Société Française de Bio-Informatique

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Université Paris 5 - UFR des Sciences Pharmaceutiques Ecole Doctorale Médicament Spécialité Modélisation Moléculaire

Analyse des systèmes tenase et prothrombinase par bioinformatique structurale : prédiction de complexes macromoléculaires et proposition d’agents anticoagulants

par Ludovic Autin

Résumé :

Les deux complexes macromoléculaires Tenase (cofacteur : Facteur VIIIa, enzyme : FIXa, substrat : FX) et Prothrombinase (cofacteur : FVa, enzyme : FXa, substrat : Prothrombine), sont les éléments pivots de la coagulation du sang. Ils constituent une cible de choix dans une perspective de développement de nouveaux traitements procoagulant ou anticoagulant. Ces complexes reposent sur des interactions protéine-protéine et protéine-membrane dont la nature moléculaire reste encore peu connue. La bioinformatique, dont le rapport temps/coût/qualité est évident, nous permet de mieux comprendre ces interactions mises en jeux en étudiant la relation séquence-structure-fonction. Une des méthodes les plus prometteuses en découlant est le « docking » qui est défini comme suit : étant données les coordonnées atomiques de deux molécules, il faut prédire le mode de liaison « correcte » ou la meilleure interface structurale formée. Cette approche par docking nous a permis, à partir des modèles 3D construits et au terme de plusieurs simulations entre les cofacteurs et les enzymes (FVIIIa-FIXa et FVa-FXa), de générer plusieurs milliers de complexes. Par le biais de filtres successifs, utilisant les données expérimentales (issues de la littérature ou de collaborations), nous avons sélectionné 10 complexes FVIIIa-FIXa différents et un seul modèle de l’interface FVa-FXa tous en accord avec les données expérimentales. Nous avons aussi positionné les substrats (FX et Prothrombine) dans les complexes Tenase et Prothrombinase par docking théorique et simulation Monte Carlo du peptide d’activation. Ces modèles, outre de mieux comprendre le rôle de ces complexes dans la coagulation, ouvrent la porte à de futures expérimentations (mutagenèse, formation de liaisons covalentes, dichroïsme circulaire, …) clarifiant certains points restés ambigus, et à de futurs études de criblage virtuel capable d’identifier de nouvelles molécules potentiellement actives (inhibiteur d’interface protéine-protéine).

Jury :

Dr. Bruno VilloutreixDirecteur de la thèse
Pr. Catherine EtchebestRapporteur
Dr. Chantal PrevostRapporteur
Pr. Martine AiachExaminateur
Pr. Björn DahlbäckExaminateur