| TITRE | ETUDE DE LA STRUCTURE DE LA PROTEINE β-CATENINE ET DE SON INTERACTION AVEC LA PROTEINE β-TRCP PAR RMN ET MODELISATION MOLECULAIRE |
| TITLE | NMR AND MOLECULAR MODELING STUDIES ON THE STRUCTURE OF THE β-CATENIN PROTEIN AND ITS INTERACTION WITH THE β-TRCP PROTEIN. |
| AUTEUR | Simon MEGY |
| UNIVERSITE | Université Paris XI |
| DATE | 18 Octobre 2005 |
| LABORATOIRE | Laboratoire de Chimie et Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques |
| DIRECTION DE THESE | Jean-Pierre GIRAULT |
| PARRAINAGE | François PENIN |
La β-Caténine est une des nombreuses protéines dégradées par le système ubiquitine-protéasome. Les modalités de sa dégradation incluent une étape d'interaction avec une nouvelle ubiquitine ligase de classe E3, la β-TrCP, récemment identifiée par l'équipe de Richard Benarous, en collaboration avec laquelle cette thèse a été réalisée.
L’étude RMN réalisée au cours de cette thèse concerne en particulier l'interaction d'un fragment de la protéine β-Caténine avec la protéine β-TrCP que nous avons surexprimée et purifiée. Cette interaction est nécessaire à l'ubiquitination puis à la dégradation de la β-Caténine, qui pour cela doit nécessairement être doublement phosphorylée sur les 2 résidus Sérine de son motif conservé DpSGXXpS. Récemment, la non-dégradation de cette protéine a été identifiée comme à l'origine de nombreux cancers humains. Mieux comprendre cette étape pourrait à terme permettre d'élaborer de nouveaux agents anti-tumoraux ciblant l’interaction β-TrCP / β-Caténine.
Dans un premier temps, l'étude de peptides libres phosphorylés ou non sur le motif DpSGXXpS de la β-Caténine a permis d'évaluer l'influence de la phosphorylation sur la conformation des peptides.
Par la suite, l'étude par STD de l'interaction β-TrCP / β-Caténine phosphorylée a révélé l'importance prépondérante des résidus du motif conservé DpSGXXpS de la b-Caténine. En outre, il a également été mis en avant le rôle spécifique d'une région hydrophobe située en amont de ce motif et comprenant en particulier les résidus His24 et Trp25. Les études de modélisation moléculaire ont également permis d'identifier la structure du fragment de la β-Caténine lié à la protéine β-TrCP. Ceci a permis de proposer une relation entre la structure liée de ce peptide et son activité.
Enfin, une étude complémentaire portant sur l'interaction de la b-Caténine avec son anticorps monoclonal spécifique a suggéré l'importance spécifique des résidus DpSG pour l'interaction avec la β-TrCP, ainsi que le rôle additionnel des résidus hydrophobes en amont.
?-Catenin is one of the many proteins degraded by the ubiquitine-protéasome pathway. Its degradation process includes a step of interaction with a new E3 ubiquitin ligase protein called β-TrCP, which was recently discovered by Richard Benarous and his team.
This study deals with the interaction between a β-Catenin fragment and the β-TrCP protein that we expressed and purified. This interaction step is necessary for the degradation of β-Catenin, which has to be doubly phosphorylated on the 2 Serine residues of its conserved DpSGXXpS sequence. Recently, failure of this degradation process has been demonstrated to be involved in several human cancers. A better understanding of this critical step could lead to the discovery of new potential drugs targeting the b-TrCP / b-Catenin interaction.
First, the study by NMR of the free peptides from β-Catenin allowed us to evaluate the influence of the phosphorylation on the conformation of the peptides.
Then, the study by STD of the interaction between β-TrCP and the phosphorylated β-Catenin evidenced the major importance of the residues located within the conserved DpSGXXpS motif of the β-Catenin, as well as the specific role of a hydrophobic region located a few residues before this motif. The molecular modeling studies also allowed us to identify the structure of the bound fragment of β-Catenin interacting with the β-TrCP protein.
Finally, a complementary study on the interaction between the same β-Catenin fragment and its specific monoclonal antibody confirmed these results and evidenced the specific importance of the same residues for the interaction with ?-TrCP.
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