Étape 1 : identification des résidus d’Imp β susceptibles d’in-

d’interagir avec Rev

Afin d’obtenir une meilleure compréhension de la façon dont Rev interagit avec

Impβ, j’ai e_ffectué une étude d’amarrage moléculaire in silico. Cette étude a été

menée avec la forte participation de mon directeur de thèse Carlo Petosa. Pour

simplifier cette tâche, nous avons émis trois hypothèses de travail :

1) Nous avons supposé que les conformations d’Impβ et de Rev dans le complexe

Impβ/Rev sont similaires à celles d’Impβ en complexe avec l’IBB (PDB ID 1QGK ;

Cingolani et al., 1999) et de Rev en complexe avec le fragmentF_ab (PDB ID 2X7L ;

DiMattia et al., 2010), respectivement. Cette supposition doit être considérée comme

approximative puisque les différentes structures connues d’Impβmontrent une

varia-bilité conformationnelle assez importante (cf. 1.3.8, page 32 ; Forwood et al., 2010).

Par contre, la conformation de Rev semble être relativement constante parmi les

di_fférentes structures cristallines connues (cf. 1.2, page 12). Par convention et sauf

indication contraire, le terme "Rev" sera utilisé dans cette section pour indiquer

uniquement la partie N-terminale composée de l’épingle hélicale (résidus 9-65) dont

la structure cristallographique est connue.

2) Étant donné que les surfaces de Rev et d’Impβsont riches en résidus basiques et

acides, respectivement, nous avons supposé que l’interaction entre ces deux protéines

comporte une composante électrostatique importante. Cette hypothèse est étayée

par le fait que du selon nos expériences d’ITC, la liaison de Rev à Impβest associée

à une grande variation négative de l’enthalpie (∆H ; cf. 2.11, page 83).

3) Comme Rev et le peptide Rev-NLS interagissent avec Impβ en compétition avec

Impα (cf. 2.8.1, page 71 ; Henderson and Percipalle, 1997), nous avons supposé un

chevauchement des sites de liaison d’Impα et de Rev sur la surface d’Impβ.

Autre-ment dit, à partir d’une superposition des structures des complexes d’Impβ/IBB et

d’Impβ/Rev, on s’attendrait à voir un chevauchement de certains atomes de Rev

avec certains atomes de l’IBB. En principe, la compétition observée entre Rev et

CHAPITRE 2. RÉSULTATS

2.12. UN NOMBRE LIMITÉ DE CONFIGURATIONS D’IMPβ/REV

Figure2.31 – Identification des résidus acides d’Impβ susceptibles d’interagir

avec Rev. (a) Structure d’Impβ en complexe avec le domaine IBB d’Impα (Cingolani

et al., 1999 ; PDB ID 1QGK). (b) Points de grille utilisés afin de définir le volume de

recherche pour le positionnement du centre de gravité de Rev (17 x 17 x 29 = 8381

points). (c) Volume exclu par Impβ. En bleu sont montrés les 2151 points de grille où le

centre de gravité de Rev ne peut pas être positionné à cause de l’encombrement stérique

qu’un tel positionnement provoquerait avec Impβ. (d) Points de la grille à moins de

30 Å de l’IBB (1436 points). (e) Sous-ensemble des points qui sont topologiquement

accessibles à l’IBB (1021 points). (f) Résidus acides d’Impβ (en rouge) qui pourraient

potentiellement interagir avec Rev dans une configuration où Rev empêcherait la fixation

de l’IBB à Impβ.

CHAPITRE 2. RÉSULTATS

2.12. UN NOMBRE LIMITÉ DE CONFIGURATIONS D’IMPβ/REV

Impα pourrait également s’expliquer par un effet allostérique, par lequel la fixation

de Rev stabiliserait une conformation d’Impβ incompatible avec la fixation d’Impα

(sans chevauchement des sites de liaison de Rev et d’Impα). Cependant cette

situa-tion nous paraît moins probable.

Nous avons exploité ces trois hypothèses pour essayer d’identifier les résidus d’Impβ

susceptibles d’interagir avec Rev. Nous avons d’abord positionné la structure d’Impβ

à l’origine d’un système de coordonnées cartésien et nous l’avons orientée de façon à

ce que son axe superhélicoïdal soit parallèle à l’axe z, comme montré dans laFigure

2.31 (a). Compte tenu des dimensions d’Impβ et de Rev, lorsque Rev fixe Impβ,

son centre de gravité doit se situer dans une boîte autour d’Impβ de dimensions 80

Å x 80 Å x 140 Å , comme le montre laFigure 2.31 (b). Nous avons échantillonné

ce volume par des points de grille espacés de 5 Å.

Rev ne pouvant pas occuper le même volume qu’Impβ, nous avons retiré tous les

points de grille à moins de 6 Å des atomes d’Impβ(les points indiqués en cyan dans

laFigure 2.31 (c)), laissant un nombre réduit de points où le centre de gravité de

Rev pourrait éventuellement se positionner. Dans la structure de Rev, la distance

maximale du centre de gravité à tout atome est de 30 Å. Par conséquent, si les sites

de liaison de Rev et de l’IBB se chevauchent, le centre de gravité de Rev doit être à

moins de 30 Å d’un atome de l’IBB lorsque les complexes Impβ/IBB et Impβ/Rev

sont superposés. Nous avons donc éliminé les points de grille situés à plus de 30 Å

de l’IBB, laissant les points représentés sur laFigure 2.31 (d). Enfin, nous avons

éliminé les points de grille qui sont topologiquement inaccessibles à l’IBB parce qu’ils

sont du mauvais côté d’Impβ. (Ces points n’ont pas une "ligne directe de vue" avec

l’IBB. Donc si la structure de Rev était centrée sur ce point, il lui serait impossible

d’interagir avec un résidu d’Impβ impliqué dans l’interaction avec l’IBB sans subir

un encombrement stérique avec une autre partie d’Impβ). Cela laisse des points de

grille qui définissent un volume assez restreint dans lequel le centre de gravité de

Rev doit se situer (Figure 2.31 (e)).

Les résidus d’Impβ qui se trouvent à moins de 30 Å et qui sont topologiquement

accessibles à ces points de grille définissent la surface potentielle d’interaction d’Impβ

avec Rev. Cette surface comprend 68 résidus acides (31 Asp et 37 Glu, sur un total

de 124 résidus acides dans Impβ), représentés en rouge dans la Figure 2.31 (f).

CHAPITRE 2. RÉSULTATS

2.12. UN NOMBRE LIMITÉ DE CONFIGURATIONS D’IMPβ/REV

Ces résidus se situent principalement sur la surface intérieure concave d’Impβ, sur

les hélices B des répétitions HEAT et sur les boucles reliant les hélices A et B.

En accord avec l’hypothèse du caractère électrostatique de l’interaction, ces résidus

acides ainsi que les 14 résidus basiques des structures cristallographiques connues de

Rev (Figure 2.32) sont susceptibles d’être impliqués dans l’interface du complexe.

Ces résidus sont résumés dans leTableau 2.4.

Figure2.32 – Residus basiques de Rev. Structure du domaine N-terminal de

Rev (PDB ID 2X7L). Les résidus basiques définis comme actifs dans le programme

HADDOCK sont mis en évidence.

TABLEAU 2.4 – Résidus chargés d’Impβ et de Rev, susceptibles d’interagir

dans le complexe Impβ/Rev. Ces résidus ont été définis comme "actifs" dans le

CHAPITRE 2. RÉSULTATS

2.12. UN NOMBRE LIMITÉ DE CONFIGURATIONS D’IMPβ/REV

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