs positives ou négatives des paramètres d'interaction préférentielle avec le sel. Ces résultats permettent d'expliquer l'adaptation moléculaire des protéines halophiles qui doivent ainsi avoir une solvatation riche en sel pour rester soluble à haut sel.
La cristallisation par dilution de la Hm MalDH dans des mélanges sel – MPD (méthyl-2-pentanediol-2,4) résulte d'une lente évolution des interactions protéine – protéine, de répulsives à modérément attractives. Le MPD modifie les interactions protéine – protéine en divers sels en ajoutant une attraction qui est liée à la répulsion du MPD par les charges de la protéine.

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Jagot, Lacoussière Léonard. "Interactions protéine-protéine dans le contrôle de l'apoptose : Développements thérapeutiques." Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCC218.

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Mon travail, s'est axé sur l'identification et la caractérisation biologique de nouvelles molécules impliquées dans la réponse apoptotique grâce à l'étude des interactions protéiques. L'objectif in-fine est de produire des petites molécules actives contre les cancers au travers du contrôle des interactions protéine-protéine. Mon travail de recherche comprend deux axes. Le premier porte sur les fonctions non apoptotiques de la protéine Apaf-1 dans la réponse au stress génotoxiques induite par les agents anticancéreux au travers du blocage du cycle cellulaire. Ce rôle d'Apaf-1 nécessite une redistribution de cette protéine du cytoplasme vers le noyau, et la translocation nucléaire d'Apaf-1 semble constituer un marqueur très favorable pour des patients atteints de cancer bronchique non à petites cellules. Je montre que ce processus de redistribution d'Apaf-1 du cytoplasme vers le noyau dépendante des dommages à l'ADN est médiée par une interaction entre la protéine et la nucléoporine NUP107. Le second axe porte sur la validation de l'inactivation de la protéine AAC-11 en tant que stratégie thérapeutique dans le cancer. Cette protéine, initialement identifiée comment permettant la survie de cellules en absence de facteurs de croissance, est surexprimée dans de nombreux tissus tumoraux et est indispensable à leur survie. Elle interagit avec ses partenaires au travers d'un module leucine-zipper et nous avons développé une série de peptides pénétrants ciblant ce domaine, empêchant ainsi à la protéine d'interagir avec ses partenaires protéiques et d'exercer sa fonction. Mon travail de recherche porte sur l'évaluation et l'optimisation de ces peptides
My work is based on the identification and the biological characterization of new molecules implicated in the apoptotic response by the study of protein interactions. Our goal is to produce small molecules effective against cancer cells by the control of protein-protein interactions. My work has two main axes. Le first one is focused on the non-apoptotic functions of the Apaf-1 protein in the stress response induced by anti-cancer agents through the arrest of the cell cycle. This role of Apaf-1 requires a redistribution of the protein from the cytoplasm to the nucleus and its nuclear translocation seems to be a positive prognosis for patients with non-small cell lung cancer. I show that this process of redistribution of Apaf-1 from the cytoplasm to the nucleus, dependent on the DNA damage, is mediated by an interaction between the protein and the nucleoporin NUP107. The second axe is based on the validation of the inactivation of the AAC-11 protein as a therapeutic strategy for the cancer. This protein, initially identified as a survival protein in the absence of growth factors, is overexpressed in a large number of tumor tissues and is essential to their survival. It interacts with its partners through a leucine-zipper domain and we have developed cell penetrating peptides targeting this domain, preventing the interaction between AAC-11 and its protein partners and interfering with its functions. My work is based on the evaluation of these peptides and on their optimization

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Andreani, Jessica. "Analyse évolutive, prédiction structurale et inhibition des interactions protéine-protéine." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066291.

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Protein-protein interactions are of fundamental importance in virtually all cellular processes. This PhD thesis has focused on the analysis and prediction of these interactions through the combined use of structural data and evolutionary information. In a study of over 1,000 couples of homologous interfaces extracted from a database developed in our team, we uncovered astonishing plasticity in the way interface structure evolves, although we identified some rather invariant features which provide tracks for extracting meaningful information from multiple sequence alignments of binding partners. Consequently, we developed a coarse-grained interface scoring function using a multi-body statistical potential coupled to evolution. This scoring function improves the prediction of protein interfaces and was used among other methods on two practical cases of protein docking. Finally, we developed a robust computational protocol to rationalize the design of peptidic interaction inhibitors
Les interactions protéine-protéine sont fondamentales dans la plupart des processus cellulaires. Cette thèse est centrée sur l’analyse et la prédiction de ces interactions en utilisant à la fois les données structurales et l’information issue de l’évolution. A travers l’étude de plus de 1000 couples d’interfaces homologues, extraits d’une base de données développée dans notre équipe, nous avons mis en évidence une plasticité étonnante dans l’évolution de la structure des interfaces. Nous avons cependant identifié des propriétés assez conservées qui fournissent des pistes pour l’extraction d’information à partir des alignements de séquences multiples de deux partenaires en interaction. Nous avons ensuite développé une fonction de score « gros grain » utilisant un potentiel statistique multi-corps couplé à l’information évolutive. Cette fonction améliore les prédictions d’interfaces protéiques et a été utilisée dans deux cas concrets d’amarrage moléculaire. Enfin, nous avons développé un protocole bio-informatique robuste pour le design d’inhibiteurs peptidiques d’une interaction protéine-protéine

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Betzi, Stéphane. "Inhibition des interactions protéine/protéine : application à la conception d'antiviraux." Aix-Marseille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX11008.

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Mon travail de thèse s'est projeté dans l'avenir de la recherche biomédical. Nous avons développé dans ce cadre un protocole permettant l'accélération du processus de découvertes de nouvelles molécules bio-actives ciblant les interactions entre deux protéines. Ce protocole que nous avons appelé approche 2P2I, acronyme de ‘Protein/Protein Interaction Inhibition’, propose de combiner des méthodes informatiques de criblage de petites molécules (criblage in silico) à des criblages expérimentaux utilisant des tests in vitro et des tests en contexte cellulaire. Il permet d'élaborer, à façon, une stratégie rapide et efficace de conception de molécules bio-actives adaptée aux conditions du sujet biologique (structures et/ou inhibiteurs connus, données de mutagenèse dirigée) et applicable dans un contexte académique. Le manuscrit décrit l'application de l'approche 2P2I à plusieurs projets de recherche pour la conception d'antiviraux ainsi que les outils et stratégies de modélisation que nous avons développé
My thesis focused on the future of biomedical research. We have developed for this purpose a protocol allowing to speed-up the discovery of new bio-active molecules targeting the interactions between two proteins. Using this protocol that we call "2P2I approach", acronym of Protein/Protein Interaction Inhibition, we proposes to combine molecular modeling methods for small molecules screening (in silico screening) with experimental screening using in vitro and cellular assays. It permits to create and adapt a fast and efficient strategy to design bio-active compounds according the biological subject specificities (known structures, known inhibitors, directed mutagenesis data) and applicable in academic research programs. The manuscript describes how we applied the 2P2I approach to several research projects to design antiviral drugs as well as the modeling tools and strategies we developed

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Parra, Julien. "Sulfoprotéomique : développement analytique et rôle dans les processus d'interactions protéine / protéine." Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2014. http://www.theses.fr/2014EVRY0045.

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Le terme de sulfoprotéomique est utilisé pour désigner l’étude de la sulfatation des protéines. Bien que la sulfatation soit depuis peu considérée comme une MPT d’une importance majeure, il y a toujours peu de travaux scientifiques qui y sont consacrés en comparaison avec ce qui se fait sur la phosphorylation notamment. Ce retard s’explique notamment par la difficulté à analyser les espèces protéiques sulfatées dans les conditions classiques utilisées en protéomique, notamment par spectrométrie de masse. Ces travaux de thèse visent justement à développer des méthodes d’analyses par spectrométrie de masse dédiées à l’étude de la sulfatation des protéines, afin d’augmenter le champ des connaissances de cette MPT. Pour cela, nous avons largement utilisé le mode d’ionisation négatif, très peu, voire jamais utilisé en protéomique, avec deux techniques de fragmentation pour réaliser des spectres MS/MS, à savoir les fragmentations CID et HCD. Les résultats obtenus nous ont permis de mettre en évidence une méthode d’analyse permettant la formation d’ions spécifiques de la sulfatation et de la phosphorylation (qui sont isobariques), permettant ainsi une identification certaine de chacune des deux MPTs. Nous avons également entrepris d’étudier le rôle de la sulfatation d’un récepteur cellulaire, CXCR4, dans son interaction avec son ligand naturel, la chimiokine SDF-1/CXCL12. Cette étude a été menée par électrophorèse capillaire, et pourra constituer une base de travail solide pour des futures analyses mettant en œuvre le couplage entre l’électrophorèse capillaire et la spectrométrie de masse pour une meilleure caractérisation des complexes formés entre les partenaires protéiques
Sulfoproteomics term designs protein sulfation studies. It appears during the 2000’s, when the interest for others Post-Translational Modifications (PTMs) than phosphorylation and glycosylation was growing up. Even though sulfation is thought to be an important PTM, a weak number of publications has emerged about it, notably if we compare with the huge quantity of phosphorylation papers. This difference is mainly due to the difficulty to correctly analyze sulfated proteins and peptides in the classical ways of proteomics, as in mass spectrometry for example. The goal of this thesis is to develop mass spectrometry methods dedicated to the characterization of sulfated species, in order to improve the knowledge of this PTM. To do that, we have mainly used negative ion mode, which is almost never used, with two fragmentations techniques for the MS/MS spectra, which are CID and HCD. Results obtained allow us to pinpoint an analytical method allowing the differentiation between sulfation and phosphorylation (they are isobaric), based on the presence of specific ion for each PTM in MS/MS. In another part of the project, we have investigated the role of sulfation in the interaction between a cellular receptor, CXCR4, and its in vivo ligand, the chemokine SDF-1/CXCL12. We used capillary electrophoresis for this work, and it could be a good basis for future analyses using capillary electrophoresis coupled with mass spectrometry, in order to have a better characterization of the observed complexes

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Roy, Marie-Odile. "Caractérisation structurale et étude des interactions protéine-protéine et protéine-lipides de dérivés acyles de ribonucléase." Montpellier 1, 1997. http://www.theses.fr/1997MON13524.

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Guigou, Ludovic. "L'arginyl-ARNt synthétase de mammifère : rôle des interactions protéine-protéine et protéine-ARN sur son activité." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112141.

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Les aminoacyl-ARNt synthétases (aaRSs) catalysent la liaison entre un ARNt et son acide aminé correspondant. Chez trois aaRSs, l'activation de l'acide aminé ne se produit qu'en présence de l'ARNt spécifique. L'étude de ce comportement chez l'ArgRS de hamster a montré que trois points de contact avec l'ARNt sont importants dans l'étape d'activation : les bases A76, C35 et A20. Ces trois bases doivent être porte��es par un ARNt possédant à la fois une certaine rigidité (forme en "L" intacte) et une certaine flexibilité (apportée ici par des paires G-U). Nous en concluons que le déclenchement de l'activation implique un ajustement induit réciproque entre l'ARNt et l'ArgRS. Les enzymes du complexe multi-aaRSs des eucaryotes supérieurs contiennent des domaines basiques additionnels dont certains interagissent avec les ARNts. Nous montrons que la présence de ces domaines permet d'augmenter l'affinité du complexe pour les ARNts spécifiques de ses neufs enzymes uniquement. Le corps catalytique des aaRSs du complexe impose donc sa spécificité aux domaines basiques, ces derniers augmentant l'affinité entre le corps catalytique et l'ARNt. La protéine p43, une protéine du complexe multi-aaRSs liant les ARNts et interagissant avec l'ArgRS, ne joue pas le rôle de cofacteur en trans de cette enzyme. Des cristaux d'un dérivé de la protéine p43 ont été obtenus et la structure résolue par remplacement moléculaire. Les résidus N-terminaux impliqués dans la fixation de l'ARNt sont invisibles dans la carte de densité électronique. Une mise au point des conditions de préparation du complexe multi-aaRS en vue d'une étude structurale par microscopie électronique et cristallographie a été réalisée
Each aminoacyl-tRNA synthetase catalyze the esterification of its cognate amino acid to the 3'-end of its cognate tRNA(s). Some aminoacyl-tRNA synthetases (aaRSs) catalyze the amino acid activation step only in the presence of a cognate tRNA. This behaviour has been studied in Arginyl-tRNA synthetase (ArgRS) from hamster. Our results show that three contact points with the tRNA molecule are important in the activation step : bases A76, A20 and C35. These three bases must be presented by a tRNA possessing both rigidity (intact " L " shape) and flexibility (provided by G-U base-pairs). We conclude that the triggering of the activation step in ArgRS implies an induced-fit mechanism. Enzymes from the multi-aaRSs complex found in higher eukaryotes display additional basic domains, some of them interacting with tRNAs. We show that these domains increase the affinity of the enzymes of the complex for their specific tRNAs only. Thus, the catalytic body of each enzyme determines its specificity, while the additionnal basic domains increase the affinity of the enzymes for their specific tRNA(s). The p43 protein, a component of the complex able to interact with tRNAs and ArgRS, does not affect the catalytic parameters of this enzyme. Crystals of a short form of the p43 protein have been obtained and the structure has been solved by molecular replacement, but the N-terminal residues, that are responsible for the interaction with tRNAs, are not visible. Conditions for the isolation of the multi-aaRSs complex have been refined in order to carry out a structural study using cryo-electron microscopy and crystallography

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Yu, Jinchao. "développement méthodologique et applications de la prédiction des interactions protéine-protéine." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS021.

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Les interactions protéine-protéine (IPP) jouent un rôle essentiel dans le vivant. Mon travail de thèse s’est concentré sur développement de méthodes bio-informatiques pour la prédiction et la modélisation structurale des IPP. Mon objectif était d'améliorer le pouvoir prédictif des méthodes permettant de prédire les structures d’assemblages macromoléculaires (docking) et d'aborder les problèmes rencontrés par les biologistes sur des cas réels d’interactions.Pour obtenir des modèles de protéines isolées de meilleure qualité, j’ai tout d’abord développé le serveur HHalign-Kbest basé sur des algorithmes d’alignements sous-optimaux. Ensuite, dans le domaine du « docking », j’ai élaboré le serveur InterEvDock qui prend en compte les informations de coévolution entre protéines. Les validations en aveugle montrent que ce serveur atteint de meilleures performances que d’autres serveurs de référence lorsque l’information évolutive est disponible.Afin de tester plus à fond nos méthodes, nous avons participé au concours CAPRI - un concours international pour la prédiction des interactions protéiques. Sur les sessions couvrant la période 2013-2016, notre groupe s’est classé 1er. Enfin, j'ai développé un jeu de données d’apprentissage et de test, PPI4DOCK. Il contient un très grand nombre de cibles de complexes (plus de 1000) et permettra d'améliorer les méthodes de docking à partir des structures expérimentales ou de modèles.En termes d'applications, je me investis dans différents projets collaboratifs, qui touchent des domaines aussi variés que, la recherche de partenaires pour le chaperon d’histone Asf1; la prédiction des modes d’interaction entre CENP-F et Nup133 dans le contexte de la mitose et de Exo70 et Abi dans celui de la régulation de la mobilité cellulaire; la simulation des modes de liaison entre le complexe Ku et ses partenaires peptidiques, dans les voies de réparation de l'ADN
Protein-protein interactions (PPIs) play essential roles in life. My PhD work aimed at developing advanced bioinformatics methods in the field of PPI prediction at the structural scale. My goal was to improve the predictive power of methods which model the structures of macromolecular assemblies (docking) and to tackle real-life problems faced by biologists.First, I developed HHalign-Kbest server using algorithms for the search of suboptimal solutions to gain better-quality models. Second, in the field of protein docking, I built InterEvDock server which can take co-evolutionary information into account. It yields better performance than other state-of-the-art servers. In order to further test our methods, we participated in CAPRI – an international challenge for prediction of protein interactions. Over years 2013-2016, our group ranked 1st at the 6th CAPRI evaluation meeting. At last, I developed a realistic benchmark dataset PPI4DOCK, largest dataset so far, in order to improve docking methods for the scientific community.In terms of applications, I was involved in a variety of collaborative projects with different labs. As representative examples, I searched for binding partners of the histone chaperone Asf1; I studied the CENP-F/Nup133 interaction in the context of mitosis and the Exo70/Abi interaction related to cell mobility regulation; I also simulated the binding modes of multiple peptides, partners of Ku complex involved in DNA repair pathway

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Thevenet, Pierre. "Exploration des interactions peptide-protéine." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077092.

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Grâce au séquençage à haut débit, de nombreuses séquences génomiques sont identifiées comme pouvant exprimer des peptides. Les techniques d'extractions des produits naturels exposent aussi un grand nombre de peptides exprimés, comme dans les venins par exemple. De plus, des peptides dont la séquence est extraite de protéines permettraient de mieux caractériser et contrôler les interactions protéines-protéines. Les méthodes expérimentales ne permettent pas de résoudre les structures des peptides à grande échelle, preuve en est la faible quantité de structures de peptides présente dans la PDB, la modélisation in silico est donc primordiale pour pallier ce manque. La modélisation comparative, nécessitant des structures rigides de références, n'étant pas adaptée aux peptides dont peu de structures sont connus, des méthodes de modélisation de novo ont été développées. Mon travail de thèse a porté sur l'adaptation de PEP-FOLD, une méthode de prédiction de novo de structures de peptides, pour la modélisation à grand échelle. Un premier point a été la considération des ponts disul tures, retrouvés couramment dans les peptides naturels, mais également utilisés comme éléments stabilisants des structures de peptides, dans le cadre de leur ingénierie. Un second point a porté sur l'optimisation de PEP-FOLD. Le développement d'un nouvel algorithme a permis d'accélérer le calcul d'un facteur dix, ouvrant la possibilité à la prédiction de structure de millions de séquences. Les applications découlant de cette amélioration sont d'une part relatives aux interactions peptides-protéines, et d'autre part la modélisation de novo des fragments de protéines de petites tailles difficilement modélisables par homOlogie, comme les extrémités N et C terminales, et les linker inter-domaines
Thanks to high-throughput sequencing, many genomic sequences are identified as capable of expressing peptides. The naturel products extractions techniques expose a large number of peptides expressed, such as venom peptide. Ln addition, peptides whose sequence is derived from protein would better characterize and monitor protein-protein interactions. However, experitnental methods do not solve the structures of peptides on a large scale, as shown by the small amount of peptide structures present in the PDB. Therefore, in silico modeling is crucial to fil this gap. Homology modeling, requiring rigid reference structures, is not suitable fo peptides for which the known structures are a few. This is why de novo modeling methods were developed. My thesis focused on the adaptation of PEP-FOLD, a method for de novo prediction of peptide structures, for large seule modeling. A first point was th consideration of the disulfide bridges, commonly found in natural peptides, but also used as the stabilizing elements of the structures of peptides in the context of their engineering. A second point was to focus on optimizing PEP-FOLD. The development of a new algorithm has accelerated computing time by a factor of ten, opening the possibility to structure prediction of millions of sequences, The applications stemming from this improvement are interactions between peptides proteins, and modeling novo protein fragments of smaller sizes, difficult to model by homology, such as N and C extemities, and the linker inter-domains

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Moreau, Violaine. "Analyse bioinformatique des sites d'intéractions protéine-protéine et prédictions épitopiques." Montpellier 1, 2006. http://www.theses.fr/2006MON13515.

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Pour mieux comprendre les interactions protéine-protéine, deux outils bioinformatiques dédiés à la prédiction d'épitopes ont été conçus. Le premier, MIMOP, localise l'épitope par analyse de la séquence de mimotopes sélectionnés par l'anticorps (Ac) reconnaissant l'antigène (Ag). MIMOP propose deux approches : l'une recherche des similarités de séquences entre Ag et mimotopes, l'autre recherche sur l'Ag des résidus clés identifiés dans les séquences des mimotopes. Le deuxième outil, PEPOP, prédit des séquences peptidiques à partir de la structure 3D de l'Ag. Ces peptides permettent soit de localiser l'épitope (peptides antigéniques) soit d'obtenir des Acs ciblant une zone spécifique de l'Ag (peptides immunogéniques). Les différentes méthodes de conception des peptides sont basées sur l'identification de segments à la surface de l'Ag et leurs distances spatiales. La performance des deux outils a été validée par comparaison des prédictions avec des données expérimentales.

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Xicluna, Jérôme. "Régulations des canaux potassiques par des interactions protéine-protéine chez Arabidopsis thaliana." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20220.

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Thierry-Mieg, Nicolas. "Modélisation informatique et analyse prédictive des interactions protéine-protéine chez Caenorhabditis elegans." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10185.

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L'objectif de cette thèse consiste en la modélisation informatiqueet l'analyse prédictive d'interactions protéine-protéine chez Caenorhabditis elegans. L'approche adoptée est la suivante. Dans un premier temps, nous avons participé à la production de données d'interaction dans le cadre du projet de cartographie systématique par double hybride des interactions protéine-protéine chez C. Elegans, dirigé par le professeur Marc Vidal au Dana Farber Cancer Institute, Boston. Nous avons été responsable de tous les aspects bioinformatiques : entre autres, conception d'amorces de PCR pour le clonage, développement d'algorithmes pour la production des données, conception d'une base de données pour le stockage, mise en place d'une interface web pour la publication des résultats. L'étape suivante a été consacrée à la construction d'une base de données d'interactions protéine-protéine multi-organismes, fédérant les données d'interaction du laboratoire de Marc Vidal avec d'autres données disponibles dans des bases spécialisées. Une attention particulière a été prêtée au choix des descripteurs retenus pour la caractérisation des protéines. Les descripteurs retenus sont éventuellement la localisation cellulaire et les mots-clés issus de SwissProt, ainsi que les domaines de Pfam, Prostite, et plus récemment InterPro. Enfin, une troisième partie a concerné la conception et la mise en oeuvre d'un système prédictif d'interactions protéine-protéine. Notre objectif est d'orienter les recherches menées dans le laboratoire du professeur Vidal, en proposant des paires de protéines susceptibles d'interagir. La méthode développée relève du domaine de l'Extraction de connaissances à partir de Données (KDD). La majeure partie du travail porte sur la conception de procédures originales de pré-traitement et de post-traitement pertinentes. Les résultats sont encourageants, et permettent d'envisager rapidement une validation biologique en collaboration avec le laboratoire du professeur Vidal.

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Seaayfan, Elie. "Régulation du contrôle de qualité de NKCC2 par les interactions protéine-protéine." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCB026.

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Le co-transporteur Na+-K+-2Cl- spécifique du rein et sensible au bumétanide, NKCC2, joue un rôle essentiel dans l’homéostasie hydro-électrolytique et acido-basique de l’organisme. Les mutations inactivatrices de NKCC2 induisent le syndrome de Bartter anténatal de type 1, une grave maladie rénale caractérisée par une hypotension artérielle associée à des anomalies électrolytiques. À l’opposé, une activité accrue de NKCC2 est associée à une hypertension artérielle sensible au sel. Pourtant, peu est connu sur la régulation moléculaire de NKCC2. Le but de ces travaux de thèse a donc été l’identification des déterminants moléculaires impliqués dans la régulation de l’expression et du trafic intracellulaire de NKCC2, plus spécifiquement dans le contrôle de qualité de ce co-transporteur. Suite au criblage par la technique de double hybride chez la levure d’une banque d’ADNc de rein humain, nous avons identifié OS-9 en tant que partenaire de NKCC2. La léctine OS-9 est un facteur clé de régulation du contrôle de qualité des protéines au niveau du RE. Les analyses de co-immunoprécipitation dans les cellules rénales ont montré qu’OS-9 interagit principalement avec la forme immature de NKCC2. De plus, les expériences d’immunofluorescence ont révélé que cette interaction aurait lieu au niveau du RE. La surexpression d’OS-9 diminue l’abondance totale de NKCC2. Cet effet est aboli suite à l’inhibition de la voie de dégradation protéique par le protéasome par le MG132. De plus, les expériences pulse-chase et cycloheximide-chase ont montré que cette diminution est secondaire à l’augmentation de la dégradation de la forme immature de NKCC2. A l’inverse, le knock-down d’OS-9 endogène augmente l’expression du co-transporteur en augmentant la stabilité de sa forme immature. Enfin, la mutation du domaine MRH (Mannose 6-phosphate Receptor Homology) d’OS-9 n’altère pas son effet sur NKCC2, alors que la mutation des deux sites de N-glycosylation de NKCC2 abolie l’effet d’OS-9. L’ensemble de nos résultats démontre l’implication de la lectine OS-9 dans le système ERAD de NKCC2. Le deuxième volet de ce travail a porté sur l’identification de nouveaux mécanismes Moléculaires impliqués dans le Syndrome de Bartter. Nous avons découvert des mutations dans le gène MAGE-D2, situé sur la chromosome X, responsables d’une nouvelle et très sévère forme du syndrome de Bartter anténatal, caractérisé par un polyhydramnios très précoce avec un risque élevé d’accouchement prématuré et de mortalité. Nous avons montré que les anomalies de MAGE-D2 entraînent un défaut de maturation et d’expression membranaire de NKCC2 ainsi que celle du co-transporteur Na-Cl, NCC, du tubule distal. La comparaison in vitro de l’interactome de MAGED2 sauvage et mutée a révélé que la protéine MAGE-D2 sauvage interagit spécifiquement avec DNAJB1 (HSP40) et/ou GNAS, suggérant l’implication de ces deux partenaires protéiques dans la régulation de NKCC2 et NCC par MAGE-D2 pendant la grossesse. Le troisième volet de ce travail a porté sur l’étude de l’effet de DNAJB1/HSP40, partenaire de MAGE-D2, sur l’expression de NKCC2. HSP40 a été identifiée aussi comme partenaire de NKCC2 par la technique de double hybride réalisée par notre équipe. Nous avons montré que HSP40 et son co-chaperon HSPA1A (HSP70) interagissent avec la forme immature de NKCC2 au niveau du RE. La co-expression de HSP40 et HSP70 augmente l’expression de NKCC2 en augmentant sa stabilité et sa maturation. De plus, ces deux co-chaperons régulent l’expression de NCC de la même manière. Ces observations suggèrent que MAGE-D2 coopère avec DNAJB1/HSP40 et HSPA1A/HSP70 pour protéger NKCC2 et NCC contre la rétention et la dégradation de NKCC2 au niveau du RE durant la grossesse, révélant ainsi une nouvelle voie de régulation du trafic intracellulaire de NKCC2 et NCC. (...)
The kidney-specific Na + -K + -2C1 co-transporter, sensitive to bumetanide, NKCC2, plays an essential role in the body's fluid, electrolyte and acid-base homeostasis. Mutations of NKCC2 cause antenatal type 1 Bartter syndrome, a life-threatening kidney disease characterized by arterial hypotension associated with electrolyte abnormalities. In contrast, an increase in NKCC2 activity is associated with salt-sensitive hypertension. Yet the mechanisms underlying the regulation of NKCC2 trafficking in renal cells are scarcely known. The aim of this work was to identify the protein partners involved in the regulation of the expression and the intracellular trafficking of NKCC2, specifically in the quality control of this co-transporter. Using the yeast tow-hybrid system, we identified OS-9 as a specific binding partner of NKCC2. Lectin OS-9 is a key factor in the regulation of protein quality control at ER. Co-immunoprecipitation assay in renal cells showed that OS-9 interacts mainly with NKCC2 immature forms. Accordingly, immunocytochemistry analysis showed co-localization of the proteins mainly in the ER. Overexpression of OS-9 decreased the total abundance of NKCC2. This effect is abolished following the inhibition of the proteasome protein degradation pathway by MG132. In addition, the pulse-chase and cycloheximide-chase assays demonstrated that the marked reduction in the co-transporter protein levels was essentially due to increased protein degradation of NKCC2 immature forms. Conversely, knock-down endogenous of OS-9 increased the expression of the co-transporter by increasing the stability of its immature form. Finally, inactivation of the Mannose 6-phosphate Receptor Homology domain had no effect on its action on NKCC2, while mutation of the two NKCC2 N-glycosylation sites abolished the effect of OS- 9. In summary, our results demonstrate the involvement of lectin OS-9 in the ERAD of NKCC2. The second part of this work focused on the identification of new molecular mechanisms involved in Bartter Syndrome. We found that MAGE-D2 mutations caused X-linked new and severe form of antenatal Bartter's syndrome, characterized by a very early polyhydramnios with a high risk of premature delivery and mortality. We have shown that MAGE-D2 abnormalities lead to a lack of maturation and membrane expression of NKCC2 as well as that of the Na-Cl co-transporter, NCC, of the distal tubule. In vitro comparison of the wild-type and mutated MAGED2 interactome revealed that wild-type MAGE-D2 interacts specifically with DNAJB1 (HSP40) and / or GNAS, suggesting involvement of these two protein partners in NKCC2 and NCC regulation by MAGE-D2 during pregnancy. The third part of this work focused on the study of the effect of DNAJB1 / HSP40, partner of MAGE-D2, on the expression of NKCC2. HSP40 was also identified as a specific binding partner of NKCC2 by the yeast two-hybrid system realized by our team. We have shown that HSP40 and its co-chaperone HSPA1A (HSP70) interact with the immature form of NKCC2 at the ER. The co-expression of HSP40 and HSP70 increased the expression of NKCC2 by increasing its stability and maturation. In addition, these two co-chaperones regulate the expression of NCC in the same way. These findings suggest that MAGE-D2 cooperates with DNAJB1 / HSP40 and HSPA1A / HSP70 to protect NKCC2 and NCC against retention and degradation of NKCC2 at ER during pregnancy, revealing a new pathway for regulating NKCC2 and NCC intracellular trafficking. A better understanding of NKCC2 and NCC regulatory pathways would help to better understand the pathophysiology of sodium retention and ultimately would provide a new target for a pharmaceutical approach to preventing and / or treating kidney disease related to sodium balance

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Cussol, Léonie. "Inhibition d'interactions protéine-protéine par des foldamères mixtes oligoamide/olugourée." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0394.

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Les interactions protéine–protéine (IPP) jouent un rôle primordial dans les processus physiologiques. L’inhibition de ces interactions ouvre la voie à la conception de nouvelles molécules à visée thérapeutique. Les structures secondaires en hélice α sont fréquemment impliquées dans les interactions entre protéines auxquelles elles peuvent contribuer de manière significative. La conception de molécules, mimant ce motif de reconnaissance et pouvant interagir avec la protéine cible tout en inhibant la reconnaissance avec le partenaire naturel, représente une voie innovante pour trouver de nouveaux candidats médicaments. Les oligomères d’urée aliphatique, une classe de foldamères qui adoptent une structure secondaire en hélice bien définie et proche de l’hélice α, ont été proposés comme mimes d’hélice α pour inhiber les IPP. Au cours de cette thèse, nous nous sommes d’abord intéressés à la conception de foldamères d’oligourée et de chimères oligoamide/oligourée pour cibler des surfaces de protéine. Nous avons sélectionné le récepteur nucléaire de la vitamine D (VDR) comme modèle d’étude en raison de son intérêt thérapeutique, et des connaissances structurales disponibles. Les protéines partenaires de VDR (coactivateurs) interagissant via une courte région structurée en hélice α, nos recherches ont portés sur des mimes d’hélices inspirés des séquences de coactivateurs. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés à la génération et à l’étude de dimères covalents de foldamères, qui pourraient être utilisés pour couvrir des surfaces d’interaction plus larges. En effet, les interactions protéine-protéine montrent souvent un mode d’interaction plus complexe qu’une simple hélice, faisant intervenir des structures tertiaires et quaternaires de type coiled coils, qui peuvent aussi servir de point de départ pour la conception de nouvelles classes d’inhibiteurs
Protein-protein interactions (PPI) have a key role in physiological processes. The inhibition of these PPI may lead to new therapeutic strategies. Secondary structures in α-helix are frequently involved in protein interactions where they may contribute significantly to binding. Designing molecules which mimic the helical motif for protein surface recognition and inhibition of the natural partner represents an innovative path to discover new drug candidates. Aliphatic urea oligomers, a class of foldamers that adopt a well-defined H-bonded helical secondary structure with good similarity to the α-helix have been proposed as possible α-helix mimics to inhibit protein-protein interactions. The first part of this PhD project was dedicated to the design and synthesis of oligoureas and oligourea/α-peptide chimeras for specific protein surface recognition. We have selected the vitamin D receptor as a potential target, mainly because (i) it is therapeutically relevant; (ii) its protein partner (coactivators) interact through a short region which adopts an α-helical structure upon binding and (iii) structures at atomic resolution were available to enable the design of effective mimetics. In the second part, we investigated methods to generate foldamer covalent dimers that could potentially be used to cover larger interaction surfaces. The rationale is that the binding interface is often more complex than a single helix and may involve tertiary and quaternary structures such as coiled coils which in turns may also serve as a basis for the design of new classes of inhibitors

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Bourquard, Thomas. "Exploitation des algorithmes génétiques pour la prédiction de structures protéine-protéine." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112302.

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Les fonctions de la majorité des protéines sont surbordonnées à l’interaction avec un ou plusieurs partenaires : acide nucléiques, autres protéines,… La plupart de ces interactions sont transitoires, difficiles à détecter expérimentalement et leur structures sont souvent impossible à obtenir. C’est pourquoi la prédiction in silico de l’existence des ces interactions et la structure du complexe résultant ont été l’objet de nombreuses études depuis plus d’une décennie maintenant. Pour autant les protéines sont des objets complexes et les méthodes informatiques classiques sont trop « gourmandes » en temps pour l’exploration à grande échelle de l’interactome des différents organismes. Dans ce contexte de développement d’une méthode de docking protéine-protéine haut débit nous présenterons ici l’implémentation d’une nouvelle méthode d’amarrage, celle-ci est basée sur : L’utilisation de deux types de formalismes : les tessellations de Voronoï et Laguerre permettant la manipulation de modèles géométriques simplifiés permettant une bonne modélisation des complexes et des temps de calcul plus raisonnable qu’en représentation atomique. L’utilisation et l’optimisation d’algorithmes d’apprentissage (algorithmes génétiques) permettant d’isoler les conformations les plus pertinentes entre deux partenaires protéiques. Une méthode d’évaluation basée le clustering de méta-attributs calculés au niveau de l’interface permettant de trier au mieux ce sous-ensemble de conformations candidates
Most proteins fulfill their functions through the interaction with one or many partners as nucleic acids, other proteins…. Because most of these interactions are transitory, they are difficult to detect experimentally and obtaining the structure of the complex is generally not possible. Consequently, “in silico prediction” of the existence of these interactions and of the structure of the resulting complex has received a lot of attention in the last decade. However, proteins are very complex objects, and classical computing approaches have lead to computer-time consuming methods, whose accuracy is not sufficient for large scale exploration of the so-called “interactome” of different organisms. In this context development of high-throughput prediction methods for protein-protein docking is needed. We present here the implementation of a new method based on : Two types of formalisms : the Vornonoi and Laguerre tessellations, two simplified geometric models for coarse-grained modeling of complexes. This leads to computation time more reasonable than in atomic representation, the use and optimization of learning algorithms (genetic algorithms) to isolate the most relevant conformation between two two protein parteners, an evaluation method based on clustering of meta-attributes calculated at the interface to sort the best subset of candidate conformations

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Bourgeas, Raphael. "2P2IDB : Une base de données dédiée à la druggabilité des interactions protéine-protéine." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4725/document.

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Le nombre considérable d'interactions protéine-protéine (PPIs) existant au sein d'un organisme, ainsi que leur implication cruciale dans la vie cellulaire et dans de nombreuses pathologies, font des PPIs un immense réservoir de cibles potentielles pour la recherche de médicaments. Les PPIs sont aujourd'hui sur le devant de la scène grâce au développement de méthodologies innovantes et la validation récente de molécules chimiques modulant ces interactions dans des essais précliniques.L'étude des modulateurs d'interactions protéine-protéine (PPIM), a des implications tant dans la recherche fondamentale que thérapeutique. Les PPIMs peuvent aider à la compréhension des réseaux d'interactions. Elles permettront également de faire émerger de nouvelles familles d'agents thérapeutiques actifs dans diverses pathologies.Mon travail de thèse a principalement porté sur deux aspects de l'étude de l'inhibition des PPIs. D'une part, l'étude de l'implication des divers paramètres physicochimiques gouvernant une PPI dans sa capacité à être modulée (étude dite de la « druggabilité »), m'a amené à participer à la création d'une base de données structurale des interactions protéine-protéine : 2P2IDB (http://2p2idb.cnrs-mrs.fr/). D'autre part, j'ai contribué à l analyse de l'espace chimique des molécules présentes dans la base de données 2P2IDB. Nous avons défini la « Rule Of 4 » comme ligne de conduite pour caractériser ces molécules. Nous avons de plus utilisé le SVM afin de créer un protocole innovant (2P2IHUNTER) qui nous a permis de filtrer de grandes collections de composés afin de créer des chimiothèques dédiées aux PPIs
The number of protein-protein interactions (PPIs) existing in an organism, and their crucial implication in cellular life and in many pathologies, demonstrates the importance of PPIs as a large reservoir of potential targets for medicinal research. Neglected for a long time by both pharmaceutical companies and academic laboratories because they were historically classified as difficult targets, PPIs are now getting into the groove due to the development of innovative methodologies and the growing number of small molecule compounds modulating these interactions.The study of PPI modulators has implications in both fundamental and therapeutics research. On the one hand, PPI modulators can be used in basic research to decipher the role of PPIs in biological networks. On the other hand, they represent a valuable source of new families of therapeutic agents in pathologic processes.In the first part of my PhD, I contributed to the development of a structural database dedicated to protein-protein interactions: 2P2IDB (http://2p2idb.cnrs-mrs.fr/). The interface descriptors of protein-protein interfaces which are typical of complexes present in 2P2IDB have been used to develop a qualitative scoring function to assess the ‘druggability' of PPI targets.In the second part of my PhD, I contributed to the analysis of the chemical space of PPI inhibitors present in the 2P2I database using chemoinformatics tools. We defined the ‘Rule-of-4' as a guideline to characterize these compounds. We have used support vector machine approaches to elaborate a protocol: 2P2IHUNTER, which allows filtering large collection of compounds to design chemical libraries dedicated to PPI targets

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Rouhana, Jad. "Etude et modulation des interactions protéine-protéine : l’activation de la petite protéine G Arf1 par son facteur d’échange Arno." Thesis, Montpellier 1, 2013. http://www.theses.fr/2013MON13507/document.

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Arf1 est une petite protéine G (pG), essentiellement impliquée dans le trafic vésiculaire. Arf1 oscille entre deux conformations, l'une active liée au GTP et l'autre inactive associée au GDP. Arno est un des facteurs d'échange (GEF) capable d'activer Arf1 en stimulant l'échange GDP/GTP. Suractivée dans les cellules invasives du cancer du sein, Arf1 joue un rôle important dans la migration et la prolifération des cellules cancéreuses.Le but de ma thèse s'inscrit dans l'étude et la modulation de l'interaction pG-GEF, et plus spécifiquement, le couple Arf1-Arno. Mon travail a été planifié autour de deux axes: (1) L'étude fine de l'interaction entre Arf1 et Arno, et sa modulation avec un inhibiteur connu la Bréféldine A (BFA). (2) La mise en place d'une stratégie de conception d'inhibiteurs de l'interaction protéine-protéine du couple Arf1-Arno.Dans un premier temps, nous avons mis en place une méthode basée sur la résonance plasmonique de surface (SPR) permettant la détermination des paramètres cinétiques de l'interaction entre Arf1 et Arno. Nous avons précisé aussi les conséquences des partenaires allostériques (GDP, GTP, et Mg2+) et de la BFA sur les paramètres cinétiques de l'interaction. Ceci a permis une analyse fine de la régulation allostérique et du mode d'action de la BFA. Appliquée à d'autres inhibiteurs, cette méthode permettra d'examiner leur mécanisme d'inhibition.Dans la deuxième partie j'expose, la stratégie que nous avons utilisé pour la conception rationnelle d'inhibiteur de l'interaction entre Arf1 et Arno. Elle est basée sur le criblage virtuel de fragments au niveau des résidus clé « hotspots » de l'interaction, la validation des molécules-touches par des techniques biophysiques, et l'élimination de molécules artefacts. Les structures des complexes fragments-Arno ont été résolues, ce qui confirme la validité de cette stratégie ouvrant la voie vers l'optimisation moléculaire pour obtenir des inhibiteurs plus efficaces
Arf1 is a small GTPases, essentially involved in the vesicular traffic. Arf1 switch between two conformations, an active form bound to GTP and an inactive form bound to GDP. Arno is one of the exchange factors (GEF) that can activate Arf1, through its catalytic Sec7 domain, promoting the exchange of GDP by GTP. Activated in breast cancer cells, Arf1 plays an important role in the migration and proliferation of cancer cells.The aim of my thesis was the study and the modulation of the interaction between small G proteins and their GEFs, more precisely the Arf1-Arno interaction. My work has been planned around two axes: (1) the study of the interaction between Arf1 and Arno, and its modulation with a known inhibitor Brefeldin A (BFA). (2) The development of a rational strategy for designing inhibitors of protein-protein interaction for the Arf1-Arno complex.In the first part of my PhD work, we set up a Surface Plasmon Resonance (SPR) method allowing to determine the kinetic parameters of the interaction between Arf1 and Arno. We also studied the effects of allosteric partners such as GDP, GTP and Mg2+ as well as the known uncompetitive inhibitor (Brefeldin A). This SPR approach allowed a very informative analysis at qualitative and quantitative levels of the various complexes taking place during the exchange reaction that should help to solve the inhibitory mechanism for the known inhibitors reported in the literature. In the second part of my thesis, we propose a strategy for targeting the interaction between Arf1and Arno. This approach is based on virtual screening of fragments at hotspot regions. Using biophysical techniques such fluorescence techniques, SPR, NMR and X-Ray crystallography, we identified and validated Hits, showing by crystallographic structural data their modes of interaction with the target protein Arno. A fluorescence polarization test was also developed to identify false positive fragments to eliminate promiscuous aggregators. Taken together, our work proposes a method based on SPR allowing the study of known inhibitors of GEFs, understanding at molecular level their mode of action. We also propose a general strategy for finding Hit fragments that designing competitive inhibitor of the interaction small G protein with its GEFs, that can be the scaffold for designing more powerful inhibitors

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Douguet, Dominique. "Etude des interactions protéine-protéine et protéine-ligand par bio- et chimie-informatique structurale : Identification de petites molécules bio-actives." Habilitation à diriger des recherches, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00320089.

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Mes recherches ont eu pour objectif de concilier deux aspects complémentaires de la bioinformatique structurale : la modélisation de la structure 3D des protéines et la modélisation des petites molécules modulatrices des premières. La connaissance de la structure tridimensionnelle des protéines est un élément déterminant pour la compréhension fine de leur mécanisme d'action et indispensable pour le développement d'approches thérapeutiques rationnelles. Ainsi, l'identification et l'analyse structurale des sites de fixation de leurs ligands (protéine ou petite molécule) permettent d'envisager la modulation de leur fonction biologique. Les interactions protéine-protéine ou protéine-ligand peuvent être prédites, par exemple, par des programmes d'amarrage (ou ‘docking').
La modélisation par homologie permet d'obtenir un modèle tridimensionnel d'une protéine lorsque sa structure n'a pas été déterminée expérimentalement. Ma contribution dans ce domaine fut la réalisation du serveur @TOME avec le soutien de la GENOPOLE Languedoc-Roussillon (accessible à l'adresse http://bioserver.cbs.cnrs.fr). Ce serveur était le premier de ce type à avoir été développé en France. Le serveur @TOME rassemble et traite d'une manière automatique toutes les étapes nécessaires à la construction d'un modèle 3D d'une protéine. Cela inclut la reconnaissance du repliement, la construction des modèles protéiques et leur évaluation. Les résultats du CASP5 en 2005 (session internationale d'évaluation des méthodes de prédiction de la structure des protéines ; http://predictioncenter.llnl.gov/) ont montré que notre serveur utilisé en mode automatique propose des modèles très proches de la structure expérimentale lorsque l'identité de séquence avec la structure support est supérieure à 30%. Le serveur a été classé 26ième sur 187 groupes inscrits.
Dans un second temps, mes recherches m'ont permis de réaliser une base de données de complexes protéiques co-cristallisés, base fondatrice du projet DOCKGROUND. Ce projet de grande envergure, soutenu par le NIH depuis 2005, vise à établir un système intégré et dynamique de bases de données dédié à l'étude et à la prédiction des interactions entre protéines et permettre ainsi d'améliorer nos connaissances des interactions et de développer des outils de prédiction plus fiables. Ce travail a été effectué au sein de l'équipe du Pr. Ilya Vakser à l'Université de Stony Brook, NY, USA. Dans la réalisation de cette première base de données, un ensemble de programmes collectent, classent et annotent les complexes protéiques qui ont été co-cristallisés (données sur la séquence, la fonction, le repliement 3D, les particularités telles qu'une fixation à de l'ADN, ...). Ensuite, j'ai mis en œuvre une sélection dynamique des représentants des complexes contenus dans cette base. Les représentants sont essentiels pour éviter une surreprésentation de certaines familles de protéines. Cette base de donnée est accessible par Internet et est régulièrement mise à jour (http://dockground.bioinformatics.ku.edu). Le projet DOCKGROUND va être poursuivi par la réalisation de 3 autres bases de données qui s'ancreront sur la présente appelée ‘Bound-Bound'.
L'objectif principal de mes travaux est d'identifier de nouveaux composés bio-actifs afin de comprendre le fonctionnement de leur cible dans un contexte biologique. Les méthodes que j'utilise se basent sur la chémoinformatique, le criblage virtuel et le de novo ‘drug design'. Dans le cadre de ce dernier, j'ai mis au point un programme propriétaire LEA3D (‘Ligand by Evolutionary Algorithm' 3D). Le programme génère des petites molécules à partir de la combinaison de fragments moléculaires issus de drogues et de molécules ‘bio' (substrats ou produits de réactions enzymatiques). Le criblage virtuel basé sur la structure protéique et le de novo ‘drug design' par LEA3D, ont été appliqués avec succès à la thymidine monophosphate kinase (TMPK) de Mycobacterium tuberculosis dans le cadre d'une collaboration avec une équipe de chimistes et de biologistes de l'Institut Pasteur. De nouvelles familles d'inhibiteurs ont été identifiées dont un inhibiteur synthétique trois fois plus affin que le substrat naturel. Plusieurs publications et une demande de brevet couvrent les résultats de ces recherches. Dans la continuité de ces travaux, je m'intéresse maintenant, plus particulièrement, à développer des stratégies de criblages de fragments (molécules de petit poids moléculaire). Il a été montré que de petites chimiothèques contenant des petites molécules polaires sont plus efficaces pour identifier des touches. Ce travail doit être réalisé conjointement avec des criblages structuraux expérimentaux comme la RMN ou la diffraction des rayons X. Ces derniers se posent comme une alternative aux tests in vitro avec pour avantage de donner une information détaillée, au niveau atomique, des interactions entre le ligand et sa cible. S'ensuit une étape d'optimisation/maturation des touches en ligands plus élaborés et plus affins par l'utilisation d'outils de chémoinformatique.

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Vézina-Dawod, Simon. "Design et synthèse de macrocycles pseudopeptidiques pour le développement d'inhibiteurs d'interactions protéine-protéine." Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26046.

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Pour que la vie puisse exister, des milliers de protéines doivent interagir ensemble pour permettre les divers processus biochimiques essentiels que l’on retrouve au niveau cellulaire. Le dérèglement d’une seule interaction protéine-protéine peut avoir des conséquences catastrophiques sur la qualité de vie d’une personne. C’est ainsi que de nombreux programmes de recherches sont basés sur l’exploration d’une ou de plusieurs cibles protéiques impliquées dans diverses maladies. Étant donné la localisation intracellulaire des nouvelles cibles thérapeutiques ainsi que l’absence de ligands connus, le développement d’agents thérapeutiques devient de plus en plus ardu. En effet, la chimie combinatoire classique et le design rationnel ont leurs limitations et il y a un besoin évident de développer de nouvelles approches pour faire l’étude et la modulation des interactions protéine-protéine. C’est dans cet esprit que s’imbrique les suivants travaux, qui portent sur les peptoïdes comme outil moléculaire peptidomimétique. Ces oligomères de glycine N-substitutée présentent notamment des propriétés pharmacologiques avantageuses et représentent une base moléculaire de choix pour élaborer de nouvelles méthodologies de criblage à haut débit. En passant par le développement de nouvelles approches de synthèse sur support solide, jusqu’à l’évaluation de la pénétration cellulaire de peptoïdes macrocycliques, le suivant mémoire devrait être lu comme un préambule à l’utilisation des peptoïdes en chimie combinatoire pour la découverte d’inhibiteurs ou de modulateurs d’interactions protéine-protéine.

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Popov, Petr. "Nouvelles méthodes de calcul pour la prédiction des interactions protéine-protéine au niveau structural." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENM005/document.

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Le docking moléculaire est une méthode permettant de prédire l'orientation d'une molécule donnée relativement à une autre lorsque celles-ci forment un complexe. Le premier algorithme de docking moléculaire a vu jour en 1990 afin de trouver de nouveaux candidats face à la protéase du VIH-1. Depuis, l'utilisation de protocoles de docking est devenue une pratique standard dans le domaine de la conception de nouveaux médicaments. Typiquement, un protocole de docking comporte plusieurs phases. Il requiert l'échantillonnage exhaustif du site d'interaction où les éléments impliqués sont considérées rigides. Des algorithmes de clustering sont utilisés afin de regrouper les candidats à l'appariement similaires. Des méthodes d'affinage sont appliquées pour prendre en compte la flexibilité au sein complexe moléculaire et afin d'éliminer de possibles artefacts de docking. Enfin, des algorithmes d'évaluation sont utilisés pour sélectionner les meilleurs candidats pour le docking. Cette thèse présente de nouveaux algorithmes de protocoles de docking qui facilitent la prédiction des structures de complexes protéinaires, une des cibles les plus importantes parmi les cibles visées par les méthodes de conception de médicaments. Une première contribution concerne l‘algorithme Docktrina qui permet de prédire les conformations de trimères protéinaires triangulaires. Celui-ci prend en entrée des prédictions de contacts paire-à-paire à partir d'hypothèse de corps rigides. Ensuite toutes les combinaisons possibles de paires de monomères sont évalués à l'aide d'un test de distance RMSD efficace. Cette méthode à la fois rapide et efficace améliore l'état de l'art sur les protéines trimères. Deuxièmement, nous présentons RigidRMSD une librairie C++ qui évalue en temps constant les distances RMSD entre conformations moléculaires correspondant à des transformations rigides. Cette librairie est en pratique utile lors du clustering de positions de docking, conduisant à des temps de calcul améliorés d'un facteur dix, comparé aux temps de calcul des algorithmes standards. Une troisième contribution concerne KSENIA, une fonction d'évaluation à base de connaissance pour l'étude des interactions protéine-protéine. Le problème de la reconstruction de fonction d'évaluation est alors formulé et résolu comme un problème d'optimisation convexe. Quatrièmement, CARBON, un nouvel algorithme pour l'affinage des candidats au docking basés sur des modèles corps-rigides est proposé. Le problème d'optimisation de corps-rigides est vu comme le calcul de trajectoires quasi-statiques de corps rigides influencés par la fonction énergie. CARBON fonctionne aussi bien avec un champ de force classique qu'avec une fonction d'évaluation à base de connaissance. CARBON est aussi utile pour l'affinage de complexes moléculaires qui comportent des clashes stériques modérés à importants. Finalement, une nouvelle méthode permet d'estimer les capacités de prédiction des fonctions d'évaluation. Celle-ci permet d‘évaluer de façon rigoureuse la performance de la fonction d'évaluation concernée sur des benchmarks de complexes moléculaires. La méthode manipule la distribution des scores attribués et non pas directement les scores de conformations particulières, ce qui la rend avantageuse au regard des critères standard basés sur le score le plus élevé. Les méthodes décrites au sein de la thèse sont testées et validées sur différents benchmarks protéines-protéines. Les algorithmes implémentés ont été utilisés avec succès pour la compétition CAPRI concernant la prédiction de complexes protéine-protéine. La méthodologie développée peut facilement être adaptée pour de la reconnaissance d'autres types d'interactions moléculaires impliquant par exemple des ligands, de l'ARN… Les implémentations en C++ des différents algorithmes présentés seront mises à disposition comme SAMSON Elements de la plateforme logicielle SAMSON sur http://www.samson-connect.net ou sur http://nano-d.inrialpes.fr/software
Molecular docking is a method that predicts orientation of one molecule with respect to another one when forming a complex. The first computational method of molecular docking was applied to find new candidates against HIV-1 protease in 1990. Since then, using of docking pipelines has become a standard practice in drug discovery. Typically, a docking protocol comprises different phases. The exhaustive sampling of the binding site upon rigid-body approximation of the docking subunits is required. Clustering algorithms are used to group similar binding candidates. Refinement methods are applied to take into account flexibility of the molecular complex and to eliminate possible docking artefacts. Finally, scoring algorithms are employed to select the best binding candidates. The current thesis presents novel algorithms of docking protocols that facilitate structure prediction of protein complexes, which belong to one of the most important target classes in the structure-based drug design. First, DockTrina - a new algorithm to predict conformations of triangular protein trimers (i.e. trimers with pair-wise contacts between all three pairs of proteins) is presented. The method takes as input pair-wise contact predictions from a rigid-body docking program. It then scans and scores all possible combinations of pairs of monomers using a very fast root mean square deviation (RMSD) test. Being fast and efficient, DockTrina outperforms state-of-the-art computational methods dedicated to predict structure of protein oligomers on the collected benchmark of protein trimers. Second, RigidRMSD - a C++ library that in constant time computes RMSDs between molecular poses corresponding to rigid-body transformations is presented. The library is practically useful for clustering docking poses, resulting in ten times speed up compared to standard RMSD-based clustering algorithms. Third, KSENIA - a novel knowledge-based scoring function for protein-protein interactions is developed. The problem of scoring function reconstruction is formulated and solved as a convex optimization problem. As a result, KSENIA is a smooth function and, thus, is suitable for the gradient-base refinement of molecular structures. Remarkably, it is shown that native interfaces of protein complexes provide sufficient information to reconstruct a well-discriminative scoring function. Fourth, CARBON - a new algorithm for the rigid-body refinement of docking candidates is proposed. The rigid-body optimization problem is viewed as the calculation of quasi-static trajectories of rigid bodies influenced by the energy function. To circumvent the typical problem of incorrect stepsizes for rotation and translation movements of molecular complexes, the concept of controlled advancement is introduced. CARBON works well both in combination with a classical force-field and a knowledge-based scoring function. CARBON is also suitable for refinement of molecular complexes with moderate and large steric clashes between its subunits. Finally, a novel method to evaluate prediction capability of scoring functions is introduced. It allows to rigorously assess the performance of the scoring function of interest on benchmarks of molecular complexes. The method manipulates with the score distributions rather than with scores of particular conformations, which makes it advantageous compared to the standard hit-rate criteria. The methods described in the thesis are tested and validated on various protein-protein benchmarks. The implemented algorithms are successfully used in the CAPRI contest for structure prediction of protein-protein complexes. The developed methodology can be easily adapted to the recognition of other types of molecular interactions, involving ligands, polysaccharides, RNAs, etc. The C++ versions of the presented algorithms will be made available as SAMSON Elements for the SAMSON software platform at http://www.samson-connect.net or at http://nano-d.inrialpes.fr/software

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Benziane, Boubacar. "Contrôle de l' expression apicale du co-transporteur NKCC2 : rôle des interactions protéine-protéine." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066005.

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Burzicki, Grégory. "Synthèse de nouvelles oligopyridines potentielles mimes d’hélice alpha et perturbatrices des interactions protéine-protéine." Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN4068.

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Dans le cadre de l’obtention de nouvelles molécules entrant dans la catégorie des mimes de forme d’hélice alpha, nous avons mis au point une méthode générale de synthèse de nouvelles oligopyridines en utilisant des réactions de couplage itératives de type Suzuki-Miyaura via une stratégie régiosélective basée sur le concept du Garlanding. La première partie traite des notions de chimiothèque et de criblage. Nous abordons ainsi la notion d’espace chimique et l’exploration de nouveaux espaces en vue de la découverte de nouveaux médicaments. Notre programme de recherche se place dans ce contexte, et en particulier celui des interactions protéine-protéine et des molécules « BH3 » mimétiques capables d’interagir avec les protéines de la famille Bcl-2. La seconde partie décrit les travaux personnels concernant la synthèse de bi-, ter-, quater-, quinque- et sexipyridines diversement substituées, en particulier par des groupements méthyles et styryles. Les études théoriques de modélisation moléculaire de certains composés sont présentées dans cette partie ainsi que les premiers résultats biologiques obtenus. Une partie expérimentale décrit les modes opératoires et les caractéristiques physico-chimiques de tous les dérivés nouveaux synthétisés. Enfin, 265 références bibliographiques replacent cette étude dans son contexte chimique et biologique
In order to obtain new non-peptidic scaffolds as potential alpha helix mimetics, we developed a convergent and highly flexible synthesis of new oligopyridines variously substituted by using iterative Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions in a regioselective strategy named Garlanding. The first part presents chemical library and screening concepts. We focus on the chemical space concept and the exploration of new chemical spaces in order to discover new drugs. This is in this approach that our research program takes place, and particularly concerning protein-protein interactions and the “BH3” mimetics able to interact with the proteins of the Bcl-2 family. The second one describes the personal work of the author on the synthesis of bi-, ter-, quater-, quinque- and sexipyridines variously substituted, particularly by methyl or styryl groups. The molecular modelling studies and the first biological results of the compounds are presented in this part. Then experimental procedure and physico-chemical characteristics of all synthezised compounds are described. Finally, 265 bibliographical references replace this study in both its chemical and biological context

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Moine-Franel, Alexandra. "Cartographie des poches aux interfaces protéine-protéine et identification de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS634.pdf.

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Les interactions protéine-protéine (IPP) représentent une source importante de potentielle cibles thérapeutiques car elles jouent un rôle crucial dans de nombreux et divers processus biologiques, notamment dans le développement de pathologies. Bien que les IPP apparaissent comme des cibles thérapeutiques prometteuses, elles demeurent plus difficiles à étudier que les cibles thérapeutiques conventionnelles. En effet, les IPP connues sont caractérisées par des motifs structuraux particuliers qui limitent leur potentiel « druggable » c’est-à-dire leur capacité à lier et être modulées par une petite molécule médicamenteuse. Cependant, le nombre croissant d’identification de petites molécules modulant diverses IPP démontre qu’avec une méthodologie adaptée, elles peuvent représenter une classe de nouvelles cibles thérapeutiques originales et innovantes. L’objectif est donc de développer un protocole in silico aidant à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques impliquant des IPP en rationalisant les éléments clés qui conditionnent la « druggabilité » de leur interaction
Protein-protein interactions (PPIs) constitute a significant source of potential therapeutic targets because they play a crucial role in numerous and diverse biological processes, including the development of pathologies. While PPIs appear as promising therapeutic targets, they are more challenging to study than conventional therapeutic targets. Indeed, known PPIs are characterized by specific structural motifs that limit their ‘druggability’, meaning their ability to bind to and be modulated by a small drug molecule. However, the growing identification of small molecules modulating various PPIs demonstrates that, with an appropriate methodology, they can represent a class of novel and innovative therapeutic targets. The objective is, therefore, to develop an in silico protocol to aid in identifying new therapeutic targets involving PPIs by rationalizing the key elements that determine the ‘druggability’ of the interaction

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Loehr, Jérémy, and Jérémy Loehr. "Cartographie des complexes multiprotéiques humains suite à la modification ciblée du génome." Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27877.

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La purification par affinité couplée à l’analyse par spectrométrie de masse (AP-MS) est une méthode de choix pour l’étude des interactions protéines-protéines chez les cellules humaines. Par contre, cette technique est sensible aux perturbations causées par la surexpression ectopique des protéines cibles. Des effets anormaux, tels que la formation d’agrégats et la délocalisation des protéines cibles, peuvent mener à des conclusions erronées. Il est donc important de reproduire le plus précisément possible les niveaux physiologiques normaux des protéines à l’étude. Les travaux présentés dans ce mémoire décrivent le développement d’un système robuste et rapide couplant l’édition du génome et la protéomique permettant l’isolation de complexes protéiques natifs exprimés à des niveaux quasi physiologiques. L’approche a servie de tremplin afin d’atteindre l’objectif ultime qui est de caractériser les protéines exprimées à partir de leur contexte génomique naturel. À l’aide des outils d’édition génomique, nous avons introduit de façon ciblée au locus AAVS1 une cassette permettant l’expression de protéines d’intérêt étiquetées avec une séquence permettant la purification par affinité. Ainsi, nous avons purifié de nombreuses holoenzymes impliquées dans la réparation de l’ADN et la modification de la chromatine. Nous avons identifié de nouvelles sous-unités et interactions au sein de complexes déjà bien caractérisés et rapportons l’isolation de MCM8/9, soulignant ainsi l’efficacité et la robustesse de notre approche. La technique présentée dans ce mémoire améliore et simplifie l’exploration des interactions protéiques ainsi que l’étude de leur activité biochimique, structurelle et fonctionnelle.
La purification par affinité couplée à l’analyse par spectrométrie de masse (AP-MS) est une méthode de choix pour l’étude des interactions protéines-protéines chez les cellules humaines. Par contre, cette technique est sensible aux perturbations causées par la surexpression ectopique des protéines cibles. Des effets anormaux, tels que la formation d’agrégats et la délocalisation des protéines cibles, peuvent mener à des conclusions erronées. Il est donc important de reproduire le plus précisément possible les niveaux physiologiques normaux des protéines à l’étude. Les travaux présentés dans ce mémoire décrivent le développement d’un système robuste et rapide couplant l’édition du génome et la protéomique permettant l’isolation de complexes protéiques natifs exprimés à des niveaux quasi physiologiques. L’approche a servie de tremplin afin d’atteindre l’objectif ultime qui est de caractériser les protéines exprimées à partir de leur contexte génomique naturel. À l’aide des outils d’édition génomique, nous avons introduit de façon ciblée au locus AAVS1 une cassette permettant l’expression de protéines d’intérêt étiquetées avec une séquence permettant la purification par affinité. Ainsi, nous avons purifié de nombreuses holoenzymes impliquées dans la réparation de l’ADN et la modification de la chromatine. Nous avons identifié de nouvelles sous-unités et interactions au sein de complexes déjà bien caractérisés et rapportons l’isolation de MCM8/9, soulignant ainsi l’efficacité et la robustesse de notre approche. La technique présentée dans ce mémoire améliore et simplifie l’exploration des interactions protéiques ainsi que l’étude de leur activité biochimique, structurelle et fonctionnelle.
Conventional affinity purification followed by mass spectrometry (AP-MS) analysis is a broadly applicable method to decipher molecular interaction networks and infer protein function. However, it is sensitive to perturbations induced by ectopically overexpressed target proteins and does not reflect multilevel physiological regulation in response to diverse stimuli. Here, we developed an interface between genome editing and proteomics to isolate native protein complexes produced from their natural genomic contexts. We used CRISPR/Cas9 and ZFNs to insert cDNA of interest in the endogenous genomic safe harbor locus AAVS1 and purified several DNA repair and chromatin modifying holoenzymes to near homogeneity. We uncovered novel subunits and interactions amongst well-characterized complexes and report the isolation of MCM8/9, highlighting the efficiency and robustness of the approach. These methods improve and simplify both small and large-scale explorations of protein interactions, as well as the study of biochemical activities and structure-function relationships.
Conventional affinity purification followed by mass spectrometry (AP-MS) analysis is a broadly applicable method to decipher molecular interaction networks and infer protein function. However, it is sensitive to perturbations induced by ectopically overexpressed target proteins and does not reflect multilevel physiological regulation in response to diverse stimuli. Here, we developed an interface between genome editing and proteomics to isolate native protein complexes produced from their natural genomic contexts. We used CRISPR/Cas9 and ZFNs to insert cDNA of interest in the endogenous genomic safe harbor locus AAVS1 and purified several DNA repair and chromatin modifying holoenzymes to near homogeneity. We uncovered novel subunits and interactions amongst well-characterized complexes and report the isolation of MCM8/9, highlighting the efficiency and robustness of the approach. These methods improve and simplify both small and large-scale explorations of protein interactions, as well as the study of biochemical activities and structure-function relationships.

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Botella, Eric. "Interactions entre le pilus du système de sécrétion de type IV de Brucella suis et la cellule hôte." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20118.

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Les bactéries du genre Brucella sont des pathogènes intracellulaires facultatifs qui ont développé la capacité de survivre et de se répliquer dans des phagocytes professionnels et non professionnels. Le système de sécrétion de type IV (T4SS), VirB, est un facteur de virulence déterminant utilisé par Brucella. Il est probable qu’il délivre des protéines effectrices directement dans la cellule eucaryote, où ces molécules perturbent la biologie de la cellule. Les mutants VirB ont perdu la capacité de perturber le trafic des vésicules, essentielle à l’établissement de la niche de réplication intracellulaire de la bactérie. Les modèles structuraux suggèrent que la machinerie du T4SS est composée d’ATPases associées à la membrane interne, d’un pore transmembranaire putatif et d’un pilus exposé à la surface de la bactérie. Les mécanismes de l’interaction entre le T4SS et la cellule hôte ne sont pas connus, mais les composants du pilus sont les premiers candidats de cette interaction. Récemment, des protéines de plantes qui interagissent avec le pilus VirB d’Agrobacterium tumefaciens ont été identifiées. Nous avons utilisé les protéines VirB2 et VirB5 de B. Suis comme appâts pour cribler une banque d’ADNc de cellules HeLa pour identifier les « host interacting proteins » (HIPs). Trois HIPs interagissant avec VirB2 et une interagissant avec VirB5 ont été identifiées. Les trois Hips de VirB2 sont des protéines membranaires : CD98hc est une protéine de surface cellulaire qui agit comme récepteur de certains virus et module l’activité des intégrines, LZIP est un activateur transcriptionnel impliqué dans la réponse aux infections virales et MCL-1 est un facteur anti-apoptotique. La protéine Galectine-1 qui interagit avec VirB5 est une « lectin like ». Par microscopie confocale nous avons trouvé que la protéine CD98 est recrutée dès le début de l’infection autour des vacuoles qui contiennent la souche sauvage de B. Suis, mais non autour de celles qui renferment un mutant virB. De plus, nous avons montré en utilisant des cellules cd98hc-/- que CD98hc est impliqué dans l’internalisation de Brucella (indépendamment de VirB2) et de Listeria monocytogenes mais CD98hc n’a aucun effet sur l’entrée de Salmonella enteritica serovar Typhimurium
Bacteria of the genus Brucella are facultative intracellular pathogens which have developed the ability to survive and replicate in professional and non-professsional phagocytes. The VirB type IV secretion system (T4SS) is a key virulence determinant used by Brucella, thought to deliver effector proteins directly into eukaryotic host cells, where these molecules subvert host cell biology. VirB mutants have lost the ability to perturb vesicular trafficking essential for the establishment of the bacterium's intracellular replication niche. Structural models suggest that the T4SS machinery is composed of inner membrane associated ATPases, a putative pore structure spanning the envelope, and a pilus like appendage exposed on the bacterial surface. It is not known how the T4SS interacts with the host cell, however the components of the pilus are prime candidates. Recently, plant proteins that interact with the Agrobacterium VirB pilus have been identified. We used the B. Suis VirB2 and VirB5 proteins as baits to screen a Hela cell cDNA library to identify « host interacting proteins » (HIPs). Three HIPs interacting with VirB2 and one interacting with VirB5 were identified. The three VirB2 HIPs are membrane proteins; CD98hc is a cell surface protein that acts as a receptor for certain viruses and modulates integrins functions, LZIP is a transcriptional activator involved in the response to viral infections and MCL-1 is an anti-apoptotic factor. The protein Galectin-1 that interacts with VirB5 is a lectin like. With confocal microscopy, we find that CD98 is recruited to wild type, but not virB- Brucella containing phagosomes from the early stages of infection. Furthermore, we showed using cd98hc-/- cells that CD98hc is involved in Brucella (in a VirB2 independent manner) and Listeria monocytogenes internalization into the host cells but, it has no effect on Salmonella enteritica serovar Typhimurium entry

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Lafont, Virginie. "Analyse de la reconnaissance antigène-anticorps par modélisation moléculaire et mesures biophysiques en vue du développement de méthodes d'ingénierie rationnelle des protéines." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. http://www.theses.fr/2004STR13042.

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Brouard, Céline. "Inférence de réseaux d'interaction protéine-protéine par apprentissage statistique." Phd thesis, Université d'Evry-Val d'Essonne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845692.

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L'objectif de cette thèse est de développer des outils de prédiction d'interactions entre protéines qui puissent être appliqués en particulier chez l'homme, sur les protéines qui constituent un réseau avec la protéine CFTR. Cette protéine, lorsqu'elle est défectueuse, est impliquée dans la mucoviscidose. Le développement de méthodes de prédiction in silico peut s'avérer utile pour suggérer aux biologistes de nouvelles cibles d'interaction et pour mieux expliquer les fonctions des protéines présentes dans ce réseau. Nous proposons une nouvelle méthode pour le problème de la prédiction de liens dans un réseau. Afin de bénéficier de l'information des données non étiquetées, nous nous plaçons dans le cadre de l'apprentissage semi-supervisé. Nous abordons ce problème de prédiction comme une tâche d'apprentissage d'un noyau de sortie, appelée régression à noyau de sortie. Un noyau de sortie est supposé coder les proximités existantes entre les noeuds du graphe et l'objectif est d'approcher ce noyau à partir de descriptions appropriées en entrée. L'utilisation de l'astuce du noyau dans l'ensemble de sortie permet de réduire le problème d'apprentissage à partir de paires à un problème d'apprentissage d'une fonction d'une seule variable à valeurs dans un espace de Hilbert. En choisissant les fonctions candidates pour la régression dans un espace de Hilbert à noyau reproduisant à valeur opérateur, nous développons, comme dans le cas de fonctions à valeurs scalaires, des outils de régularisation. Nous établissons en particulier des théorèmes de représentation dans le cas supervisé et dans le cas semi-supervisé, que nous utilisons ensuite pour définir de nouveaux modèles de régression pour différentes fonctions de coût, appelés IOKR-ridge et IOKR-margin. Nous avons d'abord testé l'approche développée sur des données artificielles, des problèmes test ainsi que sur un réseau d'interaction protéine-protéine chez la levure S. Cerevisiae et obtenu de très bons résultats. Puis nous l'avons appliquée à la prédiction d'interactions entre protéines dans le cas d'un réseau construit autour de la protéine CFTR.

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Laudet, Béatrice. "Stratégies pour inhiber une interaction protéine-protéine de haute affinité : l'exemple de la protéine kinase CK2." Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10172.

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Les nombreux arguments qui plaident en faveur du potentiel oncogénique de la protéine kinase CK2 en font une cible thérapeutique prometteuse en cancérologie. Cette protéine kinase se présente sous la forme d'un complexe de deux sous-unités catalytiques CK2α constitutivement actives et d'un dimère de sous-unités régulatrices CK2ß. Notre laboratoire a montré que l'interaction dynamique entre ces sous-unités dans la cellule est une composante essentielle dans la régulation de cette enzyme. Pour mieux comprendre cette régulation dans les processus cellulaires normaux et pathologiques, il apparaît nécessaire de développer des molécules capables de perturber cette interaction protéine-protéine. Pour cela, trois stratégies complémentaires ont été utilisées : 1) caractérisation des « hot spots » de l'interaction CK2α- CK2ß à partir de la structure cristallographique du tétramère ; 2) conception rationnelle du premier ligand antagoniste de cette interaction sous la forme d'un peptide cyclique mimétique (IC50 = 3 μM) ; 3) définition à partir de ce peptide d'un pharmacophore utilisable pour identifier des molécules chimiques analogues par une approche de criblage virtuel. Un cluster de molécules inhibitrices actives in vitro et in vivo a ainsi été identifié. Elles représentent les premiers inhibiteurs chimiques de cette interaction
Many arguments in favour of oncogenic potential of CK2 protein kinase make it a promising therapeutic target in oncology. This protein kinase is composed of a tetrameric complex of two catalytic subunits CK2a constitutively active and a dimmer of two regulatory subunits CK2b. Our laboratory showed that dynamic interaction between these two subunits in cell is an essential component for this enzyme regulation. For better understanding this regulation in normal and pathologic processes, it seems necessary to develop compounds able to perturb this proteinprotein interaction. In this respect, three complementary strategies were used: 1) hot spots characterization for CK2a-CK2b interaction based on tetramer crystal structure. 2) rational conception of the first antagonist of this interaction as a mimetic cyclic peptide (IC50 = 3 mM). 3) pharmacophore definition based on this peptide allowing to identify chemical molecules analogs by virtual screening. A cluster of chemical compounds active as well in vitro as in vivo has been identified. They represent the first inhibitors for this interaction

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Meyer, Sandra. "Caractérisation des domaines N-terminal et de liaison à l'ADN du récepteur des androgènes par des approches biophysiques." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAJ091/document.

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Cette thèse se situe à l’interface entre la biologie et la biophysique. Les méthodologies utilisées recouvrent principalement la résonance magnétique nucléaire (RMN), la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), le dichroïsme circulaire (CD) et la spectroscopie de fluorescence. Une première partie vise à étudier le domaine de liaison à l’ADN (DBD) du récepteur des androgènes (AR) et les déterminants de l’interaction avec l’ADN. Une mutation faux-sens dans le DBD altère la spécificité de reconnaissance de l’ADN du récepteur bien que la structure tridimensionnelle soit identique au DBD sauvage. Les résultats montrent un changement dans la dynamique du récepteur mutant entrainant une déstabilisation de l’homo-dimère.La seconde partie de ma thèse consiste à établir un lien séquence/fonction au niveau du domaine N terminal (NTD) de AR. D’après la littérature, cette région joue un rôle important pour l’activité du récepteur, et elle est également décrite comme étant intrinsèquement désordonnée. Les résultats révèlent que cette région établit des contacts transitoires avec le DBD. Ceci suggère l’existence d'un couplage allostérique entre le DBD et les résidus adjacents sur le NTD.Ce couplage modifie l'ensemble conformationnel accessible au NTD en favorisant une conformation en hélice-α
My PhD project is at the boundary between biology and biophysic. Methods used include nuclear magnetic resonance (NMR), small ange X-ray scattering (SAXS), circular dichroïsm (CD) and fluorescence spectroscopy. The androgen receptor (AR) DNA binding domain (DBD) and its interaction with DNA was studied in a first part. A mutation in the DBD leads to a modified DNA recognition by the mutant compared to the wild-type. Our results indicate changes in dynamic of the mutant receptor that leads to the homodimer destabilisation.The second part of my project aim to establish a link between sequence and function of the AR N terminal domain (NTD).As described in literature, this region is involved in the activity of the receptor and is also an intrinsically disordered protein (IDP). The results obtained during my thesis indicate that this region is involved in transient contact with the DBD. This suggest an allosteric coupling between the DBD and the neighboring residues on the NTD.This coupling modifies the conformational ensemble accessible to the NTD by stabilizing a α-helix conformation

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Marois-Blanchet, François-Christophe. "Le rôle de la régulation transcriptionnelle dans l'évolution des réseaux d'interaction protéine-protéine." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28445/28445.pdf.

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L’évolution par la duplication de gènes est maintenant reconnue comme un des mécanismes les plus importants dans l’évolution et plusieurs évidences ont été retrouvées dans le génome des organismes. Ce qui est moins connu, et plus débattu, est l’implication respective de la divergence de la régulation transcriptionnelle et de la divergence de la séquence codante dans l’évolution phénotypique. Nous avons établi une méthode nous permettant d’évaluer le rôle de la régulation transcriptionnelle dans la divergence des interactions protéine-protéine sur les gènes dupliqués chez l’organisme Saccharomyces cerevisiae. Nos résultats démontrent que cette méthode peut être utilisée pour vérifier si la différence d’interactions protéine-protéine peut être expliquée par la divergence de la régulation transcriptionnelle ou par la divergence de séquence codante. Nous avons identifié des cas où la divergence de régulation transcriptionnelle joue un rôle important, un rôle mineur ou aucun rôle dans la divergence des interactions protéine-protéine. La méthode développée peut être transposée à grande échelle, ce qui pourrait faire de la lumière sur l’importance de la régulation transcriptionnelle durant l’évolution.
Evolution by gene duplication is considered one of the most important mechanisms of evolutionary innovation. What is less known and highly debated is the relative role of the divergence of transcriptional regulation and the divergence of protein coding sequence in the evolution of molecular networks. We developed a method aimed at evaluating the role of transcriptional regulation in the divergence of protein-protein interactions among duplicated genes in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. Our results demonstrate that our approach can be used effectively to test if divergence of protein-protein interaction profiles can be explained by the divergence of transcriptional regulation or the divergence of coding sequences. We found evidence supporting different scenarios, whereby expression regulation has a large effect, no effect or little effect on protein-protein interaction profiles of paralogous proteins. Our method can be brought to large scale and help elucidate the importance of gene transcriptional regulation in evolution of complex cellular networks.

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Goffard, Nicolas. "Interactions protéiques et évolution : approches bioinformatiques." Bordeaux 2, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR21141.

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La connaissance des interactions entre protéines est indispensable à la compréhension du fonctionnement de la cellule. Ce travail porte sur l'étude des relations entre les interactions protéine-protéine et l'évolution moléculaire des protéines. Nous avons étudié la conservation et la co-évolution des protéines impliquées dans les interactions chez différentes espèces de levures hémiascomycètes. Puis, nous nous sommes intéressés au lien qui existe entre la composition modulaire des protéines et les interactions. Enfin, nous avons appliqué une nouvelle stratégie d'intégration de données à l'analyse des complexes multiprotéiques. Nos résultats montrent qu'il existe une variété de mécanismes complexes dont l'élucidation nécessite à la fois des données de qualité en quantité importante et la mise au point de nouvelles approches in silico permettant l'intégration d'informations hétérogènes
The knowledge of protein interactions is essential to understand cell functions. This work concerns the study of relationship between protein interactions and molecular evolution. We first studied conservation and co-evolution of proteins involved in interactions for various hemiascomycete yeasts. Then, we were interested by the link between modular composition of proteins and interactions. At last, we applied a new strategy for the integration of data to multiprotein complexes. Our results show that there is a variety of complex mechanisms whose elucidation requires at the same time quality data in large quantity and development of in silico approaches allowing the integration of heterogeneous information

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Shinada, Nicolas. "Détection, caractérisation et comparaison des interactions protéine - ligand." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2019. http://www.theses.fr/2019USPCC090.

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Appréhender le mécanisme fin de la liaison d’un ligand sur sa protéine est un enjeu majeur de l’industrie pharmaceutique. L’objectif principale de cette thèse est d’améliorer la compréhension de ce mécanisme par l’étude des interactions moléculaires. A cette fin, une méthode de détection de contacts à grande échelle fut mise en place. Les premiers chapitres illustrent les différents types d’interaction recensés dans la littérature ainsi que les outils qui ont été développés au cours de cette thèse pour en permettre l’analyse. A l’aide des contacts générés par notre méthode, une analyse exhaustive a été réalisée sur un ensemble de complexe protéine - ligand caractérisant l’environnement d’interaction des atomes halogènes. Les résultats obtenus mettent en avant la complexité de la description des interactions dans un contexte protéine - ligand. Une analyse structurale des modes de liaison des ligands issus de la PDB a été effectuée pour évaluer de manière quantitative cette diversité. Un travail spécifique sur ka redondance importante des représentations de complexes protéine - ligand a été effectué amenant une stratégie innovante dédiée aux complexes protéine - ligand. L’interaction et la fonction d’une protéine étant très étroitement liée à sa structure, le comportement dynamique des structures hélicoïdales dans les protéines a été étudiée. L’utilisation d’une méthode de regroupement met en évidence une stabilité jusque-là peu soupçonnée des hélices les plus rares
Apprehending the binding mechanism in a protein – ligand complex is a major goal in pharmaceutical industry. The objective of this thesis was to improve the understanding of this mechanism through molecular interactions study. Consequently, a large-scale contact detection protocol was designed to achieve this goal. The first chapters highlight known interaction types observed in the literature and the resulting tools that were developed during this thesis. Using our dataset of intermolecular contacts, a comprehensive analysis underlines the intricacy of describing interaction patterns of halogen atoms in the protein-ligand context. Then, a structural comparison of ligand binding modes quantitatively assesses its diversity on the entire PDB dataset. Finally, protein function and interaction mechanism are strongly related to its structure. Using a clustering approach, dynamic behavior of helix structures was highlighted through transitional patterns and unsuspected stable conformations for rare helices

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Florescu, Ana-Maria. "Modélisation de l'ADN et des interactions ADN-protéine." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENY054.

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La première partie de ma thèse porte sur la modélisation de la dénaturation de l'ADN. J'ai tout d'abord utilisé le modèle statistique de Poland-Scheraga pour montrer que, lors de l'électrophorèse 2D, on peut prédire les positions finales des fragments avec une précision meilleure que l'incertitude expérimentale. J'ai ensuite amélioré un modèle dynamique développé dans l'équipe en variant ses paramètres pour obtenir un meilleur accord avec des résultats expérimentaux nouveaux, tels la dénaturation mécanique, l'évolution de la température critique avec la longueur de la séquence, et la résolution en température. Dans la seconde partie de ce travail, je propose un modèle qui décrit les interactions non-spécifiques entre l'ADN et les protéines. Ce modèle est basé sur une description "billes et ressorts" déjà existante de l'ADN, qui inclut des interactions d'élongation, de pliage et électrostatiques, alors que je décris les interactions entre l'ADN et la protéine par des énergies électrostatiques et de volume exclu. Pour la protéine, j'ai tout d'abord considéré une simple bille, puis un réseau de treize billes interconnectées. J'ai étudié la dynamique de ce modèle en utilisant un algorithme de dynamique brownienne qui tient compte des interactions hydrodynamiques et montré qu'il donne des résultats en bon accord avec les expériences. J'ai par exemple observé que la protéine visite bien les différents sites de l'ADN par une succession de diffusion 3D et de glissement 1D le long de l'ADN. J'ai également montré que ce processus, appelé facilitated diffusion, ne peut pas accélérer beaucoup la vitesse de recherche de la protéine, contrairement à ce qui est parfois soutenu
The first part of my thesis deals with the modelling of DNA denaturation. I first used a statistical model (Poland-Scheraga) to show that one can predict the final positions of the fragments during 2D electrophoresis assays with a precision greater than experimental uncertainties. Then, I improved a dynamical model developed in our group by showing how its parameters can be varied to get predictions in better agreement with experimental results that were not addressed until now, like mechanical unzipping, the evolution of the critical temperature with sequence length, and temperature resolution. In the second part of my thesis I present a dynamical model for non-specific DNA-protein interactions. This model is based on a previously developed “bead-spring” model for DNA with elastic, bending and electrostatic interactions, while I chose to model protein-DNA interactions through electrostatic and excluded-volume forces. For the protein, I used two simple coarse-grained models: I first described the protein as a single bead and then improved this description by using a set of thirteen interconnected beads. I studied the properties of this model using a Brownian dynamics algorithm that takes hydrodynamic interactions into account, and obtained results that essentially agree with experiments. For example, I showed that the protein samples DNA by a combination of 3D diffusion in the buffer and 1D sliding along the DNA chain. I have also showed that this process, which is known as facilitated diffusion, cannot accelerate DNA sampling by proteins as much as it is sometimes believed to do

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Cisneros, Caballero Angel Fernando, and Caballero Angel Fernando Cisneros. "The role of structural pleiotropy in the retention of protein complexes after gene duplication." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37529.

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La duplication de gènes est l’un des plus importants mécanismes évolutifs pour la génération de diversité fonctionelle. Lorsqu’un gène est dupliqué, la nouvelle copie partage toutes ses fonctions avec la copie ancestrale car elles encodent pour des protéines identiques. Donc, les deux protéines, appelées paralogues, auront le même réseau d’interactions physiques protéine-protéine. Cependant, dans le cas de la duplication des gènes qui codent des protéines qui interagissent avec elles-mêmes (homomères), la nouvelle protéine interagira aussi avec la copie ancestrale, ce qui introduit une nouvelle interaction (heteromère) (Kaltenegger and Ober, 2015; Pereira-Leal et al., 2007). Puisque ces interactions peuvent avoir des différents motifs de rétention et de fonction (Ashenberg et al., 2011; Baker et al., 2013; Boncoeur et al., 2012; Bridgham et al., 2008), il est important de mieux comprendre comment ces états sont atteints et quelles forces évolutives les favorisent. Dans ce memoire, je cible ces questions avec des simulations in silico de l’évolution des protéines suite à la duplication de gènes en travaillant avec des structures crystallographiques de haute qualité, provenant de la Protein Data Bank (Berman et al., 2000; Dey et al., 2018). Les simulations montrent que les sous-unités et interfaces partagées entraînent une forte corrélation entre les trajectoires évolutives de ces complexes. Ainsi, les simulations prédisent que la préservation de seulement les deux homomères ou seulement l’hétéromère ne devrait pas être fréquente. Toutefois, la simulation qui applique la sélection seulement sur un homomère montre que l’homomère neutre est destabilisé plus rapidement que l’hétéromère neutre. Nous avons comparé ces prédictions avec des résultats expérimentaux du réseau d’interactions protéine-protéine de la levure. Comme suggéré par les simulations, les patrons d’interactions les plus fréquents ont été la formation des trois complexes (deux homomères et un hétéromère) ou la formation de seulement un homomère. Les patrons correspondants à deux homomères sans hétéromères ou un hétéromère sans homomères sont rares. Nos résultats démontrent l’extension de l’hétéromérisation entre paralogues dans le réseau d’interactions physiques protéine-protéine de la levure, les mécanismes sous-jacents et ses implications.
La duplication de gènes est l’un des plus importants mécanismes évolutifs pour la génération de diversité fonctionelle. Lorsqu’un gène est dupliqué, la nouvelle copie partage toutes ses fonctions avec la copie ancestrale car elles encodent pour des protéines identiques. Donc, les deux protéines, appelées paralogues, auront le même réseau d’interactions physiques protéine-protéine. Cependant, dans le cas de la duplication des gènes qui codent des protéines qui interagissent avec elles-mêmes (homomères), la nouvelle protéine interagira aussi avec la copie ancestrale, ce qui introduit une nouvelle interaction (heteromère) (Kaltenegger and Ober, 2015; Pereira-Leal et al., 2007). Puisque ces interactions peuvent avoir des différents motifs de rétention et de fonction (Ashenberg et al., 2011; Baker et al., 2013; Boncoeur et al., 2012; Bridgham et al., 2008), il est important de mieux comprendre comment ces états sont atteints et quelles forces évolutives les favorisent. Dans ce memoire, je cible ces questions avec des simulations in silico de l’évolution des protéines suite à la duplication de gènes en travaillant avec des structures crystallographiques de haute qualité, provenant de la Protein Data Bank (Berman et al., 2000; Dey et al., 2018). Les simulations montrent que les sous-unités et interfaces partagées entraînent une forte corrélation entre les trajectoires évolutives de ces complexes. Ainsi, les simulations prédisent que la préservation de seulement les deux homomères ou seulement l’hétéromère ne devrait pas être fréquente. Toutefois, la simulation qui applique la sélection seulement sur un homomère montre que l’homomère neutre est destabilisé plus rapidement que l’hétéromère neutre. Nous avons comparé ces prédictions avec des résultats expérimentaux du réseau d’interactions protéine-protéine de la levure. Comme suggéré par les simulations, les patrons d’interactions les plus fréquents ont été la formation des trois complexes (deux homomères et un hétéromère) ou la formation de seulement un homomère. Les patrons correspondants à deux homomères sans hétéromères ou un hétéromère sans homomères sont rares. Nos résultats démontrent l’extension de l’hétéromérisation entre paralogues dans le réseau d’interactions physiques protéine-protéine de la levure, les mécanismes sous-jacents et ses implications.
Gene duplication is one of the most important evolutionary mechanisms for the generation of functional diversity. When a gene is duplicated, the new copy shares all of the ancestral copy’s functions because they encode identical proteins. Therefore, the two proteins, called paralogs, will have the same protein-protein interaction network. However, in the case of the duplication of genes encoding proteins that self-interact (homomers), the new protein will also interact with the ancestral copy, introducing a novel interaction (heteromer) (Kaltenegger and Ober, 2015; Pereira-Leal et al., 2007). As these interactions can have different retention and functional patterns (Ashenberg et al., 2011; Baker et al., 2013; Boncoeur et al., 2012; Bridgham et al., 2008), it is important to understand better how these states are reached and what evolutionary forces favor each of them. In this thesis, I approach these questions by means of in silico simulations of protein evolution after gene duplication by working with high-quality crystal structures from the Protein Data Bank (Berman et al., 2000; Dey et al., 2018). The simulations show that the shared subunits and interfaces lead to these complexes having highly correlated evolutionary trajectories. Thus, the simulations predict that the preservation of only the two homomers or only the heteromer is not likely to happen often. Nevertheless, simulating evolution with selection on only one homomer shows that the neutral homomer is destabilized faster than the neutral heteromer. We compared these predictions against experimental results from the yeast protein-protein interaction network. As suggested by the simulations, the most abundant interaction patterns were either the formation of all three complexes (two homomers and one heteromer) or the formation of only one homomer, with motifs corresponding to two homomers without a heteromer or a heteromer without homomers being rare. Our results highlight the extent of heteromerization between paralogs in the yeast protein-protein interaction network, the underlying mechanisms, and its implications
Gene duplication is one of the most important evolutionary mechanisms for the generation of functional diversity. When a gene is duplicated, the new copy shares all of the ancestral copy’s functions because they encode identical proteins. Therefore, the two proteins, called paralogs, will have the same protein-protein interaction network. However, in the case of the duplication of genes encoding proteins that self-interact (homomers), the new protein will also interact with the ancestral copy, introducing a novel interaction (heteromer) (Kaltenegger and Ober, 2015; Pereira-Leal et al., 2007). As these interactions can have different retention and functional patterns (Ashenberg et al., 2011; Baker et al., 2013; Boncoeur et al., 2012; Bridgham et al., 2008), it is important to understand better how these states are reached and what evolutionary forces favor each of them. In this thesis, I approach these questions by means of in silico simulations of protein evolution after gene duplication by working with high-quality crystal structures from the Protein Data Bank (Berman et al., 2000; Dey et al., 2018). The simulations show that the shared subunits and interfaces lead to these complexes having highly correlated evolutionary trajectories. Thus, the simulations predict that the preservation of only the two homomers or only the heteromer is not likely to happen often. Nevertheless, simulating evolution with selection on only one homomer shows that the neutral homomer is destabilized faster than the neutral heteromer. We compared these predictions against experimental results from the yeast protein-protein interaction network. As suggested by the simulations, the most abundant interaction patterns were either the formation of all three complexes (two homomers and one heteromer) or the formation of only one homomer, with motifs corresponding to two homomers without a heteromer or a heteromer without homomers being rare. Our results highlight the extent of heteromerization between paralogs in the yeast protein-protein interaction network, the underlying mechanisms, and its implications

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Le, Drévo Marie-Anne. "L'Annexine A5 : une nouvelle protéine régulatrice du canal CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)." Brest, 2007. http://www.theses.fr/2007BRES3201.

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Le cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) est un canal chlorure cAMPdependant dont la fonction peut-être régulée par des interactions protéine-protéines. Cependant, on connaît encore mal l’étendue et l’importance de ces intéractions. Sachant que I’ annexine A5 (anxA5) est surexprimée dans la mucoviscidose et que l’anxA5 et le CFTR partagent certaines propriétés, nous avons émis l’hypothèse selon laquelle ces deux protéines interagissent physiquement et/ou fonctionnellement. Dans la première partie de cette thèse, nous montrons pour la première fois que l’anxA5 se lie au domaine NBD1 (nucleotide-binding domain 1) du CFTR et que cette interaction est renforcée en présence de Ca2+ et d’ATP. Nous montrons également que la diminution de l’expression de l’anxA5 est corrélée avec une diminution de la fonction du canal CFTR. Nous concluons donc que l’anxA5 est nécessaire au fonctionnement normal du CFTR. Dans une seconde partie, nos résultats indiquent que la surexpression de l’anxA5 permet de corriger partiellement le défaut d’expression du canal CFTR dans la membrane plasmique induit par la mutation ΔF508, la mutation la plus fréquente. De plus, nous montrons que l’augmentation de la concentration intracytosolique en Ca2+, induite par la thapsigargine, permet de potentialiser l’effet de I ‘anxA5. L’ensemble de ces résultats suggère que l’anxA5 peut être envisagée comme une cible thérapeutique potentielle
The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) functions as a cAMP-activated chloride channel which is regulated by protein-protein interactions. The extent to which CFTR is regulated by these interactions remains unknown. Annexin A5 (anxA5) is overexpressed in cystic fibrosis (CF) and given the functional properties of anxA5 and CFTR we considered whether they are associated and if so whether this has implications for CFTR function. In the first part of this thesis, we show for the first time that anxA5 is associated with nucleotide-binding domain 1 (NBD1) of CFTR and that this interaction is Ca2+ and ATP-dependent. The decreased anxA5 expression was correlated with a decreased CFTR chloride channel function. We concluded that anxA5 is necessary for normal CFTR chloride channel activity. In the second part of this thesis, our results indicated that the overexpression of anxA5 permitted to partially correct the ceIl surface expression defect of the misfolded ΔF508-CFTR, the most common mutation. Moreover, we show that the increase of intracytosolic Ca2+ concentration, induced by a thapsigargin treatment, allowed to increase the anxA5 effect. All these results suggest that anxA5 may be seen as a potential therapeutic target

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Granier, Sébastien. "Interaction des récepteurs de la vasopressine avec leurs partenaires intracellulaires : Approche peptido-mimétique, pharmacologique et protéomique." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20152.

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Chesneau, Alban. "Génération et utilisation d'un réseau d'interaction protéine/protéine : Exemple des protéines de remodelage de la chromatine chez C. elegans." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20029.

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Collin, Pierre. "Étude des interactions protéiques entre les formes d'épissage du gène UGT1A." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30073/30073.pdf.

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L’épissage alternatif en 3’ du gène UGT1A entraîne la production d’enzymes actives, les isoformes 1 (i1), et de protéines tronquées, les isoformes 2 (i2), qui ne possèdent pas de domaine transmembranaire (TMD) et d’activité de glucuronidation, mais plutôt des propriétés modulatrices sur l’activité enzymatique des i1 via des interactions protéiques. Nous croyons que les interactions i1-i2 impliquent plusieurs domaines d’interactions et qu’ils sont différents de ceux impliqués dans l’homo-oligomérisation des i1. Des expériences de co-immunoprécipitation démontrent que les isoformes i1 dépourvues du signal peptide +/- le TMD empêchent l’homo-oligomérisation sans affecter l’interaction i1-i2. De plus, la présence de complexes de hauts poids moléculaires observée par immunobuvardages en conditions non-réductrices démontre l’implication potentielle de ponts disulfures dans la formation des complexes i1-i2, et ce via plusieurs résidus cystéines. En somme, les résultats obtenus supportent que l’interaction i1-i2 implique plusieurs domaines protéiques et qu’ils diffèrent de ceux impliqués dans les complexes i1-i1.
Alternative splicing of UDP-glucuronosyltranferase UGT1A gene results in the production of enzyme, isoforms i1 and i2. Unlike the active i1 proteins, i2 are truncated proteins which lack the transmembrane domain and glucuronic acid transferase activity, but have an inhibitory effect on UGT1A activity likely through the formation of hetero-oligomers with i1. We believe that i1-i2 interaction involves binding of more than one domain. Our results showed that i1, in the presence or absence of the transmembrane domain, without the signal peptide did not self-interact but instead interacted with i2. In addition, high molecular weight complexes were observed by immunoblotting under non-reducing conditions. It demonstrates the involvement of disulfide bonds in the formation of i1-i2 complexes. In summary, these results support that i1-i2 interactions involve multiple protein domains and they differ from those involved in homo-oligomerization of i1.

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Rochette, Samuel. "Utilisation de pertubations environnementales et génétiques du réseau d'interactions protéine-protéine pour disséquer des processus cellulaires." Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25483.

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Les protéines sont les machines moléculaires permettant à la cellule d’accomplir des fonctions biologiques. Pour accomplir ces fonctions, les protéines interagissent souvent entre elles de manière réversible et régulable, ce qui permet à la cellule de s’adapter rapidement à un environnement souvent instable en modulant ces interactions. Par conséquent, l’étude de la dynamique des interactions protéine-protéine est essentielle pour comprendre comment les cellules s’adaptent à diverses perturbations. Les deux chapitres de ce mémoire illustrent respectivement le développement d’une méthode pour identifier et quantifier des modulations d’interactions protéine-protéine en réponse à des perturbations environnementales et comment ces interactions peuvent être utilisées pour disséquer le réseau de régulation d’une protéine phosphatase, la calcineurine, à l’aide de perturbations génétiques. Ensemble, ces deux chapitres illustrent comment l’utilisation d’approches de perturbation du réseau d’interactions protéine-protéine permet de disséquer des processus cellulaires complexes.
Proteins are the molecular machines allowing the cell to accomplish a myriad of biological functions. To do so, proteins physically interact with each other in a reversible and tunable way, providing the cell a mechanism to quickly adapt to a changing environment. Thus, studying the dynamics of protein-protein interactions is key in understanding how cells adapt to various perturbations. The chapters included in this thesis illustrate the development of a method to identify and quantify changes in protein-protein interactions in response to environmental perturbations and how protein-protein interactions can be used as reporters to dissect the regulatory network of a protein phosphatase, calcineurin, using a network perturbation approach. Together, these two chapters illustrate the utility of network perturbation approaches to dissect complex cellular processes.

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Le, Chevalier Isaad Alexandra. "Peptides modifiés avec des acides aminés non-naturels comme outils synthétiques pour étudier des interactions protéine-protéine." Cergy-Pontoise, 2008. http://www.theses.fr/2008CERG0367.

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Ce travail de thèse s’inscrit dans l’étude des interactions protéines-protéines, en particulier les interactions hormone-récepteur (hormone parathyroïde: hPTH) et antigène-anticorps (pour la Sclérose en Plaques: SEP). Des acides aminés non-naturels portant sur leur chaîne latérale une fonction alcyne ou azide ont été préparés et introduits dans des séquences peptidiques de la PTH-rP, conduisant ensuite par click chemistry à une bibliothèque de cyclopeptides contenant un noyau triazole. Leur étude conformationnelle a été effectuée pour comprendre les analogies existantes avec le modèle cyclopeptidique lactame. D’autre part, pour mieux comprendre le mécanisme moléculaire de la reconnaissance anticorpale de la SEP, 2 synthons acides aminés C-glucosylé et N-ribosylé ont été préparés, et introduits dans la structure ß-hairpin de CSF114, dont le laboratoire a démontré précédemment son rôle en tant que sonde N-glucosylée détectant les anticorps dans le sérum des patients affectés par la SEP
During this PhD thesis our attention was focused on protein-protein interactions, in particular on hormone-receptor (for the parathyroid hormone: hPTH) and antigen-antibody interactions (for Multiple Sclerosis: MS). Amino acids bearing on the side chain azide or alkynyl functions were synthesized and introduced in the PTH-rP peptide sequences, to generate via click chemistry a collection of cyclopeptides containing the triazolyl moiety. A conformational study of these cyclopeptides was performed to compare the collection to the parent lactam model. Moreover, to further investigate the molecular mechanism of an antibody-mediated MS, C-glucosylated and N-ribosilated amino acids were synthesized and introduced in the ß-hairpin structure of CSF114, that was demonstrated in our laboratory an efficient N-glucosylated probe detecting antibodies in the MS patients’ sera

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Shi, Xiaoli. "Etude de la spécificité des interactions protéine-protéine : application au complexe Alix-domaine SH3 des Src Kinases." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10024/document.

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Les domaines SH3 (Src Homology domain) représentent l'un des modules protéiques le plus largement répandu dans la nature. Ils participent à des interactions intra- et intermoléculaires avec d’autre partenaires au travers de la formation et de la dissociation de complexes multi-protéiques. Le gène nef du Virus d'Immunodéficience Humain (VIH-1) code pour la protéine nef, importante pour la réplication du virus et le développement optimal du SIDA (Syndrome d’Immunodéficience Acquise) chez les personnes infectées. De précédentes études ont mis en évidence que la protéine nef utilise un mode « tertiaire » d’interaction pour mettre en place une affinité et une sélectivité élevées envers les domaines SH3 des kinases de la famille Src (SFKs). Savoir si cette stratégie de reconnaissance tertiaire des domaines SH3 peut être retrouvée dans des protéines cellulaires humaines est donc une question importante pour évaluer le degré de spécificité de la protéine nef comme cible anti-HIV. Nous avons identifié Alix (ALG-2 [apoptosis-linked gene 2]-interacting protein X) comme protéine originale interagissant avec le domaine SH3 de la kinase de cellules Hématopoïétique (Hck). Alix possède une sélectivité comparable à nef envers les domaines SH3 de SFKs. Nous avons combiné une analyse biophysique et structurale, alliant des méthodes telles que la microcalorimetrie à titration isotherme(‘ITC’), la Résonance Plasmonique de Surface (‘SPR’), des méthodes in vitro dites de ‘GST pulldown’, l'interférométrie (‘NPOI’), la Résonance Magnétique Nucléaire (‘NMR’ - HSQC) et la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) pour explorer les caractéristiques définissant le mode d’interaction entre Alix et le domaine SH3 de la kinase Hck. Cette étude démontre que la protéine cellulaire Alix est unique, structurellement différente mais fonctionnellement semblable à nef
Src homology (SH) 3 domains is one of the most wide-spreaded protein modules found in nature. They mediate both inter- and intra-molecular protein-protein interactions (PPIs) through the formation and dissociation of multi-protein complexes. These SH3-mediated interactions are responsible for signal transduction, cytoskeleton organization and other cellular processes. The nef gene of Human immunodeficiency virus (HIV-1) encodes the HIV-1 Nef protein, which is important for optimal virus replication and development of AIDS (acquired immunize deficiency syndrome) in HIV-1 infected persons. Previous studies show that the HIV-1 Nef protein uses a “tertiary” binding mode to achieve high affinity and selectivity toward SH3 domains of Src-family kinases (SFKs). Whether this strategy of ‘tertiary’ binding mode of SH3 domains can be found in human cellular proteins, besides HIV-1 Nef, is an important question in the specificity of the HIV-1 Nef protein as an anti-HIV target. We identified Alix (ALG-2 [apoptosis-linked gene 2]-interacting protein X) as a novel protein interacting with Hemopoietic cell kinase (Hck) SH3 domain. Alix has similar selectivity towards SH3 domains of SFKs as the HIV-1 Nef. We have combined biophysical and structural biology analysis, including ITC (isothermal titration calorimetry), SPR (surface Plasmon resonance), GST (glutathione S-transferase) pull-down, interferometry, HSQC (heteronuclear single quantum coherence) and SAXS (small-angle X-ray scattering) to explore the characteristics of Alix-SH3 recognition mode. This study shows that Alix as a unique cellular protein, which is structurally different but functionally similar in recognizing HIV-1 Nef. The structural information of the Alix-Hck association facilitates the understanding of how Hck and Alix assist viral budding and cell surface receptor regulation

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