La structure des acides aminés

La structure des acides aminés

Structure et Organisation de la TSP1

L’analyse de la TSP1 purifiée par électrophorèse su gel de polyacrylamide sans agents réducteurs, montre une bande de poids moléculaire de 450 KDa, ce résultat a été confirmé par les techniques de sédimentation [28]. Son point isoélectrique varie entre 4 et 4.7 [29,30]. Chapitre II Thrombospondine 15 La grande taille de la TSP1, ainsi que la présence de plusieurs domaines, ont rendu l’étude de sa structure par RMN, Cristallographie par RX, insuffisante. En utilisant des fragments recombinants, des anticorps dirigés contre la protéine ciblée, l’analyse de la structure a pu être réalisée par Microscopie Electronique et Dynamique moléculaire. La TSP1 Humaine est synthétisée sous forme de précurseur de 1152 acides aminés [31]. Chaque monomère de TSP1 (150KDa) comprend un domaine globulaire N-Terminal qui fixe l’héparine et un domaine globulaire C-Terminal reliés par une longue séquence d’acides aminés comportant des séquences répétées, type I TSR I, type II TSR II ou EGF-like (Epidermal Growth factor) et type III ou Stalk (queue) TSR III. Le TSR II et TSR III ainsi que le domaine globulaire C-Terminal forment le domaine de signature qui est commun à toutes les TSP et présente une grande similitude de séquences entre elles. Cet homo-trimère a la capacité de s’associer à un grand nombre de molécules présentes dans le sang dans la matrice extracellulaire et sur la surface cellulaire [32]. L’assemblage des sous unités se fait par des ponts disulfures formés entre deux cystéines très proches [33,34]. Cet assemblage contribue à la formation de trois super-hélices

Les Ligands 

La TSP1 est capable d’interagir avec les trois iso-formes du TGFβ latent et les active. C’est la seule protéine de la famille des Thrombospondines capable d’activer le TGFβ [66]. Le TGFβ sa synthèse est ubiquitaire, sa régulation est complexe, son activité biologique est diverse, car il est impliqué pratiquement dans tous les grands processus physiopathologique (inflammation, cicatrisation, carcinogénèse, dégénérescence et sénescence) [67]. Le TGFβ1 a le pouvoir de s’autodétruire par l’intermédiaire de facteur de transcription AP1 [68]. Les TGFβ sont synthétisés par de nombreux types cellulaires dont les plaquettes, les macrophages, les fibroblastes, les cellules tumorales, sous forme d’un précurseur latent (L TGFβ) qui nécessitent une maturation pour devenir actif. Le TGFβ est composé de 390 à 414 acides aminés selon l’iso-forme, il est constitué d’un peptide signal de sécrétion de 29 acides aminés dans sa région amino-terminale, d’une région centrale appelée LAP (Latencyassociated-peptide) et de 29 acides aminés qui contient une séquence LSKL(Leucine-SerineLysine-Leucine) associée de manière covalente via une séquence VLAL (Valine-LeucineAlanine-Leucine )au peptide contenant le domaine actif du TGFβ [69], cette association maintient le TGFβ sous une forme latente. Ainsi qu’une région carboxyl-terminale constituant le TGFβ actif après maturation. Le LTGFβ peut être secrété soit sous forme d’un petit complexe latent (SLC) ou sous forme d’un large complexe latent LLC. Lorsque le LAP est associé de façon covalente au LTβP (latent TGFβ protéine). Les peptides LAP confèrent la latence du complexe, alors que le LTβP permet la fixation du TGFβ à la matrice extracellulaire et son stockage. Les changements de conformation du LLC ou du SLC sont induits soit par clivage protéolytique des LAPs, par différents protéases soit par interaction physique avec d’autres protéines telle que la Thrombospondine 1 ce qui entraine la libération de la forme mature activée du TGFβ. La TSP1 active aussi bien la grande et la petite forme du TGFβ latent [70]. Ce processus d’activation se déroule sur la surface de la cellule cible, à proximité immédiate des récepteurs. Chapitre II Thrombospondine 20 L’activation dépend du temps d’interaction et de la concentration de la thrombospondine, mais elle est indépendante de la température, elle peut être inhibée par des anticorps dirigés contre l’extrémité amino-terminale du peptide LAP (acide aminé 81-94) ou contre les séquences répétées type I (TSR1) ce qui laisse supposer que l’activation du TGFβ latent résulte d’un changement conformationnel du complexe LAP-TGFβ1 induit par l’association de la TSP1 à la protéine LAP [71]. Deux séquences localisée dans les séquences répétées de type 1 de la TSP, interviennent dans le processus d’activation du TGFβ latent : KRFK et WxxW, cette dernière riche en tryptophane se lie au motif VLAL du domaine actif. Cette interaction est nécessaire mais insuffisante pour l’activation du TGFβ latent la séquence KRFK, reconnaît la séquence LSKL du LAP, la séquence KRFK rompt la liaison LSKLKRFK du LAP déplaçant ce dernier du domaine mature facilitant son accès à son récepteur, induisant ainsi l’activation du TGFβ, cette séquence est absente dans la TSP2. Le peptide KRFK administré en période périnatale, restitue partiellement le phénotype anormal de la souris invalidée pour la TSP1 (Ko-TSP1) [66]. D’autres protéines sont capables d’activés le TGFβ latent (les MMPS (Matrix métalloprotéines et les intégrines) [72]. Le TGFβ mature déclenche un signal intracellulaire via une liaison entrainant une dimérisation de deux récepteurs spécifiques le TBRI et le TBRII ces deux récepteurs sont des serines et des thréonines kinase appartenant à la famille des récepteurs aux activines des « bone morphogénic protein receptors » [73,74]. Un troisième récepteur TBRIII permet de faciliter la présentation de la molécule à ces deux récepteurs, mais ne possède pas d’activité de signalisation intrinsèque. C’est le TBRI qui transmet le signal d’activation à une famille de facteurs de transcription spécifique les Smads [75] qui peuvent interagir avec d’autres signaux comme les kinases. Les smads une fois activés migrent dans le noyau ou ils se lient directement avec des séquences d’ADN spécifiques et stimulent la transcription du gène cible, sous l’influence de nombreuses interactions comme par exemple : les Kinases de type ERK et JNK ou les facteurs de transcription tels que le CREB, NFKB et le C-Jun. Il est dès lors compréhensible que l’effet du TGFβ ne se résume pas qu’a l’équation un ligand une réponse biologique. Le TGFβ se trouve doté de multiples étapes de régulation qui sont autant de modulation opérationnelle in vivo et des cibles thérapeutiques potentielles, pour ces raisons nous nous sommes intéressés à l’étude du KRFK, en dynamique moléculaire, pour essayer de mieux comprendre son rôle.

Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I Généralités sur les protéines
I Les acides aminés
I.1 La structure des acides aminés
I.2 La Classification des acides aminés
II Les peptides
II.1 La liaison Plane
II.1.1 Les angles de la chaine peptidique
II.1.2 Les angles de torsion
II.1.3 Les angles dièdre ω
II.1.3.1 Les angles dièdre φ
II.1.3.2 Les angles dièdre ψ
III Les protéines
III.1 Les structure des protéines
III.1.1 La structure primaire
III.1.2 La structure secondaire
III.1.2.1 Hélices α
III.1.2.2 Feuillet plissé β
III.1.3 La structure tertiaire
III.1.4 La structure quaternaire
Chapitre II Thrombospondine 1 TSP1
Introduction
I Structure et Organisation de la TSP1
I.1 Domaine N-Terminal
I.2 Domaine Pro-collagène
I.3 Facteur Von Willbrad type C
I.4 Séquences Répétées
I.4.1 Séquences Répétées type I (TSR1)
I.4.2 Séquences Répétées type II ( TSR 2)
I.4.3 Séquences Répétées type III ( TSR 3)
I.5 Domaine Carboxyl-terminal
II Partenaires de la TSP1
II.1 Les ligands
II.1.1 Protéine de la Matrice extra cellulaire
II.1.2 Protéase de la Matrice extra cellulaire
II.1.3 Facteur de croissance
II.2 Les Récepteurs
II.2.1 Les Intégrines
II.2.2 CD47 (Cluster de différentiation 4)
II.2.3 CD36 (Antigéne de différentiation Cellulaire)
II.2.4 Heparan sulfate protéoglycan HSPG
III Régulation de la TSP1
IV Fonction de la TSP1
Conclusion
Chapitre III Ethers Couronnes
Introduction
I Les Ethers couronnes
I.1 Structure des éthers couronnes
I.2. Classification des éthers couronnes
I.3. Nomenclature des éthers couronnes
I.3.1 La règle générale
I.3.1.1 des éthers couronnes qui ne possèdent pas de groupements se substituants
I.3.1.2 des éthers couronnes qui possèdent un cycle aromatique
II Facteurs influençant la stabilité des éthers couronnes
II.1 Nombre d’atomes d’oxygène
III Flexibilité des éthers couronnes
IV L’éther couronne 18C6
IV.1 Synthèse de l’éther couronne 18C6
V Ether couronne 15C5
VII Complexation des différentes espèces chimiques
VII.1 Complexation des cations
VII.2 Complexation des molécules organiques
VIII Les différents modes de complexation
VIII.1 Premier mode de complexation
VIII.2 Deuxième mode de complexation
VIII.3 Troisième mode de complexation
VIII.4 Quatrième mode de complexation
VIII.5 Cinquième mode de complexation
IX Les applications des éthers couronnes
IX.1 la solubilisation d’ions
IX.1.1 Désactivation des cations
IX.1.2 Activation d’anions
IX.2 Reconnaissance moléculaire pour les systèmes biologiques du vivant
Chapitre IV Méthodes de Calcul
Introduction
I Approche 1 : Dynamique Moléculaire Classique
Partie 1 : brin Peptidique KRFK
I.1 Principe de la dynamique moléculaire classique
I.2 Les intégrateurs de la dynamique moléculaire
I.2.1 L’algorithme de verlet
I.2.2 L’algorithme de leap frog
I.3 Les ensembles micro-canoniques
I.3.1 Contrôle de la temperature
I.3.1.1 Thermostat de Nosé-Hoover
I.3.1.2 Thermostat de Andersen
I.4 Les conditions périodiques
I.5 Principales échlles de temps rencontrées en dynamique moléculaire
I.6 Champ de forces
I.6.1 Paramétrisation du champ de force
I.6.2 Le champ de force du modèle polyatomique
I.7 Cartographie de charges
I.7.1 Charges de Mulliken
I.7.2 Charges Qeq
I.7 .2.1 Méthodes d’approximation de l’integrale de coulomb
I.7.2.1.a Approximation de Parise-Parr
I.7.2.1.b Approximation de Pople
I.7.2.1.c Approximation de Ono
I.7.2.1.c Approximation de Ono-Klopman
1.7.2.1.e Approximation de Dasgupta-Fujinaga
I.7.3 Les charges de Gasteiger
I.8 Modèle d’interaction eau-eau
I.8.1 Le modèle SPCE
I.8.2 Le modèle TIP4P
I.8.3 Le modèle AB4
I.9 Diagramme de la simulation de dynamique moléculaire
II Approche 2 : Dynamique Moléculaire Ab initio
II.1 Etude de dynamique moléculaire Ab Initio du brin peptidique
II.2 Etude de dynamique moléculaire Ab Initio de l’éther couronne
II.3 Principe de la dynamique moléculaire Ab initio
II.4 Dynamique moléculaire Car-Parrinello
Chapitre V Résultats et discussions
Partie 1 : brin peptidique KRFK
I Calcul des charges atomiques
I .1 Représentation des charges atomiques du brin peptidique et des atomes
d’oxygène dans l’eau
II Représentation des spectres Infrarouges
II.1 Spectre Infrarouge IR par calculs statiques
II.2 Spectre IR par calculs CPMD
II .3 Spectre de la densité vibrationnelle VDOS ab-initio
II.4 Spectre de la densité vibrationnelle VDOS de la trajectoire classique de
vitesse de la dynamique moléculaire
III Données structurales
Conclusion
Chapitre VI Résultats et discussions
Partie 2: Complexes 18C6 et 15C5
I Interprétation des spectres infrarouges
I.1 Bande A 1000-1400 cm-1
I.2 Bande B 900-1000 cm-1
I.3 Bande G 700-900 cm-1
II La densité vibrationnelle VDOS ab-initio
III Trajectoire des complexes
IV Energies de l’Hôte-invité
Conclusion
Annexe A
Annexe B
Annexe C
Annexe D
Références bibliographiques

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