A1263203655xtVBQ

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Étude In Silico dELPs mise en évidence de la
relation structure/activation de lEBP.
Stéphanie BAUD, Nicolas BELLOY Manuel
DAUCHEZ Laboratoire SirMa CNRS UMR 6237 Medyc
IFR 53 Biomolécules Université de
Reims-Champagne-Ardenne
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Quelques définitions
Protéine (Protos premier) Macromolécule
constituée par une ou plusieurs chaînes dacides
aminés. Les différentes protéines ont toutes des
fonctions différentes et très spécifiques elles
peuvent fabriquer (les cheveux, les ongles),
digérer (enzymes de l'estomac), détoxifier les
poisons ou aider à combattre les maladies.
Acide aminé Les acides aminés sont constitués
d'azote, de carbone, d'hydrogène et d'oxygène.
Certains contiennent également du soufre et du
phosphore. Il existe 20 acides amines differents.
Chaque acide amine comporte une foncion amine
(NH2), une fonction acide (COOH), ainsi quune
chaine laterale attachee au carbonne alpha.
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Structure des Protéines
Structure primaire Succession linéaire des
acides aminés (ou résidus) constituant la protéine
Structure secondaire Décrit le repliement local
de la chaîne principale d'une protéine.
Structure tertiaire Repliement de la chaîne
polypeptidique dans l'espace. (structure 3D). La
structure 3D d'une protéine est intimement liée à
sa fonction.
Structure quarternaire arrangement of multiple
folded protein molecules in a multi-subunit
complex.
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Structure des Protéines
Diagramme de Ramachandran
http//www.lbpa.ens-cachan.fr/bentley/structure.ht
m
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Elastine et Matrice Extracellulaire (MEC)
La MEC est lensemble des macromolécules
extracellulaires du tissu conjonctif. ?soutien
structural, adhérence, mouvement et régulation
de la cellule.
Dégradation de lélastine libération de
peptides délastine à activité biologique.
?Implication dans des pathologies.
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Position de la problématique
Tester la stabilité du complexe VGAPGVEBP en
utilisant la dynamique moléculaire.
Considérer une large gamme de peptides, et tenter
de lier leur structure intrinsèque à leur
activité.
Peptide VGVAPG docké sur l EBP.
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Choix des peptides.
PGAIPG
GVAPGV VAPGVG APGVGV PGVGVA GVGVAP
Permutation circulaire
ELASTINE
VGVAPG
LAMININE
LGTIPG
Au total, 10 hexapeptides sont considérés au
cours de cette étude.
FIBRILLINE 1
EGFEPG
GALECTINE 3
PGAYPG
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Les simulations de Dynamique Moléculaire
Contributions liantes
Contributions non liantes
ENERGIE POTENTIELLE
http//cmm.cit.nih.gov/modeling/guide_documents/mo
lecular_mechanics_document.html
9
Les simulations de Dynamique Moléculaire
La dynamique moléculaire étude de la
trajectoire d'une molécule en appliquant les lois
de la mécanique classique newtonienne simuler
les mouvements atomiques au cours du temps.
Contrôle de la température
Énergie Potentielle
Énergie cinétique ? vitesses
Positions
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Mise en place des simulations

• GROMACS MD Simulation Package
• Simulations NPT (T300 K)
• Boites périodiques
• 40Å?40Å?40Å
• Molécules deau traitées explicitement

Configuration de départ de LGTIPG, PGAIPG et
VGVAPG. ?6500 atomes
Simulations dune durée de 200ns chacune.
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Exemples de trajectoires
EGFEPG
PGAIPG
APGVGV
12
Analyse de la longueur des peptides
13
Distributions des longueurs des peptides
Il semble difficile de départager clairement deux
ou trois groupes de peptides.
14
Analyse des coudes b
Les deux peptides actifs ne semblent pas être les
plus flexibles.
15
Analyse des coudes b
coude type coude type
APGVGV 28.4 II IV PGAIPG 34.5 IV
APGVGV 33.5 IV PGAIPG 25.7 IV VIII
APGVGV 40.7 IV PGAIPG 0.0 -
EGFEPG 9.7 IV PGAYPG 24.9 IV
EGFEPG 4.0 IV VIII PGAYPG 26.9 IV VIII
EGFEPG 0.0 - PGAYPG 0.0 -
GVAPGV 9.7 IV VIII PGVGVA 23.3 IV
GVAPGV 0.0 - PGVGVA 26.1 IV
GVAPGV 24.9 II IV PGVGVA 15.2 IV
GVGVAP 27.2 IV VAPGVG 0.0 -
GVGVAP 14.3 IV VAPGVG 32.7 II IV
GVGVAP 8.6 IV VIII VAPGVG 29.7 IV
LGTIPG 51.5 IV VGVAPG 20.1 IV
LGTIPG 16.2 IV VIII VGVAPG 10.3 IV VIII
LGTIPG 0.0 - VGVAPG 0.0 -
16
Analyse des coudes b
Un peptide est actif si ? Il nest pas trop
flexible ( possibilité de former 3 coudes b) ?
Sa séquence lui permet de former un coude b entre
le premier et le quatrième résidu. ? Sa
séquence lui permet de former un coude b de type
VIII en deuxième (première) position. ? Motif
GXXP
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Découpage des trajectoires Familles de
structures
Regroupement sur la base des positions des Ca.
Sequence de clusters
APGVGV 26
EGFEPG 10
GVAPGV 11
GVGVAP 23
LGTIPG 10
PGAIPG 12
PGAYPG 11
PGVGVA 30
VAPGVG 13
VGVAPG 13
18
Comparaison avec VGVAPG docké
19
Comparaison avec VGVAPG docké
Séparation marquée des familles .
20
Conclusions
Mise en évidence dun lien entre structure
intrinsèque du peptide et activité induite sur
lEBP Le peptide ne doit pas être trop
flexible. La présence dun coude b en première
position semble nécessaire et limportance du
motif GXXP est soulignée.

• Perspectives
• Validations de nos hypothèses via des expériences
  de docking et de dynamique moléculaire avec
  lEBP.
• Vérification expérimentale avec PGAYPG

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Dynamique moleculaire
22
(No Transcript)
23
Contrôle des paramètres
Température moyenne stable. Les oscillations de ?
5 K autour de la moyenne peuvent être considérées
comme raisonnables compte tenu de la taille du
système.
Vérification de la stabilité des systèmes en
température.
Pas danomalie du point de vue des variations
temporelles des énergies potentielles.
Variation de lénergie potentielle au cours du
temps.
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Identification de la structure secondaire locale

• Analyse détaillée de la structure locale de la
  chaîne principale des peptides.
• Evaluation du degré dhydratation de la chaîne
  principale.

programme DSSP (1)

• Hiérarchie utilisée
• hélice 4
• hélice 3
• hélice 5
• coude 2
• coude 3
• coude 4
• coude 5
• ladder
• bridge
• coude 1
• coude 6
• coude 7
• polyproline II (ppII)
• bend

(1) Kabsch, W. and Sander, C. (1983) Biopolymers.
22. 2257.
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Diagrammes de Ramachandran
La signature des résidus varie selon leur
environnement.
26
Identification de la structure secondaire locale
Différences marquées en terme de PPII et coudes b.
27
Les acides aminés
Le corps humain a besoin de 20 acides aminés pour
fabriquer (ou synthétiser) ses milliers de
protéines.
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Analyse des coudes b

• ? Observation des 3 coudes b
• ? APGVGV, GVGVAP et PGVGVA.
• Coude b en première position
• ? EGFEPG, GVAPGV, LGTIPG, PGAIPG, PGAYPG et
  VGVAPG.
• Présence de coude b de type VIII en seconde
  position
• ? EGFEPG, GVAPGV (première), LGTIPG, PGAIPG,
  PGAYPG et VGVAPG.

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Comparaison avec VGVAPG docké
30
(No Transcript)