AMARRAGE DU POLYSACCHARIDE SUR IGA I3

Le volume à explorer est important et les nonasaccharides, bien que partiellement rigides, comportent 28 pivots mobiles. Le nombre total de degrés de liberté est donc porté à 35.

Afin d’explorer largement l’espace disponible et de permettre la convergence des solutions, nous avons réalisé l’amarrage avec une population de 125 individus. Les paramètres d’arrêt ont été repoussés à 10.000.000 d’évaluations d’énergie et 27.000 générations. Ces paramètres nous permettent d’obtenir des solutions dont les écarts d’énergie de liaison ne dépassent pas 5 kcal.mol^-1 entre la meilleure solution et la moins bonne.

D’autre part, pour avoir un échantillon de solutions statistiquement intéressant, nous avons calculé 240 solutions d’amarrage pour chaque conformère.

Les temps de calcul étant relativement longs, le travail a été distribué sur différentes machines par paquets de 20 solutions. Le logiciel AUTODOCK est par ailleurs limité à 140 solutions par exécution. Pour les machines SGI (système IRIX), les temps de calcul vont de 50 à 200 heures pour 20 solutions alors que sur PC (système Linux) les temps de calcul vont de 40 à 50 heures. Pour effectuer ces calculs nous disposions de plusieurs machines SGI et d’un seul PC Linux. D’autre part, nous n’étions pas certains d’obtenir exactement les mêmes résultats sur chaque plateforme. Afin de garantir l’homogénéité des résultats, l’ensemble des calculs a été effectué sur SGI. L’obtention de 240 solutions représente plus de 1000 heures de temps CPU pour chaque conformère.

a.Amarrage de la forme condensée T1.

Le nonasaccharide n’étant qu’un fragment du polysaccharide, il peut adopter des modes d’interaction absolument incompatibles avec le comportement du polysaccharide. Cela est dû en particulier à leurs différences de taille et d’encombrement stérique. Ainsi, lorsqu’on superpose le polysaccharide sur le fragment arrimé, celui-ci entre souvent en collision avec l’anticorps. L’analyse visuelle des solutions montre que 77 % d’entre elles (184/240) sont à rejeter pour cette raison. Les 56 solutions compatibles avec la superposition du polysaccharide se répartissent selon deux orientations distinctes c’est à dire deux modes de liaison.

Figure 12 : Mode de liaison parallèle de T1 sur l'anticorps (à gauche) et superposition du polysaccharide sur T1 (à droite).

La première orientation place T1 dans un axe parallèle au sillon de l’anticorps avec le résidu glucosyle E enfoui au fond de ce sillon (Figure 12). Le second mode d’amarrage place T1 perpendiculairement au sillon, le résidu E également enfoui dans la cavité de l’anticorps (Figure 13).

Figure 13 : Mode de liaison perpendiculaire de T1 (à gauche) et superposition du polysaccharide sur T1 (à droite).

Le relevé des liaisons hydrogène entre T1 et IgA I3 est donné sur le Tableau 1. Les données sont en colonnes avec, dans l’ordre de gauche à droite, le nom des résidus glycosidiques impliqués

fonctions de l’anticorps à l’autre extrémité de la liaison, le nom du résidu portant la fonction, la boucle à laquelle appartient ce résidu et une indication de position de la fonction : « bb » si elle est sur la chaîne principale.

On remarque que dans les deux cas, T1 forme des interactions avec des résidus de la chaîne hypervariable H3, la plus spécifique de l’anticorps. D’autre part, pour chaque mode de liaison, le résidu E est le plus profondément enfoui dans le site de reconnaissance spécifique de l’anticorps. Parmi les solutions acceptables, celle de plus basse énergie de liaison correspond à l’orientation parallèle de T1. Cependant, la solution perpendiculaire de basse plus énergie n’a que 0,2 kcal.mol^-1 de plus.

Tableau 1 : Liaisons hydrogène entre T1 et IgA I3 dans les modes de liaison parallèle (à gauche) et perpendiculaire (à droite). Les résidus de la boucle hypervariable H3 sont notés en rouge.

b.Amarrage de la forme étendue T4.

L’amarrage du nonasaccharide T4, extrait de la forme étendue du polysaccharide, donne 102 solutions acceptables sur 240 solutions (42,5 %). Ces solutions se répartissent selon deux modes de liaison comme précédemment : un mode parallèle au sillon du site de reconnaissance et un mode perpendiculaire. Le résidu glucosyle est toujours enfoui au cœur du domaine. Là encore, la solution de plus basse énergie de liaison correspond à une orientation parallèle au sillon. L’écart d’énergie entre la meilleure solution parallèle et la meilleure solution perpendiculaire est de 2,0 kcal.mol^-1. La première position regroupe 63 solutions et la seconde en regroupe 39. Le mode de liaison parallèle est représenté sur la Figure 14, le mode perpendiculaire est représenté sur la Figure 15.

--- Oligosaccharide nonaT1 ---

-- Solution parallèle -- Solution perpendiculaire

B: B:

C: C: O2-H ... OH SER29 (L1)

D: HO6 ... H-N GLY24 (H1) bb D:

A: A:

E: O2-H ... O=C ASP91 (H3) bb E: O3-H ... O=C ASP91 (H3) bb

O3-H ... O=C ASP91 (H3) bb O4-H ... O=C ASP91 (H3) bb

HO3 ... H-N TYR93 (H3) bb

B: O4-H ... O=C SER93 (L3) bb B:

C: C: HO2 ... H-Nc TRP41 (H2)

HO2 ... H-O THR50 (H2) c-O ... H-O THR50 (H2)

D: D:

Figure 14 : Mode de liaison parallèle de T4 sur l'anticorps (à gauche) et superposition du polysaccharide sur T4 (à droite).

Figure 15 : Mode de liaison perpendiculaire de T4 sur l'anticorps (à gauche) et superposition du polysaccharide sur T4 (à droite).

Le relevé des liaisons hydrogène entre T4 et IgA I3 est donné sur le Tableau 2. Les données sont formatées de la même façon que dans le Tableau 1.

On remarque que là encore, T4 forme dans les deux cas des interactions avec des résidus de la chaîne hypervariable H3. D’autre part, pour chaque mode de liaison, le résidu E est enfoui dans la cavité du site de reconnaissance de l’anticorps. Parmi les solutions acceptables, celle de plus

basse énergie de liaison correspond à l’orientation parallèle de T4. La solution perpendiculaire de plus basse énergie a 2,0 kcal.mol^-1 de plus que la solution parallèle.

Tableau 2 : Listes des interactions entre l’anticorps et l’oligosaccharides (conformation etendue) associés selon 2 modes de liaison différents.