b) Analyse structurale

Les différentes analyses ont été réalisées selon deux protocoles. Tout d’abord, une première analyse sur la totalité de la surface d'énergie sera effectuée. En parallèle sera faite une seconde le long du chemin réactionnel. Dans celles-ci, il s’agira des valeurs moyennes associées à chacune des fenêtres considérées, projetées sur les valeurs exactes des contraintes.

Tout d'abord, l'analyse des distances impliquées dans les contraintes représentant les transferts montre de manière explicite les étapes associées au chemin réactionnel. La Figure 41 représente l'évolution de ces distances dans la définition des coordonnées représentant les transferts d'hydrure et de proton.

Figure 41 : Evolution des distances impliquées dans la définition des contraintes de calculs DM-QM/MM US 2D. A gauche sont représentées les distances composant la contrainte CR1,

à droite celles de CR2. Sont ajoutées aussi les distances entre les atomes lourds concernés.

L'évolution des distances montre que la première étape de la réaction amène à un état dans lequel les entités DHQ et NADPH se sont rapprochées. Cela correspond à la formation du complexe pré-réactif de type NAC, que nous aborderons plus loin dans le chapitre. Nous pouvons voir que pendant cette phase, les distances associées à la contrainte représentant le transfert de proton restent constantes, ce qui confirme que cette partie du mécanisme ne fait intervenir que CR1. Lorsque le rapprochement est fini, c'est à dire que la distance entres les atomes de carbone est stabilisée à une valeur de 2,6 Å, la phase réactive commence. La distance hydrure-NADPH augmente alors pour atteindre une valeur de coordonnée d'environ 0,2 Å. A ce moment, la contribution de CR1 à la coordonnée de réaction est grandement diminuée, et on observe une évolution importante des distances associées à CR2. Suivant la contrainte, le proton se rapproche du substrat. Lorsqu'il est assez proche du DHQ, le transfert est initié et la distance H+-tyrosine augmente, mais de manière très rapide et brève dans le cas du proton, tandis que la finalisation du transfert dans le cas de l'hydrure est beaucoup plus

Chapitre 2 : Etude de la réactivité de DFR

longue. Lorsque l'état de transition est franchi, les deux transferts s'effectuent. S'en suit une étape de relaxation ou les partenaires s'éloignent après formation des produits. Les distances hydrure-NADPH et H+-tyrosine augmentent grandement tandis que les autres restent constantes, attestant de la fin des transferts vers le DHQ.

L'analyse de la distance C d'hydrure et celui du substrat qui va

large juste avant l'initiation du transfert d'hydrure. Après la phase associée au rapprochement du NADPH et du substrat, la dis

(environ 2,6 Å), afin de permettre le transfert d'hydrure

constante tant que la totalité de la réaction ne s'est pas effectué distance, en considérant maintenant toute not

grande, et existe même lorsque l'on en suit pas le chemin de la réaction. En fait, elle existe lors que les valeurs de la contrainte CR1 sont comprises entre

Figure 42 : Evolution de la distance entre les atomes de carbone du cofacteur et du substrat le long de la surface d'énergie potentielle. A droite

Cette zone recouvre toutes les fenêtres associées

Ainsi, cette proximité entre le cofacteur et le substrat est une condition pour que le transfert d'hydrure puisse se réaliser. Ceci signifie que le rapprochement des deux réactifs constituerait une étape préliminaire nécessaire à la réaction enzymatique.

Ce comportement ne se retrouve pas lorsque l’on étudie l’évolution de la distance OTYR-ODHQ. En effet, cette distance suit l’évolution du transfert, les atomes se rapprochant puis s’éloignant en fonction du transfert

analysant l'évolution de cette distance sur toute notre surface (voir restent extrêmement faibles même si on observe, pour les dernières

Chapitre 2 : Etude de la réactivité de DFR

. Lorsque l'état de transition est franchi, les deux transferts s'effectuent. S'en suit une étape de relaxation ou les partenaires s'éloignent après formation des produits. Les distances tyrosine augmentent grandement tandis que les autres restent constantes, attestant de la fin des transferts vers le DHQ.

L'analyse de la distance CNADPH-CDHQ, entre l'atome de carbone du cofacteur donneur d'hydrure et celui du substrat qui va être réduit, montre une zone de stabilité extrêmement large juste avant l'initiation du transfert d'hydrure. Après la phase associée au rapprochement du NADPH et du substrat, la distance entre ces derniers reste remarquablement stable n de permettre le transfert d'hydrure (cf Figure 42). Cette distance reste constante tant que la totalité de la réaction ne s'est pas effectuée. Si nous analysons cette distance, en considérant maintenant toute notre surface explorée, cette zone est beaucoup plus grande, et existe même lorsque l'on en suit pas le chemin de la réaction. En fait, elle existe lors que les valeurs de la contrainte CR1 sont comprises entre -0,45 Å et 0,3 Å.

: Evolution de la distance entre les atomes de carbone du cofacteur et du substrat d'énergie potentielle. A droite est représenté une vue du dessus de la

surface présentée.

Cette zone recouvre toutes les fenêtres associées à la contrainte du transfert de proton. Ainsi, cette proximité entre le cofacteur et le substrat est une condition pour que le transfert d'hydrure puisse se réaliser. Ceci signifie que le rapprochement des deux réactifs constituerait

nécessaire à la réaction enzymatique.

Ce comportement ne se retrouve pas lorsque l’on étudie l’évolution de la distance ODHQ. En effet, cette distance suit l’évolution du transfert, les atomes se rapprochant puis s’éloignant en fonction du transfert du proton, mais de manière assez anecdotique analysant l'évolution de cette distance sur toute notre surface (voir Figure

restent extrêmement faibles même si on observe, pour les dernières valeurs de la contrainte . Lorsque l'état de transition est franchi, les deux transferts s'effectuent. S'en suit une étape de relaxation ou les partenaires s'éloignent après formation des produits. Les distances tyrosine augmentent grandement tandis que les autres restent

, entre l'atome de carbone du cofacteur donneur être réduit, montre une zone de stabilité extrêmement large juste avant l'initiation du transfert d'hydrure. Après la phase associée au rapprochement remarquablement stable . Cette distance reste . Si nous analysons cette re surface explorée, cette zone est beaucoup plus grande, et existe même lorsque l'on en suit pas le chemin de la réaction. En fait, elle existe

0,45 Å et 0,3 Å.

: Evolution de la distance entre les atomes de carbone du cofacteur et du substrat, est représenté une vue du dessus de la

à la contrainte du transfert de proton. Ainsi, cette proximité entre le cofacteur et le substrat est une condition pour que le transfert d'hydrure puisse se réaliser. Ceci signifie que le rapprochement des deux réactifs constituerait

Ce comportement ne se retrouve pas lorsque l’on étudie l’évolution de la distance ODHQ. En effet, cette distance suit l’évolution du transfert, les atomes se rapprochant du proton, mais de manière assez anecdotique. En Figure 43), les variations valeurs de la contrainte

Chapitre 2 : Etude de la réactivité de DFR

111 représentant le transfert d'hydrure, que la distance devient très grande. Si la coordonnée atteint une valeur trop élevée, elle entraîne une modification structurale du site actif, car l'éloignement du NADPH et du DHQ devient important. Du coup, la structure du substrat change dans la cavité et explique cette distance beaucoup plus importante avec la tyrosine.

Figure 43 : Evolution de la distance OTyr-ODHQ durant toutes les fenêtres de simulation.

En Figure 44 sont représentés l'ensemble des distances associées aux transferts de proton de la tyrosine, la lysine et le NADPH.

Figure 44 : Evolution des distances représentant les transferts de protons se déroulant lors de la réaction de DHQ dans DFR.

Aucune étape de rapprochement n'est observée pour les transferts du NADPH vers la tyrosine, et celui de la lysine vers le cofacteur. Cependant, on observe une remarquable synchronicité de tous les transferts de la cascade enzymatique.

Chapitre 2 : Etude de la réactivité de DFR

Les interactions de type liaison hydrogène avec les résidus de reconnaissance G227 et N133 ainsi que les résidus S128 et T191, restent sensiblement constantes la durée de la réaction (respectivement d'une valeur mo

contre moins stables dans les cas extrêmes de la surface (notamment dans le même cas que la distance OTyr-ODHQ), ou l'on observe une perte des interactions à cause d'un changement de conformation de la molécule.