5.3 Résultats
5.3.3 Analyse des déplacements chimiques RMN
5.3.3.1 Forme libre du LBD de RXR–
La comparaison des déplacements chimiques secondaires ”aMD13C– prédits à partir des trajectoires
aMD avec ceux obtenus expérimentalement ”exp13C–, montre que ceux-ci correspondent bien de manière
générale, avec un RMSD de 1.22 ppm (Figure 5.11). En comparaison, le RMSD entre les ”1LBD 13C–
prédits à partir de la structure de référence (PDB id : 1LBD) et ”exp13C–est de 1.618 ppm et de 1.279 ppm
lorsqu’on les compare aux ”Xray13C–prédits à partir de l’ensemble des structures cristallographiques de
CHAPITRE 5. DYNAMIQUE CONFORMATIONNELLE DU LBD DE RXR– 120
FIGURE5.11 – Comparaison entre les déplacements chimiques secondaires ”exp 13C– obtenus expéri-
mentalement (en noir) et ceux prédits ”aMD13C– à partir des trajectoires aMD de la forme libre, du LBD de RXR– (en bleu).
Ainsi à partir de ces résultats, on peut conclure que les trajectoires aMD reproduisent globalement mieux les données expérimentales ”exp13C–que la structure cristallographique de référence seule. Néan-
moins, l’utilisation de plusieurs structures cristallographiques de la forme libre du LBD de RXR– permet également d’améliorer l’accord entre les déplacements calculés et expérimentaux ”exp13C–(Table 5.4).
13C
– 13C— 13C 15N 1HN
aMD 1.22 1.45 1.27 3.00 0.55 Xray (1LBD) 1.62 1.34 1.32 3.33 0.61 Xray (All) 1.28 1.22 1.24 2.98 0.53
TABLE 5.4 – Détails par élément chimique, 13C–, 13C—, 13C, 15N et 1HN, du RMSD obtenu entre les
déplacements chimiques RMN secondaires obtenus expérimentalement ”exp et ceux prédits à partir des trajectoires aMD ”aMD, ainsi que ceux prédits à partir de la structure cristallographique seule ”1LBD (PDB id : 1LBD) et à partir de toutes les structures cristallographiques de la forme inactive du LBD de RXR– disponibles ”Xray(PDB id : 1LBD, 3NSP et 3NSQ).
Les déplacements chimiques secondaires ”13C,15N,1HN, sont également mieux prédit par les trajec- toires aMD que par la structure de référence 1LBD, à l’exception des déplacements ”13C—. L’utilisation
d’un ensemble de structures cristallographiques donne des résultats proches de ceux observés à partir de la trajectoire aMD (Table 5.4).
CHAPITRE 5. DYNAMIQUE CONFORMATIONNELLE DU LBD DE RXR– 121 La comparaison entre les déplacements chimiques ”1LBD 13C–(ou sur l’ensemble des structures ”Xray
13C
–) et ”aMD 13C– avec ”exp 13C–, permet d’identifier les régions où les déplacements sont mal prédits
à partir des structures. Les résultats montrent que les régions présentant les divergences les plus larges se situent au niveau de la boucle entre entre les hélices H1 et H3 ainsi que la partie C-terminale de H5, que ça soit au sein de la structure de cristallographique de référence seule ou au sein de l’ensemble des structures cristallographiques (Figure 5.12).
FIGURE5.12 – Comparaison entre les déplacements chimiques RMN ”13C– mesurés expérimentalement
(”exp), ceux prédits à partir des trajectoires aMD (”aMD) et ceux prédits à partir de la structure cristallo- graphique seule (”1LBD) (en haut) ou à partir de toutes les structures cristallographiques de la forme libre du LBD de RXR– disponibles (”Xray) (en bas). Une valeur positive de |”aMD≠ ”exp| - |”1LBD/Xray ≠ ”exp| (exprimé en ppm) indique que ”1LBDou ”Xrayest en meilleur accord avec les données expérimentales ”exp, tandis qu’une valeur négative signifie que ”aMDest en meilleur accord.
De manière plus spécifique à la structure cristallographique de référence seule, les résultats montrent aussi que les déplacements chimiques ”aMD 13C– de la boucle H3/H4, la partie C-terminale de H7 et de
CHAPITRE 5. DYNAMIQUE CONFORMATIONNELLE DU LBD DE RXR– 122 de plusieurs structures cristallographiques améliore l’accord avec les ”exp 13C– au niveau de ces régions
(Figure 5.12 B).
Les déplacements chimiques secondaires ”aMD13C–diffèrent très nettement de ceux observés au sein
de la structure cristallographique de référence au niveau de la région entre les hélices H1 et H3. Sachant que cette région n’est pas présente dans les autres structures cristallographiques (PDB id : 3NSP, 3NSQ) de la forme libre du LBD de RXR–, les déplacements chimiques moyens ”1LBD13C–et ”Xray13C–sont donc
identiques. Au sein de la structure cristallographique de référence (PDB id : 1LBD), cette région révèle la présence d’une hélice –, nommée H2, ce qui est cohérent avec des valeurs ”1LBD13C– prédites qui sont
positives (> 2 ppm), montrant la présence d’une hélice dans cette région (Figure 5.13).
FIGURE 5.13 – Comparaison entre les déplacements chimiques RMN secondaires ”13C– de la boucle
entre les hélices H1 et H3, comprenant l’hélice H2, obtenus expérimentalement (en noir) et ceux prédits à partir des trajectoires aMD et ceux prédits à partir de toutes les structures cristallographiques de la forme libre du LBD de RXR– disponibles (PDB id : 1LBD, 3NSP et 3NSQ).
Cependant, les données expérimentales ”exp13C–suggèrent le contraire avec des valeurs proches de
zéro ppm, c’est-à-dire que cette région n’est pas structurée et ne présente pas d’hélice –. Au contraire, l’accord est bien meilleur avec les déplacements chimiques secondaires ”aMD 13C– qui montrent que
l’hélice H2 n’est pas présente au sein des trajectoires aMD de la forme libre du LBD de RXR–.
Des divergences sont également observées au niveau de la partie C-terminale de l’hélice H5, résidus 307 à 318, qui est impliquée dans l’interaction avec 9cRA via R316 en formant des liaisons hydrogène avec la partie carboxyle du ligand au sein de la forme liée. D’autres résidus (W305, L309) sont impliqués
CHAPITRE 5. DYNAMIQUE CONFORMATIONNELLE DU LBD DE RXR– 123 dans l’interaction avec le ligand via des contacts hydrophobes. On constate que les valeurs des ”aMD13C–
sont nettement plus proches de zéro ppm (< 2 ppm), c’est-à-dire que cette région est peu structurée dans les trajectoires aMD, contrairement aux données expérimentales ”exp13C–qui montrent une région bien
plus structurée en hélice (> 2 ppm) (Figure 5.14).
FIGURE5.14 – Comparaison entre les déplacements chimiques RMN secondaires ”13C–de l’hélice H5,
comprenant le résidu Arg316 (en représentation stick), obtenus expérimentalement (en noir) et ceux prédits à partir des trajectoires aMD, ceux prédits à partir de la structure cristallographique seule (PBD id : 1LBD) et ceux prédits à partir de toutes les structures cristallographiques de la forme libre du LBD de RXR– disponibles (PDB id : 1LBD, 3NSP et 3NSQ).
L’accord avec les déplacements expérimentaux est meilleur dans cette région pour l’ensemble des struc- tures cristallographiques de la forme libre du LBD de RXR– (PDB id : 1LBD, 3NSP, 3NSQ) ou pour la structure cristallographique de référence (PDB id : 1LBD) prise séparément, quoiqu’une différence de 2 ppm reste observée pour le résidu H315. On peut également remarquer que les acides aminés attribués en C-ter de H5 (S313 à I318) sont entourés de régions qui ne sont pas attribuées, et donc qui ont un com- portement dynamique. L’origine exacte de la différence observée dans cette région reste à déterminer. De plus, en ne calculant que les déplacements chimiques RMN sur les 50 dernières nanosecondes de chaque
CHAPITRE 5. DYNAMIQUE CONFORMATIONNELLE DU LBD DE RXR– 124 trajectoire, qui correspondent aux conformations de plus basses énergies (voir « Descriptions des confor- mations »), aucune différence significative n’est observée (Figure 7.1).
En résumé, les résultats montrent que les déplacements chimiques ”aMDprédits à partir des conforma- tions générées par simulations aMD sont globalement en accord avec les données expérimentales ”exp et que suivant la région, l’accord peut être soit bien meilleur que les structures cristallographiques, comme au niveau de la boucle H1/H3, ou soit moins bon comme au niveau de la partie C-terminale de H5. Concer- nant l’hélice H2 par exemple, il semblerait que sa présence au sein de la structure cristallographique de référence soit liée à une stabilisation lors de la cristallisation, expliquant de fait pourquoi cette région, qui n’est d’autre qu’une boucle d’après les données expérimentales ”exp 13C–, est absente dans les autres
structures cristallographiques. Ainsi, l’utilisation de la dynamique moléculaire accélérée a permis, en par- tant d’une conformation en hélice, de retrouver l’état natif de cette région en accélérant l’échantillonnage conformationnel.
5.3.3.2 Forme liée à 9cRA du LBD de RXR–
Dans le cas de la forme liée à 9cRA, les déplacements chimiques secondaires ”aMD 13C– prédits à
partir des trajectoires aMD, sont en moins bon accord avec les déplacements chimiques expérimentaux que ceux calculés à partir des structures cristallographiques, quoique les différences soient généralement faibles (figure5.15).
FIGURE5.15 – Comparaison entre les déplacements chimiques secondaires ”exp 13C– obtenus expéri-
mentalement (en noir) et ceux prédits ”aMD13C– à partir des trajectoires aMD de la forme liée à 9cRA du LBD de RXR– (en orange).
CHAPITRE 5. DYNAMIQUE CONFORMATIONNELLE DU LBD DE RXR– 125 Le RMSD entre ”aMD13C– et ”exp 13C–est de 1.222 ppm, alors qu’il est de 1.108 ppm et 1.094
ppm pour la structure cristallographique de référence seule (PDB id : 1FM9) et l’ensemble des structures cristallographiques disponibles de la forme liée à 9cRA (PDB id : 1FBY, 1FM6, 1FM9, 1K74, 1XLS, 2ACL, 3DZY, 3E00, 3FAL, 3FC6, 3OAP, 3UVV et 4NQAQ), respectivement (Table 5.5). Ceci est aussi le cas pour les ”13C—et ”15N, où le RMSD est plus élevé entre les ”aMDet ”expqu’avec les ”1FM9
et ”Xray. Concernant les ” 13C et ”1HN, la structure cristallographique est plus proche des données expérimentales que les trajectoires aMD et l’ensemble des structures cristallographiques (Table 5.5).
13C
– 13C— 13C 15N 1HN
aMD 1.22 1.45 1.38 3.09 0.55 Xray (1FM9) 1.11 1.25 1.32 2.93 0.50 Xray (All) 1.09 1.10 1.49 2.94 0.61
TABLE5.5 – Détails par élément chimique,13C–,13C—,13C,15N et1HN, du RMSD obtenu entre les dépla-
cements chimiques RMN secondaires obtenus expérimentalement et ceux prédits à partir des trajectoires aMD, ainsi que ceux prédits à partir de la structure cristallographique seule (PDB id : 1FM9) et à partir de toutes les structures cristallographiques de la forme liée à 9cRA du LBD de RXR– disponibles (PDB id : 1FBY, 1FM6, 1FM9, 1K74, 1XLS, 2ACL, 3DZY, 3E00, 3FAL, 3FC6, 3OAP, 3UVV et 4NQAQ).
Cependant, la comparaison entre ”1FM9 13C– et ”aMD 13C– d’un coté et ”Xray 13C– et ”aMD 13C– de
l’autre avec ”exp13C–ne révèle pas de régions particulières de désaccord, comme c’est le cas avec la forme
libre où il y avait une différence significative au niveau de la région H1/H3 ou de la partie C-terminale de H5. Dans le cas de la forme liée à 9cRA, il semblerait que le meilleur accord observé entre ”1FM9 13C–
et ”exp 13C– soit global et non limité à quelques régions (Figure 5.16). De même pour l’ensemble des
structures cristallographiques, excepté que les différences ”aMD 13C–, ”Xray 13C– et ”exp 13C– sont plus
importantes que précédemment (Figure 5.16).
En résumé, contrairement à la forme libre du LBD de RXR–, les déplacements chimiques calculés à partir des trajectoires aMD sont globalement en moins bon accord avec les données expérimentales que ceux calculés à partir d’une, ou plusieurs, structures cristallographiques. Cependant, les divergences sont souvent de l’ordre du ppm, ce qui est proche de l’erreur standard de la méthode SHIFTX+ [Han et al., 2011].
CHAPITRE 5. DYNAMIQUE CONFORMATIONNELLE DU LBD DE RXR– 126
FIGURE5.16 – Comparaison entre les déplacements chimiques RMN ”13C– mesurés expérimentalement
(”exp), ceux prédits à partir des trajectoires aMD (”aMD) et ceux prédits à partir de la structure cristallo- graphique seule (”1FM9) (en haut) ou à partir de toutes les structures cristallographiques de la forme liée du LBD de RXR– disponibles (”Xray) (en bas). Une valeur positive de |”aMD≠ ”exp| - |”1FM9/Xray ≠ ”exp| (exprimé en ppm) indique que ”1FM9ou ”Xrayest en meilleur accord avec les données expérimentales ”exp, tandis qu’une valeur négative signifie que ”aMDest en meilleur accord.