– 3DYNUR

1-Contexte scientifique et objectifs du projet : - Les 48 membres de la superfamille des récepteurs nucléaires sont bien connus pour leur capacité à contrôler de nombreux processus physiologiques (développement embryonnaire, différenciation et prolifération cellulaire, apoptose,...) ainsi que pour leur rôle dans le développement et la progression de nombreuses pathologies. Ces protéines sont des facteurs de transcription qui ont la particularité d'être régulés par de petites molécules (hormones ou vitamines) facilement synthétisables ou modifiables. De nombreux ligands des récepteurs nucléaires sont ainsi utilisés comme médicaments dans le traitement de maladies aussi diverses que les cancers, l'obésité ou le diabète. - Au niveau moléculaire, l'interaction d'un ligand avec son récepteur provoque des modifications qui modulent la capacité de ce dernier à communiquer avec son environnement intracellulaire. Plus précisément, les modifications conformationnelles induites par un ligand stabilisent ou au contraire déstabilisent des surfaces spécifiques d'interaction avec différents types de protéines co-régulatrices. Le projet présenté ici est basé sur l'hypothèse selon laquelle l'action biologique induite par la fixation d'un ligand à son récepteur résulte de la combinaison de facteurs structuraux et dynamiques. Ainsi c'est non seulement la structure mais également la dynamique du complexe ligand-récepteur qui vont, ensemble, déterminer le type de co-régulateur pouvant se fixer à la surface du récepteur ainsi que l'affinité de l'interaction et donc finalement la nature et l'intensité de la réponse biologique induite. - - 2-Description du projet, méthodologie : - L'exemple des récepteurs de l'acide rétinoïque (RARs et RXRs), montre que l'activité transcriptionnelle des récepteurs nucléaires peut être régulée très finement par une grande variété de ligands allant des agonistes aux antagonistes purs en passant de manière graduelle par les agonistes partiels et inverses. Si les bases moléculaires du mécanisme d'action des agonistes sont bien connues, il n'en est pas de même pour toutes les autres classes de ligands. Dans ce projet, nous allons associer la cristallographie aux rayons X à d'autres techniques biophysiques telles que la spectroscopie de fluorescence ou la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) pour étudier la structure et la dynamique des récepteurs RARs et RXRs en absence et en présence d'un certain nombre de ces ligands et de co-régulateurs. Pour ces études, nous avons sélectionné des ligands spécifiques des récepteurs RARs et RXRs possédant des profils fonctionnels très variés. Nous proposons de résoudre les structures des complexes binaires (ligand-récepteur) et/ou ternaires (ligand-récepteur-co-régulateur) afin d'identifier, à l'échelle atomique, les conformations induites ainsi que les surfaces d'interactions mises en jeux et parallèlement de mesurer la dynamique de ces complexes par l'utilisation de techniques basées sur l'anisotropie de fluorescence ou la RMN. - - 3-Résultats attendus : - Les résultats attendus de ce projet sont en premier lieu de caractériser plus précisément les concepts moléculaires qui régissent la spécificité des réponses pharmacologiques induites par les différentes classes de ligands des récepteurs nucléaires grâce à une meilleure connaissance des états conformationnels et dynamiques des complexes ligand-récepteur. - Les résultats obtenus sur la forme hétérodimérique RAR/RXR à l'aide de nos sondes fluorescentes devraient également nous permettre d'aborder la question d'une éventuelle communication allostérique entre les deux sous unités d'un hétérodimère. Il s'agit d'une question centrale faisant l'objet d'intenses recherches et dont la réponse pourrait avoir un impact considérable sur notre compréhension des mécanismes de régulation des hétérodimères de récepteurs nucléaires. - Globalement, ce projet devrait permettre de mieux caractériser les ligands, de mieux comprendre la régulation des récepte...