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Dissertations / Theses on the topic 'Conformation des protéines'
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Le, Cam Eric. "Conformation de l'ADN et interactions ADN-protéines en microscopie électronique." Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA11T007.
Full text
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Jambon, Martin. "Un système bioinformatique de recherche de similitudes fonctionnelles dans les structures 3D de protéines." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10075.
Full textAbstract:
SuMo est un système bioinformatique de comparaison de structure 3D de protéines. Le but de cette approche est de faciliter l'exploration des données structurales par les biologistes et la formulation h'ypothèses fines sur l'implication biologique des protéines. Contrairement aux approches existantes dans ce domaine, SuMo ne s'attache pas à résoudre un problème formel dérivant d'une modélisation de la notion de fonction biologiqie. Ceci autorise des efforts constants de développement de l'heuristique mise en oeuvre, permettant de se rapprocher des notions intuitives de fonction biologique plutôt que de coller à un modèle mathématique peu réaliste. L'heuristique développée est basée sur la représentation des macromoléculaires par des groupement chimiques aux propriétés géométriques hétérogènes et associés en triplets. L'utilisation de SuMo s'éffectue directement à partir du serveur web htto://sumo-pbil. Ibcp. Fr. Le criblage de la banque de sites de fixation de ligands générée par et pour SuMo permet de repérer de façon conviviale de potentielles cibles thérapeutiques.
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Bouthinon, Dominique. "Apprentissage à partir d'exemples ambigus : étude théorique et application à la découverte de structures communes à un ensemble de séquences d'ARN." Paris 13, 1996. http://www.theses.fr/1996PA132033.
Full textAbstract:
Nous étudions une classe de problèmes d'apprentissage caractérisée par l'absence de contre-exemples, chaque exemple du concept cible étant représenté de manière ambigüe par plusieurs descriptions dont une seule, à priori inconnue, est réelle. Le problème pose est double puisqu'il s'agit d'apprendre les caractéristiques les plus spécifiques communes aux exemples, ce qui revient implicitement à identifier ces derniers. Le principe de résolution est fondé sur la recherche de similarités répétées dont la distribution émerge des ressemblances aléatoires. Nous montrons que cette classe de problèmes nécessite une nouvelle définition de la complétude et de la consistance, et qu'en fixant certaines limites à l'utilisation de la négation il est possible de construire une méthode de résolution générale. Le problème de la prédiction de la structure secondaire commune à un groupe de séquences d'ARN relevant de cette classe, nous proposons de le résoudre avec la méthode précitée. En l'occurrence nous construisons, pour chaque séquence, les plus grandes structures valides optimisant un critère d'énergie directement corrélé à la plausibilité d'une structure, critère que l'on ne peut exploiter pour déterminer directement la structure secondaire. Une représentation originale permet de coder ces structures, ainsi que leurs sous-structures, sous la forme d'un dictionnaire, dont les plus longs préfixes qui satisfont un taux minimal de répétition désignent les structures secondaires candidates que nous identifions au moyen d'un algorithme de complexité linéaire. Une mesure permet de classer les structures candidates en établissant la plausibilité de chacune d'elles en fonction de son taux de répétition effectif dans les séquences, comparativement à son taux à priori, calculé sur des séquences aléatoires. Les premiers résultats sur plusieurs groupes de séquences sont encourageants puisque la structure secondaire a été découverte sans aucune information préalable.
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Flahaut, Christophe. "Modifications post-traductionnelles et conformation des chaînes lourdes de l'inter-alpha-inhibiteur." Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2000/50376-2000-73.pdf.
Full textAbstract:
L'inter-inhibiteur (II) est un inhibiteur de serine-proteinases du plasma humain. Il est constitue de trois chaines peptidiques : une chaine legere, la bikunine, et deux chaines lourdes (h1 et h2). Celles-ci sont covalentiellement liees par l'intermediaire d'un glycosaminoglycanne de type chondroitine sulfate. Le role biologique de l'ii decoule de l'activite principalement antiproteasique et anti inflammatoire de la bikunine. De plus, les chaines lourdes, capables de se fixer covalentiellement ou non a l'acide hyaluronique, stabilisent la matrice extracellulaire. La sequence en acides amines des chaines lourdes a ete deduite de la structure des acides desoxyribonucleiques complementaires correspondants. Une meilleure comprehension du role ou de la reactivite de chaque chaine lourde, ainsi que du role et du metabolisme de l'II, implique une meilleure connaissance de leur structure tridimensionnelle. Les chaines lourdes h1 et h2 renferment respectivement 5 et 4 residus de cysteine. Nous demontrons que, au cours de la biosynthese de chaque chaine lourde, deux ponts disulfure se forment, dont l'un appartient a une sequence de type cys-pro-xaa-cys retrouvee dans d'autres proteines participant a des reactions d'oxydo reduction. Bien que le second pont disulfure s'etablisse differemment dans les chaines h1 et h2, celles-ci semblent presenter une conformation assez voisine comme suggere par l'etude realisee en dichroisme circulaire ou de leur sensibilite a une proteolyse partielle. Nous demontrons ensuite que les chaines lourdes font partie des proteines du plasma qui sont a la fois n- et o-glycosylees. Les o-glycannes sialyles appartiennent au type 1 et sont places a l'extremite c-terminale des chaines lourdes. Nous montrons enfin que l'essentiel de ces structures glycanniques est conserve au sein des chaines lourdes de l'II d'origine porcine. Ce fait suggere que les structures ainsi elucidees pourraient participer au metabolisme ou a la fonction physiologique de l'II.
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Yun, Mi-Ran. "Echantillonnage des petits et grands déplacements atomiques dans les protéines et complexes moléculaires." Paris 7, 2007. http://www.theses.fr/2007PA077128.
Full textAbstract:
La connaissance de l'espace conformationnel de protéines est une importance majeure en biologie, en effet, lors de l'association des protéines (au-delà de la notion 'clef-serrure') les changements conformationnels y jouent un rôle important. De nombreuses études, expérimentales (RMN, Rayons X. . . ) et théoriques (Dynamique Moléculaire, Méthode de Monte Carlo. . . ), sont utilisées pour décrire l'espace conformationel de: molécules. La flexibilité des chaînes latérales est bien caractérisée, cependant celle des chaînes principales reste problématique, souvent sous représenté. Nous proposons une méthode activée, ARTIST (Activation-Relaxation Technique for Internai coordinate Space Trajectories) fusionnée et adaptée de deux programmes existants, (ART et LIGAND) capable d'explorer, en coordonnées internes, des déplacements localisés ou collectifs sur les protéines impliquant ainsi le squelette protéique. Nous démontrons la capacité d'ARTIST à explorer les changements conformationnels en passant de petites protéines aux complexes en utilisant les champs de force en tout-atome d'AMBER et de FLEX. Et le programme ARTIST est adapté avec le champ de force gros-grain OPEP, les premiers tests sont réalisé sur une petite protéineThe knowledge of protein conformational space is a major importance in biology, while protein binding (beyond of the notion "lock and key" the conformational changes play an important role. The several experimental (NMR, X-ray crystallography. . . ) and theoretical studies (Molecular Dynamics, Monte Carlo method. . . ), are used for describe molecular conformational space. The side chain flexibility is well characterized, however main chain flexibility rest in problem. We propose an activated method, ARTIST (Activation-Relaxation Technique for Internal coordinate Space Trajectories) fused and adapted from two programs, (ART and LIGAND) capable to sample, in internal coordinates, local or collective displacements on proteins involving protein backbone. We show the capacity of ARTIST to sample conformational changes from small proteins to complexes using AMBER and FLEX ail atom force fields. The ARTIST is adapted with the coarse-grained force field (OPEP), first tests were performed on a small protein
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Liebschner, Dorothée. "Propriétés électrostatiques et structurales des protéines diffractant à haute résolution." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10085/document.
Full textAbstract:
Cette étude est consacrée à l'analyse des propriétés électrostatiques et structurales des protéines diffractant à haute résolution. Les travaux se déclinent en deux aspects principaux qui sont, d'une part, l'analyse d'un point de vue fondamental des propriétés dérivées de leur distribution de charge des structures des protéines, et, d'autre part, l'application pratique des méthodes de la cristallographie haute résolution des macromolécules à deux enzymes.Grâce à une analyse structurale et électrostatique de la protéine PfluDING, le mode de fixation du phosphate a été mis en évidence à deux pH différents. En particulier, cette étude a permis de démontrer la présence d'une liaison hydrogène diffuse assurant un mode de fixation identique quelque soit le pH. La seconde enzyme étudiée est la protéine DFPase, capable de dégrader les organophosphorés. La structure de la DFPase obtenue par diffraction X haute résolution et la structure affinée contre des données neutroniques ont été comparées. L'analyse pointe les différences d'interprétation des deux modèles, et permet de proposer un nouveau mécanisme d'action.Les aspects plus fondamentaux de cette étude portent sur les éléments de structure secondaire des protéines : leurs propriétés électrostatiques en termes de moments électriques (moments dipolaires et quadripolaires des hélices et des feuillets), et le réseau des interactions (dont les liaisons H) assurant la cohésion des hélices ont été analysés. Il a été démontré comment certaines interactions entre liaisons peptidiques au sein d'hélices, classiquement représentées comme des liaisons hydrogène, devaient être considérés comme des contacts purement électrostatiquesThis study is about the electrostatic and structural properties of proteins diffracting at high X-ray resolution. Two different aspects are tackled which are 1) the analysis of properties derived from their charge distribution, parting from a fundamental point of view and 2) the application of methods used in high resolution macromolecular crystallography to two enzymes of major interest.After the analysis of the structure and electrostatic properties of PfluDING protein, the binding mode of a phosphate ion, located in the active site, was elucidated at two different pH values. Particularly, this study demonstrates that a diffuse hydrogen bond assures the protonation state of the phosphate ion, which is thus identical at each pH value. The second enzyme studied is the proteine DFPase which is capable of hydrolysing nerve agents. A high resolution X-ray structure and a medium resolution neutron structure where compared. The analysis points out the differences between the two models and a new catalytic mechanism could be proposed.The more fundamental aspects of this study are about the secondary structural elements of proteins: their electrostatic properties in terms of electrostatic moments (dipole and quadrupole moments of helices and sheets) as well as the hydrogen bond network assuring the cohesion of helices have been analyzed. It has been shown that certain interactions between peptide units within helices, represented usually as hydrogen bonds, should actually be considered as pure electrostatic contacts
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Joseph, Agnel Praveen. "Comparison of protein folds based on similarities in local backbone conformation." Paris 7, 2011. http://www.theses.fr/2011PA077100.
Full textAbstract:
Une grande partie de mon travail de thèse porte sur le développement de méthodes efficaces pour l'alignement par paires et multiples protéines structurelles. Ceci est basé sur l'utilisation de la protéine Blocks qui est le plus largement utilisé alphabet structural [1, 2]. Une structure de la protéine complète peut être représenté par une séquence d'alphabets, où chaque alphabet correspond à un PB. L'alignement des séquences PB donne une comparaison de la structure des protéines. Basé sur des stratégies classiques d'alignement de séquences, un outil efficace pour l'alignement de séquences PB a été développé. Matrices de substitution PB raffinés et une ancre approche de programmation dynamique ont été utilisées pour améliorer l'efficacité de cette approche. Un gain significatif de la qualité de l'alignement, d'environ 82% a été obtenue et l'efficacité des mines a été amélioré de 6,8% [3, 4]. La méthode a été encore renforcée par l'ajout de poids de substitution qui correspondent à des régions structurellement similaires identifiés comme des ancres dans alignements. Comme pour iPBA, l'alignement des séquences de BPs est guidé par les équivalences entre couplée à un raffinement itératif par le logiciel Profit. La structure la plus semblable à d'autres structures au sein du groupe a été choisie comme référence lors de l'affinage 3D et de raffinements. Lorsque comparé à MULTIPROT, MUSTANG et HOMSTRAD, notre méthode d'alignement multiple basée sur les BPs (mulPBA) était meilleure dans plus de 85% des cas. La stratégie d'alignement iPBA a également été utilisée pour évaluer la performance d'une méthode de reconnaissance de la structure basée sur la séquence prédite des BPs. Les données sur les structures secondaires prédites et l'accessibilité au solvant prédite ont été utilisés pour améliorer l'exactitude de reconnaissance de la structure. L'influence des données sur les espèces sur la relation séquence-structure a également été analysées en utilisant les BPs [5]. Les relations observées dans les séquences caméléons [6] qui adoptent des conformations différentes dans les structures de protéines, ont également été étudiés en détail. Un protocole efficace et utile a également été développé pour l'attribution des hélices PolyProline II qui peuvent être facilement incorporés dans DSSP, outil largement utilisé pour l'affectation structure secondaire [7]Protein Structure Comparison is an efficient means for function characterization and evolutionary studies. We propose an improved approach for three dimensional (3D) protein structure comparison based on similarities in local backbone conformations. A library of 16 frequently occurring penta-peptide backbone conformations, namely Protein Blocks (1,2), was used to transform 3D structural information as a sequence. This reduces the problem of structural comparison to a more classical sequence alignment. The use of an anchor based dynamic programming algorithm with specialized gap penalties resulted in a significant improvement over earlier studies based on simple global alignments. The alignment quality improved by about 82% and the efficiency in searching a structure databank for related folds was also enhanced by 6. 2% (3,4). This approach for pairwise structure comparison (iPBA) is implemented as a web server http://www. Dsimb. Inserm. Fr/dsimb tools/ipba/. IPBA was further extended to the development of a multiple structural alignment tool. A progressive alignment strategy was adopted and local weights were added for structurally similar regions (mulPBA) (Joseph et al. In peparation). Comparison with other structural alignment tools showed that both the PB based alignment approaches (iPBA & mulPBA) often give the best performance and can be placed as one of the top two methods currently available. Local conformational variations among structurally similar proteins were also studied in detail (Joseph et al. Submitted). Subtle changes are found to occur mainly in the regions comprising turns. The preference for the indel sites are also confined to a few backbone conformations involving p-turns and helix C-caps. The alignment strategy behind iPBA was also used to assess the performance of a fold recognition approach based on PB prediction. The influence of species specific data on sequence-structure relationships was also analyzed using PBs (5). Relationships observed in chameleon sequences (6) that adopt different conformations in protein structures, was studied in detail. An efficient protocol for the assignment of PolyProline-II helices, which can be easily incorporated into the DSSP secondary structure assignment tool was also developed (7)
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Gibrat, Gabriel. "Structure et dynamique de l'état natif et des états dénaturés par la chaleur et la pression de la calmoduline : une étude par diffusion de neutrons et spectroscopies optiques." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112297.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l’étude de la dénaturation thermique et sous pression de la calmoduline, une petite (16 kDa) calci-protéine soluble, monomérique, et « majoritairement α », excellent système modèle pour les études de dépliement/repliement. Cette protéine existe sous deux forme, apo et holo, selon qu’elle a ou non fixé des ions calcium. La comparaison des chemins de dépliement par la chaleur et par la pression montre sans ambigüité que le dépliement des deux formes de calmoduline ne peut pas être correctement décrit par un simple modèle « à deux états » Natif Déplié. Les stabilités issues des expériences sous pression et en température sont largement différentes, ce qui indique la présence d’états intermédiaires. Bien que le chemin de dénaturation thermique ne semble pas faire intervenir d’état intermédiaire de type « molten-globule », fréquemment rencontré en dénaturation de protéines, le chemin de dénaturation sous pression fait intervenir un état intermédiaire compact, dont le maximum de peuplement se situe autour de 3000 bar. Le comportement sous pression des deux formes de calmoduline est par ailleurs asymétrique : les domaines de la forme holo se contractent sous pression, ceux de la forme apo se dilatent. La conformation de l’état final de la dénaturation thermique de la forme apo s’apparente à celle d’une chaîne polymère Gaussienne, avec, toutefois, des structures secondaires résiduelles. Sa dynamique semble plus hétérogène que celle de l’état natif ; suggérant ainsi l’idée que la dynamique des atomes d’une protéine est dans une plus large part déterminée par leur distance au squelette peptidique que par leur exposition au solvant. Il est à noter que la dénaturation thermique de l’apo-calmoduline s’est avérée fortement irréversible. Dans une dernière partie, ce travail de thèse présente l’étude de la dénaturation d’un système plus complexe, oligomérique, la C-phycocyanine, protéine photosynthétique des cyanobactéries. Cette protéine se dénature selon un mécanisme hors-équilibre à l’échelle de l’expérimentation classique, à plusieurs états, avec dissociation des oligomères dans un premier temps, et dépliement des monomères dissociés dans un deuxième tempsThis thesis work is concerned with the study of thermal and pressure denaturation of calmodulin, a small (16 kDa), monomeric, soluble, and “mainly α” calci-protein. This protein, that is an excellent model system for unfolding/folding studies, exists in two forms: the holo and the apo forms, depending on the presence or the absence of calcium ions. The comparison of thermal and pressure unfolding pathways shows clearly that the unfolding of both calmodulin forms cannot be correctly described using a “two-state” model (Native Unfolded). The stabilities given by pressure unfolding experiments and by thermal unfolding ones are largely different, signing the presence of intermediate states. Even if thermal unfolding pathway does not exhibit “molten-globule” intermediate state, classically encountered in protein unfolding pathways, pressure unfolding pathways of both calmodulin forms contain compact intermediate state, with a maximum population around 3000 bar. Up to this pressure, the pressure behaviours of the two calmodulin forms are asymmetric: the domains of the holo form are compacted under pressure, while those of the apo form are dilated. The conformation of the final state of thermal unfolding of apo-calmodulin is similar to that of a Gaussian chain, with some residual secondary structures. Its dynamics looks more heterogeneous than that of the native state, suggesting that the distance of atom to protein backbone plays a more important role than the solvent exposure to the residue. An important finding is that the thermal unfolding of apo-calmodulin is irreversible. The last part of this thesis deals with the unfolding of a more complex oligomeric system: the C-phycocyanin photosynthetic protein. The unfolding pathway of this protein contains several steps, including firstly the oligomer dissociation, and secondly the unfolding of the dissociated monomer. This unfolding mechanism is out of equilibrium at the time-scale of classical experimentation
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Talansier, Émeline. "Étude du foisonnement par mélangeur statique appliqué à la structuration des mousses de blanc d'oeuf dénaturé par traitement thermique." Nantes, 2009. http://www.theses.fr/2009NANT2009.
Full textAbstract:
Les protéines de blanc d’œuf sont largement utilisées dans l’industrie agro-alimentaire pour leurs propriétés moussantes. L’objectif de cette thèse consiste à mettre en évidence la modification de ces propriétés lors de l’application d’un traitement thermique appliqué sur la poudre de blanc d'œuf. Son impact est évalué à travers une caractérisation complète de la solution protéique et de la mousse correspondante. Une première approche avec des mousses fabriquées au laboratoire à l’aide d’un bol mixer a permis de mettre en avant certaines tendances, notamment l’amélioration de la stabilité lors des traitements thermiques moyens, ainsi qu’un lien entre propriétés inter-faciales et rhéologiques de la mousse. L’utilisation d’un mélangeur statique SMX10™ comme foisonneur continu a ensuite permis la fabrication de mousses à structure contrôlée, ce qui est impossible avec le procédé « batch ». Les propriétés d’usage de la mousse (texture et stabilité), ont pu être reliées à ses paramètres de structure (fraction de vide et taille des bulles), et l’effet de la dénaturation des protéines sur les propriétés de la mousse a pu être quantifié. Outre son intérêt pour la fabrication d’échantillons, le SMX10™ peut constituer un procédé alternatif intéressant au niveau industriel. Un modèle de fonctionnement simplifié 1D est ici proposé. Ce modèle, basé sur le calcul de l’évolution le long du mélangeur de la pression et de la taille des bulles, prend notamment en compte l’expansion du gaz et utilise une modélisation semi-empirique de la viscosité de la mousse. Cette approche globale peut être mise à profit afin de dimensionner ce procédé pour une large gamme d’échelles et d’applicationsEgg white proteins (EWP) are widely used in food industries because of their excellent foaming properties. The pasteurization is often performed in the dry state to prevent a damage of their functional properties. The aim of this study is to estimate the effect of dry heat treatment at different levels on the EWP foams properties. The conformational changes of proteins and the formation of soluble aggregates caused by the treatment are investigated in relation to interfacial properties. A link is explored between the EWP denaturation and foam characteristics. As a first approach, foams are processed with a standard home mixer. A link is established between interfacial and rheological properties of foams, and foam stability improved for mild treatments. But such batch foaming process does not allow the production of fixed overrun or bubble size distribution. The static mixer (Sulzer-SMX10™) is therefore required to control the foam structure. It is then possible to link foams properties, i. E. Texture and stability, to their structural parameters (void fraction and bubbles size). The effect of the protein denaturation induced by dry heat treatment is also quantified. The SMX10™ static mixer may be proposed as an eminent alternative process to produce foams at lab but mostly at an industrial scale. An axial physical 1D model is proposed, based on the calculations along the mixer of the pressure drop and the bubble size. The gas expansion is taken into account, and a semi-empirical model is used to characterise the foam viscosity. This approach makes scale-up possible, in the view to use this process for a large range of scales and applications
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Rousseau, Marie-Ève. "Étude de la conformation et de l'orientation des protéines dans les soies naturelles." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24312/24312.pdf.
Full text
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Ibrahim, Ziad. "Etude de la structure et du mécanisme d’action du complexe unfoldase PAN, un activateur du protéasome 20S." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY027/document.
Full textAbstract:
La dégradation intracellulaire des protéines est un processus fondamental qui a lieu dans tous les organismes, depuis les bactéries jusqu’aux êtres humains. La dégradation continuelle des protéines est nécessaire pour réguler les concentrations intracellulaires d’enzymes qui contrôlent toutes les réactions métaboliques, ainsi que le contenu général de toutes les autres protéines, en réponse aux modifications physiologiques. Un état d’équilibre dynamique se crée ainsi où la concentration intracellulaire d’une protéine peut être modulée aussi par des modifications de la vitesse de dégradation et de la vitesse de synthèse. Le travail présenté dans cette thèse porte sur le complexe d’activation du protéasome des cellules d’archaea (PAN). PAN est un complexe hexamerique énergie-dépendant découvert chez les archaeas et impliqué dans le dépliement des protéines substrat pour faciliter leur dégradation par le protéasome 20S. Toutes les études structurales du complexe PAN assemblé n’ont pas réussi à révéler la structure de la protéine à cause des difficultés rencontrées au niveau de la préparation et la stabilité des échantillons. La première partie du travail présenté a permis de déterminer une structure par Cryo-microscopie électronique et un modèle pseudo-atomique du complexe PAN hexamerique de Pyrococcus horikoshii. De plus, l’étude des différents états conformationnels du complexe induits par liaison du nucléotide ont permis de gagner plusieurs informations sur le mécanisme des unfoldases AAA+ et de proposer un mode d’action du complexe PAN. La seconde partie de l’étude a conduit à élucider la question sur la dynamique et les changements conformationnels des systèmes AAA+ unfoldases en général et du complexe PAN en particulier pendant le dépliement des protéines substrats. La méthode de variation de contraste en diffusion de neutrons aux petits angles (SANS) couplée avec de la spectroscopie de fluorescence appliqué à l’étude en temps réel du processus de dépliement de substrat par le système PAN de Methanococcus jannaschii a permis de révéler, pour la première fois, des mouvements de contraction de PAN pendant le dépliement du substrat induits par l’hydrolyse de l’ATP et suivis par une relaxation de la molécule à la fin du processus. Le mécanisme de dépliement par PAN semble être un mouvement de pompage péristaltique qui entraine un dépliement directionnel du substrat. L’ensemble de ce travail contribue à mieux comprendre la structure et le mécanisme d’action de la machine PAN dans les cellules et d’avoir une idée plus claire sur la dynamique fonctionnelle des complexes AAA+ à l’origine de leurs fonctions biologiquesIntracellular protein degradation is a fundamental process occurring in all organisms, from bacteria to human. The continual degradation of proteins is necessary for regulating the intracellular levels of enzymes that control all metabolic reactions, as well as the general content of all other proteins, in response to physiological changes. A state of a dynamic equilibrium is created where the intracellular concentration of a protein can be modulated by changes in the synthesis rate as well as the degradation rate. The work presented in this thesis deals with the proteasome activating complex from archaeal cells (PAN). PAN is an energy dependent hexameric complex discovered in archaea and involved in the unfolding of protein substrates to facilitate their degradation by the 20S proteasome. All the previous structural studies on the assembled PAN complex have failed in revealing the structure of the whole complex because of the difficulties encountered during sample preparation and stabilization. In the first part of this work we determined a Cryo-electron microscopy structure and a pseudo-atomic model of the hexameric PAN complex from Pyrococcus horikoshii. In addition, the study of the different conformational states of the PAN complex induced by nucleotide binding helped in gaining several information about the AAA+ unfoldases mechanism and to propose a mode of action of the PAN complex. The second part of the study led to elucidate the question about the dynamic and the conformational changes of the AAA+ unfoldases in general and the PAN complex in particular. The method of contrast variation in Small Angle Neutron Scattering (SANS) coupled with online fluorescence spectroscopy applied to study, in real-time, the substrate unfolding process by the PAN complex from Methanococcus jannaschii allowed to reveal, for the first time, a contraction movements of PAN during substrate unfolding induced by ATP hydrolysis and followed by a relaxation of the molecule at the end of the process. The unfolding mechanism processed by PAN appears to be a peristaltic pumping motion that leads to a directional unfolding of the substrate. The whole work presented in this thesis contributes in understanding the structure and the mechanism of action of the PAN molecular machine inside the cells and to have a clearer idea about the functional dynamics of the AAA+ complexes at the origin of their biological functions
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Le, Floch-Fouéré Cécile. "Comportement interfacial et propriétés moussantes de protéines de blanc d’œuf." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S072.
Full textAbstract:
Les protéines de blanc d’œuf sont utilisées dans de nombreuses formulations alimentaires en raison de leurs excellentes propriétés fonctionnelles, notamment moussantes. Des mesures mécaniques et optiques permettent d’étudier les mécanismes de formation des mousses en se basant sur les propriétés interfaciales de ces protéines de blanc d’œuf. Les études ont été réalisées à l’interface air/eau grâce à des techniques appropriées optiques et spectroscopiques ainsi que des mesures de propriétés moussantes. Les différents mélanges d’ovalbumine et de lysozyme à la concentration totale de 10 g·l-1 montrent qu’il existe une synergie entre ces deux protéines au cours de leur adsorption à l’interface. Suite à ces travaux, l’étude spécifique du ratio équimolaire par adsorption séquentielle a permis de suggérer l’existence d’une organisation stratifiée des deux protéines en mélange avec de l’ovalbumine pour la couche la plus proche de l’interface et du lysozyme venant s’adsorber sous ce film d’ovalbumine formant ainsi des multicouchesEgg albumen proteins are used in numerous food formulations owing to their excellent functional properties, notably foaming properties. Mechanical and optic measurements allow to study the foams formation’s mechanisms by being based on the interfacial properties of these egg white proteins. The studies have been performed at the air/water interface thanks to suitable techniques and measures of foaming properties. Different mixtures of ovalbumin and lysozyme at a total protein concentration of 10 g·l-1 show that there is a synergy in the interfacial adsorption between the two proteins. Further to these experiments, the specific study of equimolar ratio by sequential adsorption allowed to suggest the existence of a stratified organization of both proteins in mixtures with ovalbumin for the closest layer to interface and lysozyme which is located just under this ovalbumin’s film forming multilayers
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Héliou, Amélie. "Molecular conformations and game theory." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX033/document.
Full textAbstract:
Les protéines et acides ribonucléiques sont les principaux acteurs de nombreux processus cellulaires.Comprendre leurs fonctions, structures et interactions est un challenge important.Les méthodes expérimentales fournissent des informations sur la structure et la dynamique des molécules.Cependant les méthodes expérimentales sont limitées par le nombre de molécules qu'elles peuvent observer et les moyens qu'elles requièrent.Les méthodes de prédiction permettent d'obtenir des informations structurelles de façon quasi-automatique.Pour s'assurer de leur fiabilité, elles sont testées sur des données expérimentales.Nous présentons une procédure basée sur la cinétique inverse pour trouver une transition entre deux conformations d'un ARN tout en conservant sa structure secondaire.Nous obtenons des résultats comparables à l'état de l'art, ce qui montre que notre sélection des degrés de liberté est pertinente.De plus, nous utilisons des données partielles, ce qui permet d'utiliser différents types de résultats expérimentaux.Nous abordons aussi le problème du repliement protéique par une approche de théorie des jeux.Nous représentons une protéine par un jeu où les joueurs sont les acides aminés et les stratégies, les angles dièdres.La prédiction de structure peut alors être vue comme la recherche d'un équilibre dans un jeu multi-joueur où les fonctions d'utilité correspondent à la qualité du repliement.Nous montrons que l'algorithme de non-regret, appelé Hedge, garantit l'élimination des stratégies dominées et la convergence locale vers un équilibre de Nash.Puis, en limitant notre analyse aux jeux de potentiel, nous montrons qu'une classe plus large d'algorithmes, les algorithmes de régularisation, convergent vers un équilibre de Nash presque surementProteins and Ribonucleic Acids are the workhorses of many cellular processes.Understanding their functions, structures and interactions is an important challenge.Experimental methods provide actual information on structure and dynamics of molecules.However they have limitations : they cannot be applied to all molecules, and they need a lot of resources.Prediction methods are almost automatic ways of obtaining structural information.They are tested on experimental data to attest their reliability.We present, here, approaches tackling different problems.We develop a kinematics-based procedure to morph a RNA molecule between conformations while preserving its secondary structure.We obtain results comparable to state of the art methods showing that our selection of degrees of freedom is efficient.Furthermore we only use sparse information allowing for various kinds of experimental inputs.We also look at the protein structure prediction problem from a game theory angle.We represent the protein dynamics as a game, in which players are amino acids and strategies are dihedrals angles.The structure prediction can thus be seen as finding equilibrium in a multi-players game where all players have utility functions corresponding to the quality of the protein structure.We showed that a well-known no-regret algorithm, called Hedge, guarantees dominated strategies to vanish and a local convergence toward Nash equilibria.Furthermore restricting our analysis to potential games we showed that dual-averaging regularized learning algorithms converge toward a Nash equilibrium almost surely
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Giordano, Cécile. "Étude du mécanisme d’activation de la voie de signalisation canonique de Hedgehog chez la drosophile." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4131.
Full textAbstract:
Hedgehog (Hh) est un morphogène secrété qui contrôle la croissance et la différentiation cellulaire chez les métazoaires. La dérégulation de son activité entraine des maladies développementales et de nombreux cancers chez l’adulte. Chez la drosophile, la transduction du signal Hh est initiée par la fixation de Hh sur son récepteur Patched (Ptc), conduisant à la stabilisation de la protéine membranaire Smoothened (Smo) et à l’activation du complexe de transduction composé de 5 protéines : les kinases Fused (Fu), PKA, GprK2, la kinésine Costal 2 (Cos2), et le facteur de transcription Cubitus Interruptus (Ci). Ma thèse a porté sur l’étude de la régulation et des interactions moléculaires entre les composants du complexe de transduction. Par des approches complémentaires, j’ai montré qu’en absence d’Hh, les protéines PKA et Fu interagissent du côté C-terminal de Ci, alors que la présence d’Hh induit leur relocalisation vers le domaine N-terminal de Ci. J’ai pu prouver que l’élément déclencheur de ce remaniement protéique est Smo. En présence d’Hh, Smo s’incorpore dans le complexe de transduction, conduisant à l’activation et au déplacement de Fu vers la région N-terminale de Ci. Ce remaniement entraine la phosphorylation et l’activation de Ci. Ma thèse révèle l’importance des changements de conformation au sein du complexe de transduction de la voie Hh. Le mécanisme de transduction étant conservé entre invertébrés et invertébrés, mon doctorat apporte des éléments de recherche pour mieux comprendre le fonctionnement normal et pathologique des cellulesHedgehog (Hh) is a secreted morphogen that controls growth and differentiation in both vertebrates and invertebrates. The dysregulation of its activity leads to severe developmental defects, and the onset of cancer in adults. In Drosophila, the Hh signal transduction is initiated by the binding of Hh to its receptor Patched (Ptc). This induces the stabilization of the transmembrane protein Smoothened (Smo) and the subsenquent activation of a transduction complex consisting of 5 proteins: the kinases Fused (Fu), PKA and Gprk2, the kinesin Costal2 (Cos2), and the transcription factor of the pathway Cubitus Interruptus (Ci). The aim of my thesis was to study the regulation and molecular interactions between the different components of the transduction complex. Thanks to complementary techniques, I have shown that in absence of Hh the proteins Fu and PKA interact in C-terminal part of Ci, whereas on the presence of Hh induces their relocalization toward the N-terminal domain of Ci. I have proved that the trigger element of this moving is Smo. In presence of Hh, Smo goes into transduction complex, allowing the activation and the moving of Fu toward N-terminal domain of Ci. This relocalization is responsible of Ci phosphorylation and activation. My thesis reveals the importance of conformational changes inside the transduction complex of Hh pathway. As the mechanism of transduction is conserved between species, my PhD provides research elements in order to better understand the normal and abnormal functioning of cells
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Sahli, Line. "Contribution de la conformation et du désordre intrinsèque des gliadines de blé dans leur assemblage." Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4073.
Full textAbstract:
Ces dernières années, un intérêt particulier de la part de la communauté scientifique, est porté sur les protéines intrinsèquement désordonnées (IDPs). Ces protéines sont omniprésentes dans le monde du vivant et constituent plus d’un tiers du protéome humain. Leur plasticité structurale leur permet d’interagir avec divers partenaires et, de ce fait, d’être impliquées dans de nombreux processus biologiques. Cependant, si de nombreuses études sur les IDPs humaines et végétales ont été menées, peu étude portant sur les IDPs de réserves végétales ont été réalisée à ce jour. L’utilisation d’outils de prédiction structurale nous a permis de mettre en évidence l’existence de domaines potentiellement désordonnées chez les protéines de réserve de blé. Le rôle et le comportement de ses domaines, notamment durant la phase d’accumulation des protéines dans la graine, reste non élucidé. Leurs propriétés d’assemblage et leur adaptation structurale et conformationnelle dans les corpuscules protéiques denses demeurent peu connus. Ce projet de thèse a donc pour objectif de comprendre le rôle des domaines prédits désordonnées, dans l’assemblage des protéines de réserve de blé. La γ-gliadine de blé, qui comporte à la fois un domaine N-terminal prédit désordonné, et un domaine C-terminal prédit ordonné, constituera un modèle protéique pour l’ensemble de nos recherchesIn recent years, the scientific community has been particularly interested in intrinsically disordered proteins (IDPs).These proteins are ubiquitous in the living world and represents more than a third of the human proteome. Their structural plasticity allows them to interact with various partners and to be involved in many biological processes. However, while many studies on human and plant IDPs have been done, few studies on plant storage IDPs have been done. The use of structural prediction tools has allowed us to highlight the existence of potentially disordered domains in wheat storage proteins. The role and behavior of these specific domains, during the accumulation of proteins in the seed, remain unclear. Their assembly and structural adaptation in dense protein bodies remain poorly understood. This thesis project aims to understand the role of predicted disordered domains in the assembly of wheat reserve proteins. The wheat γ-gliadin, which has both a disordered predicted N-terminal domain and an ordered predicted C-terminal domain, will constitute a protein model for all our research
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Couturier, Bruno. "Étude conformationnelle de la phosphatase alcaline de mammifère : influence des ponts disulfure et de l'ancre glycosylphosphatidylinositol." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10266.
Full textAbstract:
Les phosphatases alcalines sont des enzymes tres repandues des bacteries aux mammiferes. Les proteines des mammiferes se differencient des formes bacteriennes par la presence a l'extremite c-terminale d'un groupement glycosylphosphatidylinositol (gpi) qui permet leur ancrage sur la face externe de la membrane plasmique. Alors que la proteine d'escherichia coli est tres etudiee, les donnees structurales sont plus rares pour les formes de mammifere. Dans le but de mieux comprendre l'organisation structurale de cette enzyme, nous avons entrepris l'etude de la denaturation de la phosphatase alcaline d'intestin de buf en presence d'agents chaotropes et de differents reactifs des cysteines. Ces techniques ont ete appliquees a la proteine, avec et sans ancre gpi, afin d'obtenir des informations sur sa structure et d'evaluer l'influence de la partie lipidique sur la conformation de la partie proteique. Les resultats des etudes de denaturation par des agents chaotropes permettent de proposer un modele a trois etats : 1) l'etat natif est dimerique, actif, les trp et cys sont enfouis, 2) l'etat intermediaire est mis en evidence par l'exposition d'un premier pont disulfure, 3) l'etat denature est monomerique, inactif, les trp et cys sont exposes. De plus, nous mettons en evidence une contribution des cysteines a la conformation de la proteine : le premier pont disulfure intervient directement dans la stabilisation du site actif alors que le second joue un role dans la stabilisation reciproque des monomeres et du dimere. Ces resultats nous permettent de proposer une organisation structurale semblable a celle de la phosphatase alcaline d'e. Coli : chaque monomere comprendrait deux domaines dont l'un pourrait etre le siege d'un evolution divergente. L'etude de l'influence du gpi ne montre pas d'effet marquant de l'ancre sur la structure de la proteine mais suggere une modulation des interactions intermoleculaires.
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Debret, Gaëlle. "Etude par Modélisation Moléculaire des Propriétés Mécaniques d'un Système Membranaire : le Canal mécanosensible Mscl au sein de Bicouches Lipidiques Modèles." Paris 7, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00189606.
Full textAbstract:
Les canaux mécanosensibles de large conductance (MscL) sont des protéines membranaires intégrales permettant à la bactérie de survivre lors de chocs hypo-osmotiques. Leur principale caractéristique est de s'ouvrir en réponse à un stress mécanique : une tension de la membrane. La compréhension de leur mode d'activation est un prérequis pour élaborer un modèle global de la sensibilité à la tension membranaire. Nous avons étudié les premières étapes du mécanisme d'ouverture du MscL induites par une diminution de l'épaisseur membranaire, ainsi que les interactions gouvernant ces changements conformationnels par des simulations de dynamique moléculaire. La comparaison des analyses en composantes principales des trajectoires et en modes normaux nous a permis de mettre en évidence l'influence de la membrane sur la dynamique intrinsèque du canal. Nous avons ensuite étudié des canaux MscL issus de différents organismes et présentant des sensibilités mécaniques différentes. Des différences significatives de comportement des deux systèmes plongés dans des membranes d'épaisseur variable ont été mises en évidence. Ces différences nous ont conduits à exploré le rôle des différentes régions et notamment le rôle des boucles périplasmiques en construisant des canaux hybrides par combinaison de régions provenant d'organismes différents. Les résultats obtenus confirment le rôle primordial des boucles périplasmiques dans la sensibilité du MscLMechanosensitive channels of large conductance are integral membrane proteins that permit the bacterium to survive when hypo-osmotic shock occurs. Their principal characteristic is to open in response to a mechanical stress : a tension of the membrane. Understanding their mode of activation is necessary to work out a global model of the mechanism of sensitivity to membrane tension. We studied the first stages of the gating mechanism of MscL induced by membrane thinning, as well as the interactions controlling these conformational changes by moleculardynamics simulations. The comparison of principal component analysis of the trajectories and the directions given by the normal modes enabled us to highlight the influence of the membrane on the intrinsic dynamics of the channel. We then studied MscL channels from various organisms and having different sensitivities. Significant differences between the behaviours of the two Systems plunged in membranes of variable thickness were highlighted. These differences led us to explore the role of the various domains and in particular the role of the periplasmic loops by building hybrid channels by combination of domains from different organisms. The results obtained confirm the fundamental role of the periplasmic loops in the sensitivity of the MscL
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Gibrat, Jean-François. "Modélisation sur calculateur électronique de la structure tridimensionnelle des protéines." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066471.
Full text
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Genieyz, Marie-Hélène. "Influence du champ électromagnétique (434 MHz) sur la conformation de la protéine β lactoglobuline." Toulouse, ENSAE, 1985. http://www.theses.fr/1985ESAE0001.
Full textAbstract:
"En utilisant des lignées cellulaires de thermosensibilités distinctes, il a été démontré que les ondes électromagnétiques non-ionisantes ont des effets biologiques qui précédent ceux dus à l'hyperthermie générale. Ces effets "précoces" sont supposés être la conséquence de changements de conformation des macromolécules, dont les protéines. Nous avions à tester expérimentalement l'hypothèse suivante : "la conformation des macromolécules peut-elle être modifiée par les champs électromagnétiques non-ionisants". Nous avons soumis la β-lactoglobuline bovine à un champ électromagnétique de 434 MHz. La composante électrique du champ électromagnétique peut intéragir avec le moment dipolaire global (rotation de la molécule), avec des composantes locales de ce moment dipolaire global (fluctuation de conformation), ou bien avec le moment dipolaire des molécules d'eau liées à la protéine. Nous présentons dans la première partie de ce travail l'analyse bibliographique concernant l'étude du moment dipolaire des protéines et de celui de la β-lactoglobuline bovine (Chapitre I, Chapitre II). Dans la seconde partie nous décrivons les résultats expérimentaux mettant en évidence un changement de conformation de la β-lactoglobuline sous l'effet d'un champ de 434 MHz (Chapitre III, Chapitre IV). "
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Lancelot, Nathalie. "Etude par RMN HRMAS de molécules greffées sur support solide : Etude par RMN VASS de protéines dans des milieux orientés." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. http://www.theses.fr/2004STR13127.
Full textAbstract:
Ce travail comporte deux parties. La première partie décrit des études structurales secondaires de peptides greffés sur des résines par RMN haute résolution à l'angle magique (HRMAS). Nous avons notamment montré par RMN HRMAS que les peptides poly-Aib (acide -aminoisobutyrique) et les homo-peptides C-tétrasubstitués [L-(Me)Leu]n (n = 1-5) adoptent une structure régulière en hélice 310 même lorsqu'ils sont liés de manière covalente à une matrice polymérique. De tels systèmes s'avèrent en effet très utiles pour les études de reconnaissance moléculaire ou comme catalyseurs en synthèse asymétrique. La deuxième partie est consacrée à l'étude par RMN VASS (Variable Angle Sample Spinning) des milieux orientés. Des spectres RMN d'ubiquitine en présence de bicelles à une concentration de 25% poids/volume ont été enregistrés dans des conditions de rotation de l'échantillon à différents angles de rotation. Pour un axe de rotation égal à l'angle magique ( = 54,7°), l'HSQC 1H/15N enregistrée sans découplage 1H dans la dimension indirecte correspond au spectre classique obtenu sur une protéine dans une solution isotrope et permet la mesure purement isotrope des constantes de couplage scalaire 1JNH. Pour un angle de rotation inférieur à l'angle magique ( < 54,7°) les bicelles s'orientent avec leur normal perpendiculaire à l'axe de rotation, tandis que pour un angle de rotation supérieur à l'angle magique ( > 54,7°) les bicelles s'orientent avec leur normale le long de l'axe de rotation. Cet alignement de bicelles crée des conditions anisotropes qui donnent lieu à l'observation de constantes dipolaires résiduelles sur l'ubiquitine. L'ampleur de ces constantes dipolaires résiduelles dépend directement de l'angle que le rotor fait avec le champ magnétique principal. En changeant cet angle de manière contrôlée, les constantes dipolaires résiduelles peuvent être aussi bien augmentées ou diminuées offrant ainsi la possibilité d'étudier simultanément une grande gamme de constantes dipolaires dans un même échantillonThis work is divided into two parts. The first part is dedicated to the secondary structural study of peptides grafted to a resin by High Resolution Magic Angle Spinning (HRMAS) NMR. We have shown by HRMAS NMR that poly-Aib (-aminoisobutyric acid) peptides and C-tetrasubstituted homo-peptides [L-(Me)Leu]n (n = 1-5) adopt a regular 310-helical structure even when covalently bound to a polymeric matrix. Such systems are very useful in molecular recognition studies or as catalysts in asymmetric synthesis. The second part is dedicated to the study of oriented media by Variable Angle Sample Spinning (VASS) NMR. NMR spectra of ubiquitin in the presence of bicelles at a concentration of 25% w/v have been recorded under sample spinning conditions for different angles of rotation. For an axis of rotation equal to the magic angle ( = 54,7°), the 1H/15N HSQC recorded without any 1H decoupling in the indirect dimension corresponds to the classical spectrum obtained on a protein in an isotropic solution and allows the measurement of pure isotropic scalar J-couplings 1JNH. For an angle of rotation inferior to the magic angle ( < 54,7°), the bicelles orient with their normal perpendicular to the spinning axis, whereas for an angle of rotation superior to the magic angle ( > 54,7°) the bicelles orient with their normal along the spinning axis. This bicelle alignment creates anisotropic conditions that give rise to the observation of residual dipolar couplings in ubiquitin. The magnitude of these dipolar couplings depends directly on the angle that the rotor makes with the main magnetic field. By changing this angle in a controlled manner, residual dipolar couplings can be either scaled up or down thus offering the possibility to study simultaneously a wide range of dipolar couplings in the same sample
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Gaillard, Thomas. "Etude in silico de l'allostérie et des changements conformationnels de grande envergure dans les intégrines." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. http://www.theses.fr/2007STR13129.
Full textAbstract:
Les intégrines sont des protéines transmembranaires qui jouent un rôle primordial dans l'adhésion cellulaire. Des études expérimentales ont montré qu'elles se comportaient comme des commutateurs bidirectionnels allostériques et subissaient de grands changements conformationnels. L'objectif de ce travail est d'analyser les changements de conformation qui accompagnent le fonctionnement des intégrines par la modélisation moléculaire. De multiples structures du I-domaine ont tout d'abord été soumises à une analyse comparative en modes normaux. La dynamique des domaines I-like et Hybrid a ensuite été étudiée par une analyse quasi-harmonique. Enfin, l'activation de la partie extracellulaire complète de l'intégrine a été étudiée par dynamique moléculaire ciblée. Le travail réalisé apporte un point de vue nouveau sur la dynamique des intégrines et permet d'améliorer la connaissance des mécanismes moléculaires réalisant le couplage entre la conformation et l'affinité pour les ligandsIntegrins are transmembrane proteins playing a central role in cellular adhesion. Experimental studies have shown that they behave as bidirectional allosteric transmitters and were subjected to large-scale conformational changes. The aim of this work is to analyse by molecular modelling the conformational changes associated with integrin function. Multiple structures of the I-domain have first been submitted to a comparative normal mode analysis. Dynamics of the I-like and Hybrid domain has then been studied by quasi-harmonic analysis. At last, activation of the complete extracellular part of the integrin has been studied by targeted molecular dynamics. This work brings a new point of view on integrin dynamics and contributes to improve our knowledge of the molecular mechanisms involved in the coupling between the conformation and the affinity for ligands
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Geourjon, Christophe. "ANTHEPROT, un logiciel d'analyse de séquences et de structures tridimensionnelles de protéines : application à la détermination de structure sous contraintes RMN." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10111.
Full textAbstract:
Une des etapes capitale de l'etude des relations structures-fonctions des proteines consiste a effectuer une analyse exhaustive des sequences proteiques afin d'en extraire le maximum d'information. Nous avons mis au point une nouvelle methode de prediction de la structure secondaire appelee sopm, pour self optimised prediction method qui est aujourd'hui une des plus performante (69%) pour 3 etats structuraux: helice, feuillet et regions aperiodiques). Cette methode associe etroitement recherche de proteines homologues, recherche de proteines appartenant a une meme classe structurale et auto-optimisation de la prediction. Nous avons developpe un logiciel graphique interactif d'analyse theorique de sequence de proteine sur station de travail ibm risc 6000, le logiciel antheprot. Ce logiciel rassemble un large eventail de methodes d'etudes des sequences de proteines: recherche de sites fonctionnels, recherche de proteines homologues dans les banques de sequences, techniques d'alignements multiples, etude de parametres physico-chimiques, prediction de structures secondaires. Le logiciel antheprot permet la visualisation et la manipulation de structures tridimensionnelles de macromolecules. Il possede les differents outils couramment utilises: modes de representations, selections, module de superposition, outils geometriques, visualisation de proprietes physico-chimiques, exploitation de resultats de dynamique moleculaire. Afin de repondre aux besoins specifiques de la modelisation moleculaire sous contraintes rmn, nous avons developpe a l'interieur d'antheprot un module rmn permettant une interface avec le logiciel x-plor. Ce module graphique et interactif permet une exploitation rapide des donnees issues de la rmn et de la modelisation. Cette strategie globale d'etude des relations structure-fonction, a ete utilisee dans le cadre du projet de caracterisation structurale et fonctionnelle du domaine de fixation a l'adn du represseur frur de l'operon ace d'escherichia coli. Ce domaine a ete surexprime et purifie a l'homogeneite, sa structure a ete determinee par modelisation moleculaire sous contraintes rmn en utilisant les logiciels x-plor et antheprot
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Bussières, Sylvain. "Étude de l'activité enzymatique, de la structure secondaire et de la liaison membranaire de la lécithine : rétinol acyltransférase." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28574/28574.pdf.
Full text
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Craveur, Pierrick. "Analyse de la conformation locale des structures protéiques : irrégularités des feuillets béta, modifications post-traductionnelles et flexibilité." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077154.
Full textAbstract:
J'ai basé mon travail sur une représentation des protéines développée au laboratoire : l'alphabet structural des Blocs Protéiques (BPs). Cet alphabet permet de décrire et d'étudier les conformations locales composant les structures des protéines. Grâce à cette représentation j'ai pu m'intéresser, dans un premier temps, à l'étude structurale d'irrégularités observées au sein des feuillets 13, les β-bulges. Ils sont décrits dans la littérature comme conservés au sein des familles protéiques et impactant la structure, et la fonction des protéines. J'ai cherché à répondre à la question : les 13-bulges sont-ils réellement conservés au sein de repliements homologues ? Dans un second temps, je me suis intéressé aux modifications post-traductionnelles (PTMs) qui par essence correspondent à des modifications très diverses des résidus protéiques. Ces PTMs sont de plus en plus étudiées dans le contexte structural, et leur impact sur la flexibilité est de plus en plus pointé du doigt. J'ai ainsi développé une base de données qui répertorie les structures contenant des modification: annotées comme PTMs. Grâce à ces données j'ai essayé de répondre à la question : les PTMs ont-elles un effet sur la structure des protéines ? Cet effet impact-il globalement ou localement la structure des protéines ? Enfin dans la dernière partie de ma thèse, je me suis intéressé à la corrélation entre les conformations locales et la flexibilité du squelette polypeptidique. Par le biais de nombreuses simulations de dynamique moléculaire, j'ai cherché à quantifier cette corrélation, de manière systématique, puis au regard de la présence de β-bulges et de sites de PTMs. Ces derniers travaux amèneront un nouveau regard sur la méthode de prédiction de la flexibilité développée au laboratoireI based my work on a representation of proteins developed in the laboratory: the structural alphabet of Protein Blocks (PBs). This alphabet is used to describe and study the local conformations of protein structures. With this representation I have firstly studied the structural irregularities observed in the 13 sheets, the β-bulges. They are described in the literature as conserved among protein families and impacting the structure and function of proteins. I tried to answer the question: are the β-bulges actually conserved within homologs folds? In a second time, I studied the post-translational modifications (PTMs), which essentially correspond to very different modifications of the protein residues. These PTMs are increasingly studied in the structural context, and their impact on the flexibility is more pointed. I have developed a database that curates the structures containing annotated modifications as PTMs. With this data I have tried to answer the question: Did the PTMs affect protein structure? This effect is global or local in protein structure? Finally in the last part of my thesis, I studied the correlation between local conformations and flexibility of the polypeptide backbone. Through numerous molecular dynamics simulations, I have attempted to quantify this correlation, systematically, and in view of the presence of β-bulges and PTMs sites. These works bring a new look on the prediction method developed in the laboratory flexibility
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Boudet, Julie. "Identification et caractérisation fonctionnelle de protéines stables à la chaleur en relation avec la tolérance à la dessiccation dans les graines de Medicago truncatula au cours de la germination." Angers, 2005. http://www.theses.fr/2005ANGE0032.
Full textAbstract:
Par une approche de protéomique, nous avons identifié les protéines stables à la chaleur impliquées dans la tolérance à la dessiccation (TD) de radicules de Medicago truncatula. Alors que la TD est perdue lors de l’émergence de la radicule, celle-ci est rétablie dans les radicules sensibles en soumettant les graines germées à un potentiel hydrique de -1,7 MPa. La comparaison des protéomes de radicules tolérantes et sensibles à la dessiccation a permis d’identifier 6 protéines LEA (Late Embryogenesis Abundant) dont la quantité est corrélée à la TD. Elles appartiennent aux groupes 1 (Em6), 2 (DHN3), 3 (MP2, SBP65 et PM18) et 5 (MtPM25). Elles sont présentes en plusieurs isoformes, sauf Em6 et MtPM25. Les Western blots montrent que la quantité de MtPM25 est aussi corrélée à la TD au cours de la maturation des graines et dans les cotylédons au cours de la germination. La spectrométrie infrarouge par transformée de Fourier montre que la MtPM25 recombinante est relativement peu structurée à l’état hydraté et adopte une conformation ordonnée en hélices- à l’état sec. MtPM25 ne protège pas l’intégrité des membranes à l’état sec mais augmente la densité moléculaire des états vitreux formés de sucresTo identify heat stable proteins involved in desiccation tolerance (DT), a proteomic screening was combined with a physiological system that enables to re-establish DT in sensitive emerged radicles of Medicago truncatula by an osmotic treatment using a PEG solution of -1. 7 MPa. The comparison between the heat stable proteomes of desiccation-sensitive and –tolerant radicles led to the identification of 6 LEA (Late Embryogenesis Abundant) proteins, whose abundance is linked to DT. These proteins are classified in group 1 (Em6), 2 (DHN3), 3 (MP2, SBP65 and PM18) and 5 (PM25). All of them are present in several isoforms, except for Em6 and MtPM25. Western blots demonstrate that the abundance of MtPM25 is also correlated with the acquisition of DT during seed maturation and loss of DT in cotyledons during germination. Fourier transform infrared spectroscopy indicates that the recombinant MtPM25 protein is relatively unordered in the hydrated state and becomes more structured by adopting -helices during drying. MtPM25 is not able to protect membrane integrity upon drying but is capable of improving the properties of the glassy state of sugars by increasing its molecular density
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Errami, Mounir. "Analyse statistique des structures tridimensionnelles de protéines et validation de familles structurales à bas taux d'identité." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10178.
Full textAbstract:
Le travail présenté comporte deux parties. Dans la première partie, nous présentons une stratégie originale pour l'étude statistique exhaustive et objective des structures tridimensionnelles de protéines. Cette stratégie est basée sur une architecture logicielle bioinformatique complexe grâce à laquelle nous établissons les relations entre les alignements multiples de séquences et la conservation de caractéristiques structurales particulières au sein de protéines. Nous montrons que les acides aminés des ponts disulfures, des interactions hydrophobes ou électrostatiques sont particulièrement conservés dans les alignements multiples, suggérant l'apport potentiel des alignements multiples pour la prédiction des structures tridimensionnelles. Par ailleurs, nous montrons que les alignements les plus informatifs sont constitués de séquences apparentées faiblement similaires. Cependant, il est difficile de valider les familles structurales à faible similarité. Dans la seconde partie du travail, nous présentons une méthode qui permet à partir d'un alignement multiple de séquences, de détecter les séquences " intruses " n'ayant pas de parenté avec les autres séquences de l'alignement. Cette méthode s'appuie sur la prédiction des structures secondaires et l'analyse de leur compatibilité dans les alignements multiples. Cette méthode automatique fournit un moyen efficace de s'assurer de la cohérence des alignements multiples et peut être utilisée pour réaliser de manière itérative, les alignement les plus divergents possibles et donc les plus informatifs. Par ailleurs, cette méthode peut être utile dans d'autres domaines : la caractérisation et la classification des protéines, l'amélioration des alignements multiples de séquences et des outils d'alignements et la modélisation des structures de protéines. Ces champs d'étude offrent des perspectives intéressantes pour les outils développés et les travaux réalisés durant cette thèse.
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Colas, Claire. "Exploration des déterminants structuraux caractérisant les interactions des récepteurs nicotiniques et de leurs homologues avec leurs ligands par arrimage et modélisation moléculaire." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077183.
Full textAbstract:
Les récepteurs nicotiniques (nAChR) sont des protéines membranaires qui appartiennent à la superfamille des récepteurs Cys-loop. Chez les mammifères, ces récepteurs sont impliqués dans la transduction du signal nerveux. Il existe une grande variété de récepteurs nicotiniques qui interviennent dans différents processus cognitifs. De ce fait, ils sont impliqués dans de nombreux dysfonctionnements neuronaux et constituent une cible thérapeutique prometteuse. La conception de nouveaux ligands ciblant ces récepteurs nécessite en amont de caractériser les déterminants structuraux qui définissent l'effet agoniste ou antagoniste d'un ligand pour un récepteur. A ce jour il n'existe pas de protéines à suffisamment haute résolution permettant une étude structurale des interactions protéine-ligand. En revanche il existe des données expérimentales à haute résolution concernant deux types de protéines homologues aux récepteurs nicotiniques qui ont permis de réaliser des études structurales. D'une part, un criblage virtuel réalisé sur une protéine orpheline procaryote homologue aux récepteurs nicotiniques a permis de déceler un antagoniste de cette protéine. D'autre part, les structures de la protéine soluble Acetylcholine Binding Protein homologue des récepteurs nicotiniques ont été utilisées pour étudier les interactions protéine-ligandFor structure calculation, the main source of information from Nuclear Magnetic Resonance (NMR experiments is the Nuclear Overhauser Effects (NOEs), which provide information about the distance between some protons of the molecule studied. The ARIA software package (for "Ambiguous Restraints for Iterative Assignment") is used to analyse and interpret NMR data, to determine a set of three-dimensional structures consistent with experimental data. ARIA uses the above measures in the form of distance constraints imposed, in silico, on the molecule. To impose these distances, the software used so far the "Soft Square" potential which presents a window of tolerance around the target distance measured experimental in order to take into account the uncertainties on the experimental data. A Recent analysis has shown the NOE errors follow a log-normal distribution, suggesting the use of a new log-harmonic potential. The aim of my thesis has been to show the effectiveness of the log-harmonic potential in improving the quality of structures determined by NMR. The first part of my thesis focuses on studying the behaviour of the potential with some examples of structures well known and whose data have been manually prepared. In second part, the recalculation of 398 NMR structures has demonstrated the overall improvement of the qualit of structures calculated with the log-harmonic potential. Finally, in a third part, the study of two protein allowed identifying the properties of the log-harmonic potential for error detection in structures
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Laligant, Anne. "Evaluation des modifications de conformation de la }b-lactoglobuline soumise à̄ des traitements thermiques à pH neutre." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20123.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif de mettre au point un ou plusieurs procedes rapides et discriminants d'evaluation de la conformation native ou denaturee de la beta-lactoglobuline (blg), dans le but de les correler a des proprietes technologiques. Une etude comparative de la liaison de trois sondes fluorescentes hydrophobes (acide cis parinarique, acide anilino-naphthalene sulfonique, retinol) sur la blg-native ou la serum albumine bovine est menee systematiquement en fonction des conditions experimentales (concentrations, modele mathematique de la liaison) et permet de mettre au point une methodologie d'evaluation de l'hydrophobicite de surface des proteines. Les resultats sont reproductibles. Les caracteristiques de la liaison du retinol sur la blg-native (nombre de sites, constante de dissociation) sont mises a profit pour suivre les modifications de conformation induites par traitements thermiques (75-90#oc) a des ph proches de la neutralite ou par simples variatons de ph. Une seconde approche fait appel a la production d'anticorps polyclonaux anti-blg-native et anti-blg-hcoooh, la blg-hcoooh ayant subi une oxydation performique. Ces deux outils sont capables de detecter les modifications de conformation, l'immunserum anti-blg-denaturee permettant d'atteindre une meilleure sensibilite. Les traitements thermiques etudies se manifestent par une baisse de l'hydrophobicite quelque soit le ph et des modifications des determinants antigeniques qui se traduisent par un accroissement de la reactivite des anticorps anti-blg-native et anti-blg-hcoooh pour les proteines denaturees. Des resultats similaires ont ete observes en presence d'un isolat proteique enrichi en blg
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Bednarczyk, Audrey. "Nouvelles méthodologies en protéomique pour une caractérisation fine des protéines." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/BEDNARCZYK_Audrey_2008.pdf.
Full textAbstract:
Les nouveaux besoins en analyse protéomique résident dans une caractérisation toujours plus fine des protéines ce qui inclus l’identification de modifications post-traductionnelles (PTMs). Ainsi, deux sujets ont été abordés : La caractérisation de N-glycoprotéines dont l’importance dans les systèmes biologiques n’est plus à démontrer. Ces études ont été réalisées sur une hormone de fécondité la FSH, un anticorps monoclonal, une protéine allergène et le parasite Toxoplasma Gondii. Le protéome du cheveu humain jamais été étudié en protéomique du fait de la complexité et de la nature des protéines. Nous avons mis au point des méthodes analytiques pour identifier les protéines de la tige capillaire, et cela pour mieux comprendre la structure du cheveu en termes de localisation des protéines, modifications des protéines et interactions protéines-protéines. Ainsi nous avons pu caractérisé plusieurs PTMs (méthylation, oxydation) et des connections inter-chaînes peptidiquesOne of the new challenges in proteomics consists in the full characterization of proteins which include the identification of post-translational modifications (PTMs). Thus, two subjects were explored during this PhD thesis: The characterization of N-glycoproteins for which ones the importance in protein function is well established: A number of studies were performed on the follicle stimulating hormone, a monoclonal antibody, a allergenic protein and Toxoplasma Gondii. The human hair proteome: Complementary analytical methods were developed to identify all the proteins present in the hair shaft in order to better understand this complex network. In particular; protein-protein interactions, localization of some proteins, and the type of modifications occurring on human hair proteins have been elucidated from this study
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Taly, Jean-François. "Evaluation de la structure des modèles de protéines par dynamique moléculaire." Paris 7, 2007. http://www.theses.fr/2007PA077138.
Full textAbstract:
Dans ce projet nous avons analysé différentes caractéristiques structurales le long de trajectoires de dynamique moléculaire (DM) dans le but de discriminer des modèles similaires de modèles dissimilaires. Ces modèles sont basés sur des alignements séquence-structure fournis par notre méthode de reconnaissance de repliements, FRO5T. Les modèles similaires ont été construits à partir d'alignements de séquences avec des structures similaires à leur structure native et les modèles dissimilaires à partir d'alignements de séquences avec des structures sans relations avec leur structure native. Nous avons construit un jeu de modèles couvrant l'ensemble de la gamme pouvant être générée : d'un modèle parfait, Le. , la structure native, à un mauvais modèle, i. E. , un alignement de la séquence cible sur une structure appartenant à une autre classe structurale, en passant par plusieurs modèles intermédiaires basés sur des alignements de FROST. Nous avons soumis ces modèles à des simulations de DM de 11 ns à 3 températures. Nous avons analysé les moyennes du «Root-Mean-Square déviation» (RMSd) par rapport à la conformation initiale, les fluctuations du RMSd, le nombre de familles conformationnelles, l'évolution des structures secondaires, et les scores d'un nouveau potentiel statistique fondé sur les surfaces atomiques d'interaction. Aucun de ces critères est capable, seul, de discriminer les modèles similaires des modèles dissimilaires. Cependant cette discrimination est possible si nous les combinons. La capacité à discriminer les modèles similaires des modèles dissimilaires nous permet d'augmenter la spécificité et la sensibilité de FRQST dans les cas ambiguësIn this study we monitor different protein structural properties along molecular dynamics (MD) trajectories to discriminate correct from erroneous models. These models are based on the sequence-structure alignments provided by our fold recognition method, FROST. We define correct models as being built from alignments of sequences with structures similar to their native structures and erroneous models from alignments of sequences with structures unrelated to their native structures. We built a set of models intended to cover the whole spectrum: from a perfect model, i. E. , the native structure, to a very poor model, i. E. , a random alignment of the test sequence with a structure belonging to another structural class, including several intermediate models based on fold recognition alignments. We submitted these models to 11 ns of MD simulations at 3 different temperatures. We monitored along the corresponding trajectories the mean of the Root-Mean-Square deviations (RMSd) with respect to the initial conformation, the RMSd fluctuations, the number of conformation clusters, the evolution of secondary structures, and new statistical potential scores based on atomic interaction surface areas. None of these criteria alone is 100% efficient in discriminating correct from erroneous models. However if we consider these criteria in combination it is straightforward to discriminate thé two types of models. The ability of discriminating correct from erroneous models allows us to improve the specificity and sensitivity of our fold recognition method for a number of ambiguous cases
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Bastianelli, Giacomo. "Computational design of protein-based serine proteases inhibitors : tools and applications." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077175.
Full textAbstract:
PfSUBl et PfSUB2 sont deux régulateurs de l'étape érythrocytaires du parasite et représentent de nouvelles cibles thérapeutiques intéressantes pour le développement de nouvelles familles de composés contre le paludisme. La limite majeure pour un tel développement rationnel de molécule sur les PFSUBs reste l'absence de structures expérimentales et des difficultés à exprimer l'enzyme recombinante active en grande quantité. L'utilisation d'un criblage à haut débit n'est donc pas envisageable à ce jour. Afin de contourner ces problèmes, nous avons mis en place une stratégie de recherche rationnelle d'inhibiteurs protéiques à l'aide d'outils in silico. Cette thèse met l'accent sur la validation et l'application d'un ensemble de d'outils bioinformatiques pour effectuer du « protein design ». Nous avons utilisé ces outils afin de modifier la spécificité d'une structure existante contre une enzyme de malaria en identifiant un mutant de EETI-II qui inhibe PvSUBl avec un Ki de 86 μM. Notre approche a aussi été appliquée au « reverse-engineer » de PcFKl, une petite protéine de venin d'araignée qui inhibe le cycle érythrocytaire de P. Falciparum. Cette hypothèse basée sur nos prédictions a été confirmée par des tests in vitro sur PfSUBlPfSUBl and PfSUB2 are two key regulators of the erythrocytic stage of the parasite and are interesting drug targets for developing new leading compounds against malaria. The major limitations to the drug discovery on PfSUBs are the absence of an experimental structure and the difficulties of expressing large quantities of the active enzymes, restricting the use of high-throughput screening of compounds. To overcome these obstacles, we set up a discovery process based on the computational design of protein-based inhibitors. The thesis focused on developing, validating and applying a series of bioinformatics tools to use in computational protein design. We used these tools to change the specificity of an existing scaffold towards a malaria enzyme, identifying a EETI-II mutant that inhibits PvSUBl with a Ki of 86 μM. Our computational protein design approach was also applied to reverse-engineer PcFKl, a spider-venom derived small protein that inhibits the erythrocytic stage of P. Falciparum. The hypothesis we made using these tools was experimentally confirmed by the in-vitro enzymatic testing on PfSUBl. Despite the challenges we faced, mostly due to the lack of a expérimental structure of PvSUBl, we successfully designed the first protein-based inhibitor of SUBI. The reverse-engineering we performed on PcFKl further confirms the reliability of thèse structural bioinformatics methods
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Murciano, Brice. "Dynamique conformationnelle chez les protéines d'adhésion de Babesia : mythe ou réalité ?" Thesis, Montpellier 1, 2013. http://www.theses.fr/2013MON13510/document.
Full textAbstract:
L'une des infections parasitaires les plus courantes chez les animaux à travers le monde est la babésiose ou piroplasmose. Causée par le développement intraérythrocytaire d'un parasite du genre Babesia, elle présente de nombreux signes cliniques semblables à ceux du paludisme. Ce parasite, du phylum des Apicomplexes, est transmis via le vecteur tique et effectue son cycle de reproduction dans les cellules rouges du sang de l'hôte vertébré. En Europe B. divergens et B. canis sont les espèces majoritairement responsables respectivement de la babésiose bovine et la babésiose canine. Dans une stratégie de recherche vaccinale, l'étude de protéines parasitaires en contact avec la circulation sanguine est primordiale pour comprendre les interactions hôte-parasite et identifier des candidats vaccins à haut potentiel. Les protéines à ancrage GPI (glycosylphosphatidylinositol) font partie de ces protéines. La première protéine à ancrage GPI décrite chez B. divergens est Bd37.1. Elle induit une protection totale contre une infection à B. divergens à la condition qu'une séquence hydrophobe soit ajoutée en C-terminale. La résolution de la structure RMN de cette protéine a permis de mettre en évidence un probable mécanisme de changement conformationnel en fonction du pH. La structure composée de 3 sous domaines montre que celle-ci n'est maintenue que par des ponts salins qui peuvent se rompre en milieu acide. Or l'environnement membranaire dans lequel évolue Bd37.1 ancrée à la surface du parasite et/ou à l'approche du globule rouge lors de l'invasion est acide. Cette dynamique conformationnelle de la protéine Δ-Bd37, liée à l'environnement membranaire, pourrait être à l'origine du mécanisme qui confère une immunité en fonction de la présence ou non de la séquence hydrophobe en C-terminale de Bd37.1. Nous avons cherché à estimer les implications d'une telle dynamique dans les interactions hôtes-parasites à travers l'étude structurale de 2 protéines parasitaires (Bd37.1 et Bc28.1). Dans le premier cas nous étudions la dynamique conformationnelle de la protéine d'adhésion Bd37.1. Nous avons exploré les différentes conformations que pourrait adopter la protéine Bd37.1 par une approche de biophysique et nous avons stabilisé ces différentes conformations en solution par le biais de mutations pour les étudier. Parmi ces mutants, le mutant EDK-Δ-Bd37 dont les ponts salins ont été rompus montre des caractéristiques différentes de Δ-Bd37. Les données enregistrées sur ce mutant nous ont amené à résoudre sa structure et à tester son pouvoir vaccinant. Dans une seconde partie, nous caractérisons biochimiquement et fonctionnellement une autre protéine Bc28.1, l'orthologue de Bd37.1. chez B. canis, accompagnée de la résolution de sa structure. Nous montrons que Bc28.1 est une protéine d'adhésion localisée à la surface du parasite et nous comparons les structures de Bd37.1 et Bc28.1. Ces deux structures sont finalement très différentes tandis que localisation et fonction sont similairesOne of the most common parasitic infections in animals worldwide is babesiosis or piroplasmosis. Caused by the intraerythrocytic development of Babesia parasite, it has many clinical signs similar to those of malaria. This parasite of the phylum Apicomplexa, is transmitted via the tick vector and performs its reproductive cycle in red blood cells of the vertebrate host. B. In Europe divergens and B. canis species are mainly responsible respectively for bovine babesiosis and canine babesiosis. A strategy of vaccine research, the study of parasite proteins in contact with the bloodstream is essential for understanding host-parasite interactions and identify vaccine candidates with high potential. Anchored protein GPI (glycosylphosphatidylinositol) are part of these proteins. The first protein GPI anchors described in B. divergens is Bd37.1. It induces complete protection against infection with B. divergens provided a hydrophobic sequence is added at the C-terminus. Resolution NMR structure of this protein has highlighted a probable mechanism of conformational change as a function of pH. The structure consists of three sub areas shows that it is only maintained by salt bridges which can break in acidic medium. However, the environment within which Bd37.1 membrane anchored to the surface of the parasite and / or approach the red blood cell during the invasion is acidic. This conformational dynamics of the protein-Δ Bd37 linked to the membrane environment, could be at the origin of the mechanism that confers immunity depending on the presence or absence of the hydrophobic sequence at the C-terminus of Bd37.1. We sought to assess the implications of such dynamics in host-parasite interactions through structural study of two parasite proteins (Bd37.1 and Bc28.1). In the first case we study the conformational dynamics of the adhesion protein Bd37.1. We explored the different conformations that may be adopted by a protein Bd37.1 biophysical approach and we have stabilized in different conformations in solution through mutations to study. Among these mutants, the mutant Δ-Bd37-EDK including salt bridges were broken shows different characteristics Δ-Bd37. The data on this mutant led us to solve the structure and to test its power vaccinating. In a second part, we characterize biochemically and functionally Bc28.1 another protein, the ortholog Bd37.1. in B. canis, accompanied with the resolution of its structure. We show that Bc28.1 is an adhesion protein localized to the parasite surface and compare the structures and Bd37.1 Bc28.1. These two structures are ultimately very different while location and function are similar
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Giordano, Cécile. "Étude du mécanisme d’activation de la voie de signalisation canonique de Hedgehog chez la drosophile." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4131/document.
Full textAbstract:
Hedgehog (Hh) est un morphogène secrété qui contrôle la croissance et la différentiation cellulaire chez les métazoaires. La dérégulation de son activité entraine des maladies développementales et de nombreux cancers chez l’adulte. Chez la drosophile, la transduction du signal Hh est initiée par la fixation de Hh sur son récepteur Patched (Ptc), conduisant à la stabilisation de la protéine membranaire Smoothened (Smo) et à l’activation du complexe de transduction composé de 5 protéines : les kinases Fused (Fu), PKA, GprK2, la kinésine Costal 2 (Cos2), et le facteur de transcription Cubitus Interruptus (Ci). Ma thèse a porté sur l’étude de la régulation et des interactions moléculaires entre les composants du complexe de transduction. Par des approches complémentaires, j’ai montré qu’en absence d’Hh, les protéines PKA et Fu interagissent du côté C-terminal de Ci, alors que la présence d’Hh induit leur relocalisation vers le domaine N-terminal de Ci. J’ai pu prouver que l’élément déclencheur de ce remaniement protéique est Smo. En présence d’Hh, Smo s’incorpore dans le complexe de transduction, conduisant à l’activation et au déplacement de Fu vers la région N-terminale de Ci. Ce remaniement entraine la phosphorylation et l’activation de Ci. Ma thèse révèle l’importance des changements de conformation au sein du complexe de transduction de la voie Hh. Le mécanisme de transduction étant conservé entre invertébrés et invertébrés, mon doctorat apporte des éléments de recherche pour mieux comprendre le fonctionnement normal et pathologique des cellulesHedgehog (Hh) is a secreted morphogen that controls growth and differentiation in both vertebrates and invertebrates. The dysregulation of its activity leads to severe developmental defects, and the onset of cancer in adults. In Drosophila, the Hh signal transduction is initiated by the binding of Hh to its receptor Patched (Ptc). This induces the stabilization of the transmembrane protein Smoothened (Smo) and the subsenquent activation of a transduction complex consisting of 5 proteins: the kinases Fused (Fu), PKA and Gprk2, the kinesin Costal2 (Cos2), and the transcription factor of the pathway Cubitus Interruptus (Ci). The aim of my thesis was to study the regulation and molecular interactions between the different components of the transduction complex. Thanks to complementary techniques, I have shown that in absence of Hh the proteins Fu and PKA interact in C-terminal part of Ci, whereas on the presence of Hh induces their relocalization toward the N-terminal domain of Ci. I have proved that the trigger element of this moving is Smo. In presence of Hh, Smo goes into transduction complex, allowing the activation and the moving of Fu toward N-terminal domain of Ci. This relocalization is responsible of Ci phosphorylation and activation. My thesis reveals the importance of conformational changes inside the transduction complex of Hh pathway. As the mechanism of transduction is conserved between species, my PhD provides research elements in order to better understand the normal and abnormal functioning of cells
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Hnaien, Mouna. "Développement et optimisation de biocapteurs électrochimiques à base de biomolécules et de micro-organismes." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10100.
Full textAbstract:
Les biocapteurs sont des moyens d’analyse en plein essor à la fois rapides, sélectifs et peu coûteux applicables à des domaines extrêmement variés (environnement, santé, agroalimentaire,…). Dans ce type d’outil, un élément sensible de nature biologique (anticorps, enzyme, microorganisme, ADN…) doté d’un pouvoir de reconnaissance pour un analyte ou un groupe d’analytes est associé à un transducteur pouvant être de type électrochimique, optique ou thermique. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au développement de différents biocapteurs se basant sur l'immobilisation d'enzymes ou de bactéries sur des microélectrodes en vue d’une détection électrochimique. Nous avons montré les potentialités d’application de deux biocapteurs conductimétriques à base de protéinase K ou de protéinase K et de pronase à la détection des modifications de conformation de la myoglobine et de l’albumine de sérum bovin au cours de leur relargage à partir de microsphères de poly (ε-caprolactone). Nous avons également mis au point un biocapteur conductimétrique à base de catalase et d’alcool oxydase pour une détection rapide et sensible des alcools ainsi que deux biocapteurs à catalase pour la détection impédimétrique et conductimétrique du cyanure et l’étude des interactions catalase-cyanure. Nous avons enfin élaboré des biocapteurs bactériens à base de Pseudomonas putida F1 pour la détection du trichloroéthylène dans les eaux souterraines. Pour cela, une voie originale d’immobilisation des cellules, basée sur la fonctionnalisation du transducteur à l’aide de couches autoassemblées et d’anticorps, ainsi que l’utilisation de nanotubes de carbone, a été exploréeThe development of biosensors is an expanding research area. Indeed, biosensors are rapid, selective and cost-effective analytical tools which find applications in various fields (environment, health, food,…). They are constituted of a sensitive biological element (antibody, enzyme, microorganism, DNA…), which can selectively recognize one analyte or a group of analytes, associated to an electrochemical, optical or thermal transducer. In this work, we developed different biosensors based on enzymes or bacteria immobilised onto microelectrodes in view of electrochemical detection. First, we demonstrated the potentialities of two conductometric biosensors based on proteinase K or proteinase K and pronase for the detection of myoglobin and bovine serum albumine conformation changes during their release from poly (ε-caprolactone) microspheres. Then, we elaborated a bi-enzymatic conductometric biosensor with catalase and alcohol oxidase as sensing elements, for a rapid and sensitive detection of alcohols. Catalase impedimetric and conductometric biosensors were also developed for cyanide detection and used for the study of catalase-cyanide interactions. Finally, we prepared Pseudomonas putida F1 whole cell biosensors for the determination of trichloroethylene in groundwaters. For that, an original route, including the functionalisation of the transducer with a self-assembled-monolayer and antibodies, and the use of single-wall carbon nanotubes, was investigated for cell immobilisation
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Shen, Yimin. "Bioinformatique appliquée à la prédiction de structure de peptides." Paris 7, 2012. http://www.theses.fr/2012PA077070.
Full textAbstract:
Les peptides sont devenus, au cours des années récentes, une alternative de plus en plus crédible aux petits composés chimiques. Une première partie de cette thèse porte sur l'optimisation de PEP-FOLD, une approche rapide et précise de prédiction de novo de la structure des peptides. Nous montrons qu'il est possible de biaiser la recherche conformationnelle à moins de 20% de l'espace total tout en conservant la conformation native. Ce biais résulte d'une analyse a posteriori des trajectoires d'alphabet structural utilisées pour la génération 3D par PEP-FOLD. Sur la base de ce biais, nous montrons que PEP-FOLD2 peut être validé pour des tailles jusqu'à 50 acides aminés avec une précision de 2. 6 À, soit légèrement mieux qu'une approche de référence comme Rosetta, ce qui constitue une amélioration majeure par comparaison à PEP-FOLD1 qui pouvait générer des modèles tridimensionnels de peptides jusqu'à 30 acides aminés avec une précision de l'ordre de 2-3 À. Une deuxième partie a porté sur la recherche de fragments. J'ai développé une approche de comparaison de profils d'alphabet structural pour l'identification de fragments similaires à faible taux d'identité de séquence. Les résultats obtenus montrent d'une part qu'il est possible, à partir d'une collection de structures à faible taux d'identité de séquences (25%), d'identifier des fragments de taille comprise entre 6 et 27 acides aminés pour 90% des structures. La comparaison avec une autre méthode profil-profil récente, HHfrag, montre que l'information de la structure locale prédite sous la forme d'alphabet structural permet un gain en précision important de 27%, tout en ayant un taux de couverture légèrement supérieurIn these years, peptides have become an alternative more and more credible than small chemical compounds. A key step of peptide functional characterization is the characterization of their 3D structure. A first part of this thesis is related to PEP-FOLD optimization. PEP-FOLD is a fast and accurate approach for the de novo peptide structure prediction, based on the concept of structural alphabet. We show it is possible to bais the conformational search to as few as 20% of the full conformational space still having the native conformation. This biais results from an a posteriori analysis of the structural alphabet trajectories used for PEP-FOLD 3D generation. Based on such bias, we show PEP-FOLD2 can efficiently generate models for peptides up to 50 amino acids, at a precision of 2. 6 A, which is slightly better than a reference approach such as Rosetta. It is also a major improvement compared to PEP-FOLD1 that could generate 3D models for peptides up to 30 amino acids only, at a precision of 2-3 A. The second part focused on candidate fragment identification from sequence. I have developed an approach for structural alphabet profile comparison, to identify fragments of know structure at low sequence identity. Results show that, mining a non redundant collection of structures at low sequence identity (25%), the procedure is able to identify fragments of size between 6 and 27 amino acids covering 90% of the structures. Besides, a comparison with a recent amino acid profile-profile approach - Hhfrag - shows that the local structure information predicted using our structural alphabet allows a significant gain in accuracy - 27%, with a slightly better coverage
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Malod-Dognin, Noël. "Protein structure comparison : from contact map overlap maximisation to distance-based alignment search tool." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S015.
Full textAbstract:
In molecular biology, a fruitful assumption is that proteins sharing close three dimensional structures may share a common function and in most cases derive from a same ancestor. Computing the similarity between two protein structures is therefore a crucial task and has been extensively investigated. Among all the proposed methods, we focus on the similarity measure called Contact Map Overlap maximisation (CMO), mainly because it provides scores which can be used for obtaining good automatic classifications of the protein structures. In this thesis, comparing two protein structures is modelled as finding specific sub-graphs in specific k-partite graphs called alignment graphs. Then, we model CMO as a kind of maximum edge induced sub-graph problem in alignment graphs, for which we conceive an exact solver which outperforms the other CMO algorithms from the literature. Even though we succeeded to accelerate CMO, the procedure still stays too much time consuming for large database comparisons. To further accelerate CMO, we propose a hierarchical approach for CMO which is based on the secondary structure of the proteins. Finally, although CMO is a very good scoring scheme, the alignments it provides frequently posses big root mean square deviation values. To overcome this weakness, we propose a new comparison method based on internal distances which we call DAST (for Distance-based Alignment Search Tool). It is modelled as a maximum clique problem in alignment graphs, for which we design a dedicated solver with very good performancesUne hypothèse féconde de la biologie structurale est que les protéines partageant des structures tri-dimensionnelles similaires sont susceptibles de partager des fonctions similaires et de provenir d'un ancêtre commun. Déterminer la similarité entre deux structures protéiques est une tâche importante qui à été largement étudiée. Parmi toutes les méthodes proposées, nous nous intéressons à la mesure de similarité appelée Maximisation du Recouvrement de Cartes de Contacts (CMO). Dans cette thèse, nous proposons un cadre général pour modéliser la comparaison de deux structures protéiques dans des graphes k-partis spécifiques appelés graphes d'alignements. Puis, nous modélisons CMO comme une recherche de sous-graphe maximum induit par les arêtes dans des graphes d'alignements, problème pour lequel nous proposons un solveur exact qui surpasse les autres algorithmes de la littérature. Cependant, la procédure d'alignement requière encore trop de temps de calculs pour envisager des comparaisons à grande échelle. Afin d'accélérer davantage CMO, nous proposons une approche hiérarchique basée sur les structures secondaires. Enfin, bien que CMO soit une très bonne mesure de similarité, les alignements qu'elle fournit possèdent souvent de fortes valeurs de déviation (RMSD). Pour palier à cette faiblesse, nous proposons une nouvelle méthode de comparaison basée sur les distances internes que nous appelons DAST. Elle est modélisée comme une recherche de clique maximum dans des graphes d'alignements, pour laquelle nous présentons un solveur dédié montrant de très bonnes performances
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Nehmé, Rony. "Expression et purification du récepteur humain de la voie Hedgehog, Smoothened, dans une conformation native et stable." Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4031.
Full textAbstract:
La voie de signalisation Hedgehog constitue l’une des plus importantes voies dans le développement embryonnaire et la prolifération des cellules souches chez l’adulte. Cette voie implique deux protéines membranaires, Patched et Smoothened, dont les dysfonctionnements sont associés à de très nombreux cancers. Durant ma thèse, j’ai mis au point l’expression hétérologue du récepteur humain Smoothened (hSmo) et sa purification pour une caractérisation structurale et fonctionnelle. L’expression de hSmo a été réalisée dans la levure Saccharomyces cerevisiae. Utilisant la technique SPR, j’ai démontré que hSmo exprimé à la membrane plasmique de la levure est dans sa conformation native capable de fixer son antagoniste. J’ai ensuite mis au point la purification de hSmo et testé de nouvelles classes de surfactants. J’ai ainsi trouvé les meilleures conditions qui stabilisent le récepteur hSmo en solution après purification. La caractérisation d’une mutation ponctuelle au niveau de la 3ème boucle intracellulaire combinée à l’utilisation des nouveaux surfactants ont permis d’améliorer la stabilité de hSmo en solution. Les conditions que j’ai mises au point permettront l’étude structurale de hSmo et les essais de cristallisation. D’autre part, les stratégies développées en SPR permettront la recherche des partenaires protéiques cytoplasmiques de ce récepteur, encore inconnus à ce jour, afin de mieux comprendre la signalisation en aval de Smoothened. Les données structurales ainsi que la découverte des partenaires protéiques cytoplasmiques de hSmo permettront l’élaboration de nouvelles thérapies anticancéreusesThe Hedgehog pathway is one of the most important pathways in embryogenesis and in proliferation of adult stem cells. This pathway involves two transmembrane receptors, Patched and Smoothened whose dysfunctions have been linked to many human diseases including cancers. This study reports expression and purification of the human GPCR Smoothened, for structure-function relationship characterization. Therefore I developed the heterologous expression of Human Smoothened (hSmo) in the yeast S. Cerevisiae. Using SPR technology, I showed that hSmo, expressed at the plasma membrane of yeast, is in its native conformation able to bind its antagonist, cyclopamine (CPN). Then, I developed the purification of hSmo by affinity chromatography and tested new surfactants. Results show that the new surfactants stabilize hSmo in solution after purification and are preserve antagonist-binding ability of Smo suggesting that purified hSmo maintains its native conformation in solution. In addition, characterization of a single mutation of Smoothened (hSmoG435R) combined to one of the surfactants, revealed an enhanced stability of the receptor. These established conditions will be useful for crystallization assays. SPR strategies developed in this study will also be used for the research of hSmo’s cytoplasmic partners. Together, structural and functional data will contribute to the better understanding of Smo signaling and to the development of new cancer therapies
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Kamah, Amina. "Identification et caractérisation des modifications post-traductionnelles de la protéine TAU : implication dans le processus d'agrégation." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10049.
Full textAbstract:
Les démences séniles sont caractérisées, au niveau moléculaire, par l’agrégation de quelquesprotéines-clés. On peut donner comme exemple l’α-synucléine, dans la maladie de Parkinson,ou le peptide β-amyloïde et la protéine Tau, dans la maladie d’Alzheimer. Le mauvaisrepliement de ces protéines est souvent évoqué, même si elles n’adoptent pas une structurestable lorsqu’elles sont isolées en solution. La protéine Tau est une protéine neuronaleappartenant à la famille des protéines MAP (protéines associées aux microtubules). Saprincipale fonction est de stimuler la polymérisation de la tubuline en microtubules, assurantainsi le transport cytoplasmique au sein d’une cellule. Tau ainsi que des mutants de Tau ont étéimpliqués dans de nombreuses pathologies neurodégénératives regroupées sous le terme detauopathies, dont la plus connue est la maladie d’Alzheimer. Bien qu’aucune mutation de Taun’ait été décrite dans la maladie d’Alzheimer, Tau joue un rôle-clé dans cette pathologie. Elleest caractérisée par la présence d’agrégats fibrillaires de protéines Tau hyperphosphoryléesnommés PHF (Paired Helical Filaments) qui envahissent progressivement le cerveau. Cesobservations sont associées à un déséquilibre entre phosphorylation et déphosphorylation.Malgré les différentes études menées sur le sujet, le mécanisme d’agrégation n’est pas compriset plusieurs pistes sont envisagées, notamment l’implication des modifications posttraductionnelles.Nous avons déterminé le profil de modifications de la protéine Tau parspectroscopie RMN et étudier leur implication dans le processus d’agrégation parspectrophotométrie. Parmi les modifications covalentes existantes, nous avons étudiél’acétylation des résidus lysine et l'O-β-N-acétylglucosaminylation des résidus sérine etthréonine. La troisième est une modification conformationnelle qui consiste à stimulerl’échange conformationnel des prolines par des enzymes à activité peptidyl prolyl cis-transisomérase (PPIase)Senile dementia are characterized by protein aggregation such as α-synuclein in Parkinsondisease or β-amyloid peptide and Tau protein in Alzheimer disease. Protein misfolding has beenevoked in the pathological processes even though these proteins do not adopt a stable threedimensionalstructure in solution. Tau protein belongs to the MAP (Microtubule-AssociatedProtein) family. It stimulates tubulin polymerization into microtubule allowing for cytoplasmictransport in cell. Tau and its mutated forms are found in neurodegenerative diseases,collectively referred to as tauopathy, the most famous being Alzheimer’s disease. Thesepathologies are characterized by fibrillary aggregates of hyperphosphorylated Tau namedPaired Helical Filaments (PHF) that invades gradually throughout the brain. These observationsare correlated with imbalance between phosphorylation and dephosphorylation in AD brains.Despites extensive studies, the aggregation mechanism is still not understood and severalpathways were considered, especially posttranslational modifications other thanphosphorylation. We have investigated the modifications of Tau protein by NMR spectroscopyand studied effect of these modifications on aggregation process by spectrophotometry. Amongcovalent modifications, we have studied lysine acetylation and Ser/Thr O-β-Nacétylglucosaminylation.The third investigated modification is the conformational switch ofproline residues catalyzed by a peptidyl prolyl cis trans isomerase
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Tchoumatchenko, Irina. "Extraction des règles logiques dans des réseaux de neurones formels : application a la prédiction de la structure secondaire des protéines." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066448.
Full textAbstract:
Cette thèse traite le problème d'extraction des règles logiques des réseaux de neurones formels. Les algorithmes développés se basent sur des contraintes dynamiques appliquées au cours de l'apprentissage aux poids synaptiques du réseau de telle façon que le réseau soit forcé d'apprendre des règles logiques. En exprimant les contraintes sur les paramètres du réseau comme des à priori bayesiens nous avons proposé un cadre formel pour concevoir et réaliser un système d'apprentissage des règles logiques à partir des réseaux. Les méthodes préconisées ont été validées sur le problème de la prédiction de la structure secondaire des protéines. Le perceptron multi-chouches prédisant la structure a été converti, en fin d'apprentissage, en un système de votes majoritaires. Ce système de votes englobe de nombreuses informations biologiques
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Dalmas, Olivier Grégory. "Caractérisation des changements de conformation de BmrA, un transporteur ABC de multiples drogues chez Bacillus subtilis : exploitation des modèles structuraux." Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10056.
Full textAbstract:
Nous avons récemment caractérisé un nouveau membre de la superfamille des transporteurs ABC, BmrA, issu de Bacillus subtilis, qui est capable de transporter activement différentes drogues en utilisant l'énergie produite par l'hydrolyse de l'ATP. Nous avons entrepris une étude structurale par transfert d'énergie de résonance sur le transporteur reconstitué en protéoliposomes et ainsi pu démontrer que, dans la membrane, BmrA se trouve sous forme homo-dimérique, et adopte majoritairement une conformation fermée, compatible avec les structures où l'ATP se fixe à l'interface des deux domaines de fixation des nucléotides. Grâce à des modèles moléculaires de BmrA, et par une approche de pontage covalent de cystéines néo-introduites, nous avons montré que la première boucle intracellulaire est une zone charnière qui joue vraisemblablement un rôle essentiel dans la transduction de l'énergie qui se propage du site de fixation de l'ATP vers les zones membranaires de fixation des drogues
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Verdegem, Dries. "Probing the edge of protein (non)-structuration with NMR : a case study of the intrinsically disordered proteins human Tau and HCV NS5A." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10105/document.
Full textAbstract:
De nombreuses protéines ou domaines de protéines sont intrinsèquement non structurés/désordonnés (IUPs), mais possèdent néanmoins des fonctions diverses et importantes in vivo. La technique de choix pour étudier les IUPs est la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Cependant, pour obtenir de l'information à partir des différentes expériences de RMN possibles, les spectres doivent d'abord être attribués. Pour faciliter cette attribution, un outil graphique, semi-automatique qui utilise le concept des plans produit et somme a été développé. Cet outil a permis l'étude de deux IUPs individuelles, Tau et NS5A VHC. Les résonances RMN du squelette et des Cb ont été attribuées entièrement pour deux fragments de Tau (F3 et F5) et partiellement pour Tau entier P301L. Ces attributions RMN de Tau pourraient mener à davantage de compréhension sur le comportement structural de cette protéine quand elle se lie à, ou polymérise des microtubules. Aussi la formation des agrégés de Tau, qui est une des caractéristiques de la maladie d'Alzheimer, pourrait être étudiée plus en détail. Dans un deuxième temps, la protéine non structurale 5A (NS5A) du virus de l'Hépatite C (VHC) a été étudiée. Les propriétés structurales du deuxième et troisième domaine (sur trois) de cette protéine ont été évaluées. De la structure hélice alpha résiduelle a été observée, ce qui pourrait indiquer des régions prédisposées à interagir avec d'autres partenaires cellulaires. On a également examiné l'interaction entre CypA et CypB et les domaines D2 et D3 de NS5A, car ces PPIases pourraient jouer un rôle dans la réplication de VHCMany proteins and protein regions have been shown be intrinsically unstructured/disordered (IUPs) and still carry out diverse and important functions in vivo. The technique of choice for studying IUPs is Nuclear Magnetic Resonance (NMR). However, to be able to obtain information of many possible NMR spectra, these must first be assigned. This process is complicated in the case of IUPs by the increased amount of signal overlap. To facilitate the assignment, a graphical semi-automatic assignment tool using the concept of product and sum planes was developed. Using this tool, the study of individual IUPs by NMR became conceivable. A first considered IUP is human Tau. The backbone and Cb resonances have been fully assigned for two Tau fragments (F3 and F5) and partially assigned for full-length Tau P301L. These NMR assignments of Tau could eventually lead to more insight in the structural behaviour of the protein upon its binding to or polymerisation of microtubules, and in its aggregated form which is observed to be one of the hallmarks of Alzheimer's disease. Secondly, the Hepatitis C virus (HCV) non-structural protein 5A (NS5A) was considered. The structural properties of both the second and third domain (out of three) of this protein have been assessed and some residual a-helical structure was observed, which could be indicative of regions prone to interaction with other cellular partners. We have also examined the interaction between both CypA and CypB and the domains D2 and D3 of NS5A, as these PPIases might be involved in HCV replication
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Tanty, Matthieu. "Développement de nouveaux outils et approches pour l’étude des protéines intrinsèquement désordonnées." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6104.
Full textAbstract:
Les protéines intrinsèquement désordonnées (IDP), pendant longtemps ignorées, s’avèrent d’un grand intérêt biologique. En effet, malgré leur manque de structure secondaire, ces protéines ont une activité et sont impliquées dans de nombreuses interactions protéine-protéine ou protéine-ligand, notamment en ce qui concerne les maladies neurodégénératives. L'étude des IDP devient un enjeu majeur afin de comprendre cette partie de la biologie, méconnue jusqu'à il y a peu. Malheureusement, une grande majorité des outils développés en biologie pour les protéines repliées ne sont pas applicables aux IDP puisqu'elles supposent la présence d'une structure tertiaire. Bien que de plus en plus de groupes de recherches s'intéressent à ces protéines et aux façons de les étudier, il est nécessaire de créer ou de découvrir de nouveaux moyens d'analyser les IDP. Trois grandes méthodes d'analyse des IDP ont été développées durant cette thèse. Dans un premier temps, nous parlerons de la détermination de la dimension fractale des protéines afin de connaître leur comportement hydrodynamique. Nous avons pour cela utilisé une méthode propre à la chimie des polymères que nous avons appliqué à des peptides polyproline ainsi qu'à une IDP salivaire riche en proline. Dans un deuxième temps, nous décrirons comment prédire ces conformations à partir des déplacements chimiques. Cette réflexion a menée à l’écriture de deux logiciels gratuits RamaDA/RamaDP. Enfin, le dernier point donnera un aperçu de l'étude complète de l’interaction entre une protéine structurée et son partenaire désordonné à partir de multiples données expérimentales, des outils précédents et d'un générateur aléatoire de conformationsIntrinsically disordered proteins (IDP), ignored for a long time, turn out to be of biological interest. Indeed, although they lak of secondary structure, these proteins have an activity and are implicated in numerous protein-protein or protein-ligand interactions, in particular concerning neurodegenerative diseases. The study of IDP becomes a major issue in order to understand this part of biology, unknown until lately. Unfortunately, a vast majority of already developped tools in biology for folded proteins can not be applied to IDP because this tools are based on the presence of secondary structure. Though more and more research groups are interested in these proteins and in the ways of studying them, it is necessary to create or discover new means of analysing IDP. Three important analyse methods of IDP have been developped during this PhD. First, we will talk about the determination of the proteins’ fractal dimension in order to know their hydrodynamic behaviour. We have used a method dedicated to polymers that we have applied on polyproline peptides and on a proline-rich salivary IDP. Then, we will describe how to predict conformations from the protein chemical shifts. This discussion led to the development of two freely available softwares RamaDA/RamaDP. Finally, the last chapter will give an overview of the complete study of the interaction between a folded protein and its disordered partner, thanks to various expérimental data, the previous tools and a random conformation generator
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Reyes, Laurence. "Etude par méthodes optiques de la conformation-déconformation d'une protéine (BSA) soumise à des contraintes physiques et chimiques : application au comportement tribologique de prothèses articulaires." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10288.
Full text
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Ricardo, Batista Paulo. "Estudo da flexibilidade da protease do HIV-1 por Modelagem e dinâmica molecular : análise dos modos normais e dos modos consensus." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077024.
Full textAbstract:
Comprendre la flexibilité des protéines est essentielle pour l'étude des processus dépendant de grands changements de conformation, les transitions entre les états actifs et non actifs ou des motions de domaine. Analyse des modes normaux (NMA) est bien adaptée pour l'étude de protéines à grande échelle des motions, de saisir les directions les plus bas sur la courbure de la surface d'énergie potentielle. Cependant, sa principale limitation est la validité de sa stricte pour les petites amplitudes autour d'une structure motions localisés dans un minimum de cette surface. L'importance / généralité d'un ensemble de NM se rapportant à une structure particulière mai donc être remise en question. Dans cette thèse nous décrivons un nouveau cadre théorique pour la définition de modes normaux d'un ensemble de structures étroitement liées, que nous appelons «consensus modes» (CM). Le calcul des CM suppose que la conformation d'énergie potentielle de surface peuvent être mieux exploités lors de multiples minima information est prise en considération. CM Nous définissons comme un ensemble de modes de décrire les mouvements collectifs qui figurent souvent dans les modes normaux de différentes conformations d'une macromolécule. Nous avons adopté la forme de l'apo protéase du VIH-1 (PR) pour démontrer notre approche. CM calculée sur la base d'un ensemble de structures émis à partir d'une simulation de dynamique moléculaire de fournir une meilleure description de la protéine interne motions, correspondant en quelque sorte de "moyenne" normal modes. Nous avons identifié au sein de CM très pertinentes biologiquement motions que l'ouverture et de fermeture de volets de la PRUnderstanding protein flexibility is essential to study several processes reliant of conformational changes, transitions between active/non-active states o domain motions. Normal mode analysis (NMA) is well suited for studying protein large-scale motions, capturing the directions of lowest curvature on the potential energy surface. However, its major limitation is its strict validity for small amplitude motions around a structure localized in a particular minimum of this surface. The significance/generality of a given set of NM pertaining to a given particular structure may be thus questioned. In this chapter we describe a new theoretical framework for defining normal modes from a set of closely related structures, which we call 'consensus modes' (CM). CM calculation assumes that the conformational potential energy surface can be better exploited when multiple-minima topological information is considered. We define CM as a set of modes describing the collective motions frequently appearing in the normal modes of different conformations of a macromolecule. We adopted the apo form of the HIV-1 protease (PR) to demonstrate our approach. CM calculated over a set of structures issued from a short molecular dynamics simulation provide an improved description of protein internal motions, corresponding in some ways to "averaged" normal modes. They describe motions corresponding to time scales one order of magnitude larger than that of the trajectory from which they were obtained. We identified within CM very biologically relevant motions as the opening/closing of PR flaps explaining structural changes occurring upon ligand binding of inhibitors of different shapes and sizes
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Bouakil, Mathilde. "Étude de la conformation et de la dynamique conformationnelle de molécules biologiques en phase gazeuse." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSE1145.
Full textAbstract:
Les protéines sont des molécules dont la structure est liée à leur fonction dans les organismes vivant. Cette thèse porte sur la caractérisation de ces structures et de leur dynamique et s'inscrit dans le développement de l'analyse par spectrométrie de masse en biologie structurale. La spectrométrie de masse couplée à des techniques de spectroscopie optique résolue en temps permet de mettre en lumière les mécanismes d'absorption, de relaxation et de transfert de charges photo-induits impliqués dans la dynamique conformationnelle et électronique de ces molécules biologiques. Ces approches expérimentales avec la combinaison de techniques de biologie moléculaire (expression, gel électrophorèse, dichroïsme circulaire, etc.) sont présentées en début de manuscrit. C'est par l'étude de l'activation photo-induite de chromophores utilisés pour l'analyse de la structure de protéines qu'a commencé ce travail de thèse. Les mécanismes d'absorption de photons et de relaxation non radiative de chromophores greffés sur des peptides ont été sondés. Nous avons ensuite sondé les mécanismes de transferts de charges photo-induits au sein de petits peptides afin de comprendre l'influence de la taille de ces systèmes et de la composition en acides aminés sur la dynamique conformationnelle de ces peptides. Ceci a nécessité le montage d'un dispositif pompe-sonde pour l'étude de la dynamique de transfert de charge. Enfin nous nous sommes intéressés à un processus de changement de conformation du peptide PUMA, présent dans les organismes de mammifères et impliqué dans la régulation de l'apoptose, en utilisant la spectrométrie de mobilité ionique comme sonde de conformation et de dynamique structuraleProtein functions in living organism are governed by their 3D structure. This thesis focuses on the characterization of protein conformation and conformational dynamics by means of mass spectrometry, and participates to the development of tools for structural biology. Mass spectrometry coupled to time resolved optical spectroscopy can set light on mechanisms associated with conformational dynamics: photon absorption, electronic relaxation, photo-induced charge transfer, etc. Experimental approaches combining mass spectrometry, optics and molecular biology (protein expression, gel electrophoresis, circular dichroism, etc.) will be presented in the first section of this manuscript. This thesis work was initiated by the study of the photo-induced activation of the chromophores which were used, at ILM, for action-FRET and more generally for the exploration of the proteins structure. The mechanisms of photon absorption and non-radiative relaxation were studied for chromophores grafted on multiple peptides. We then probed the photo-induced intramolecular charge transfer and associated conformational dynamics in series of small peptides in order to understand the influence of the system size and composition on its structural dynamics. The latter experiment required the implementation of a two-color pump-probe setup. Finally, we used ion mobility spectrometry to probe and investigate the conformational space and dynamics of the PUMA peptide, ubiquitous in mammalian organisms and associated to the regulation of apoptosis
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Lonquety, Mathieu. "Prédiction des résidus du noyau du repliement protéique et de leur stabilité." Paris 7, 2008. http://www.theses.fr/2008PA077198.
Full textAbstract:
Un algorithme de simulation sur réseau cubique des premières étapes du repliement protéique a été développé précédemment pour déterminer quels étaient les résidus impliqués tout particulièrement dans le noyau du repliement (les Most Interacting Residues ou MIR). L'évaluation de cet outil a montré que tous les résidus importants pour le repliement étaient spécifiés mais un certain nombre de faux positifs aussi. Afin d'améliorer la précision de nos résultats, la démarche a consisté à introduire de nouvelles données structurales dans l'algorithme. Dans un premier temps, différentes pistes ont été explorées que ce soit au niveau de la détection de motifs structuraux déduits d'alignements multiples et conservés (PRINTS), de fragments autonomes du repliement (Foldons), du découpage d'une structure en fragments selon des critères topologiques (TEF) et de triplets d'acides aminés conservés au cours de l'évolution (Triplets). Seule l'information fournie par les TEFs nous a permis de conclure à une amélioration. Dans un deuxième temps, une étude comparable a été menée sur l'ajout de données issues de la stabilité de la structure 3D d'une protéine après des mutations ponctuelles. Nous avons montré une corrélation importante entre les mutations déstabilisantes pour la structure native et les MIR. Les résultats sont disponibles dans une base de données accessible à l'adresse suivante http://bioinformatics. Eas. Asu. Edu/sprouts. Html. Ces différentes études nous ont permis de proposer une méthode de prédiction des résidus du noyau du repliement dont les premiers résultats sont encourageantsThe calculation of a 3D structure for a globular protein is well established, however, thé mechanisms involved in the folding process are still hypothetical. An algorithm that simulates the early steps of folding, on a lattice network, has previously been developed, allowing prediction of which amino acids are required to define the folding core of a protein. These residues are called Most Interacting Residues (MIR). Evaluation of this tool concludes that whilst all the essential residues needed for folding are captured, there still remains a number of false positives. Therefore, the tool's precision needs to be increased, thus additional structural data added into the current algorithm. Initially, several options were explored with the aim of improving the algorithm, these were: detection of structural and conserved motifs obtained from multiple alignments (PRINTS), autonomous folding units (Foldons), structure splitting in topological fragments (Tightened End Fragments or TEF) or triplet of conserved amino acids during Evolution (Triplets). Only thé information provided by the TEF approach allow us to achieve an improvement in our method. Subsequently, a further study was undertaken with additional data on the structural stability of a protein after point mutations. Our results show that there is a strong correlation between highly destabilizing positions in a protein structure and the MIR. All the results are available on a database located at the following URL: http://bioinformatics. Eas. Asu. Edu/sprouts. Html. These studies have given rise to a new method devoted to the prediction of residues involved in the folding nucleus, and the preliminary results are encouraging
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Belva, Hélène. "Les Spectres de masse en ionisation Electrospray de petites protéines basiques à multiples ponts disulfure reflètent-ils leur conformation ?" Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES072.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour objectif de vérifier si les spectres de masse en ionisation Electrospray de petites protéines basiques à multiples ponts disulfure corrèlent avec leur conformation en solution. Pour cela, trois toxines peptidiques ont été choisies comme modèles : les oméga-conotoxines MVIIA et MVIIC et l'α-dendrotoxine. Ces neurotoxines sont hautement basiques et contiennent trois ponts disulfure intramoléculaires. Ce travail a consisté à vérifier dans un premier temps la localisation des ponts disulfure en utilisant des digestions enzymatiques préalablement à l'analyse par spectrométrie de masse. Puis, dans un second temps, une analyse conformationnelle de ces toxines a été réalisée par spectrométrie de masse sous ionisation Electrospray. Nous avons exploité d'une part les informations fournies par l'étude de la distribution des états de charge et d'autre part les informations issues des échanges proton/deutérium. Les résultats obtenus ont été discutés et comparés avec d'autres études menées par RMN pour les oméga-conotoxines, et par RMN et diffraction aux rayons X pour l'α-dendrotoxine. Cette étude a permis de voir que la conformation de ce type de petites protéines très basiques et rigides est complexe à étudier par Electrospray. Les contraintes stériques imposées par les nombreux ponts disulfure et les répulsions coulombiennes dues au processus de désolvatation, empêchent de tirer des conclusions rigoureuses. Il apparaît clairement que l'observation des ions en phase gazeuse pour des petites protéines basiques et riches en ponts disulfure n'est pas systématiquement le reflet de leur conformation en solution.
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Sanejouand, Yves-Henri. "Les modes normaux de basse fréquence des protéines." Habilitation à diriger des recherches, Université Claude Bernard - Lyon I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258781.
Full textAbstract:
Les mouvements de basse fréquence des protéines, tels qu'on peut les calculer via l'approximation des petits déplacements (approximation harmonique), ressemblent souvent beaucoup à des mouvements fonctionnels, tels qu'on peut les observer par cristallographie des rayons X. Ce résultat semble très robuste puisqu'il a été obtenu, tout d'abord, en partant d'une description des protéines à l'échelle atomique puis, plus récemment, de descriptions à "gros grains" (des modèles de type réseau élastique). S'appuyant sur ce constat, des applications variées ont été proposées, notamment pour faciliter la résolution de structures ou pour améliorer leur qualité (ajustement dans des enveloppes obtenues par cryomicroscopie électronique, remplacement moléculaire...). Ce mémoire est une revue des résultats obtenus, dans laquelle mes contributions sont plus particulièrement mises en avant. Parmi les développements les plus récents, sont évoquées des tentatives de faire le lien entre modèles à l'échelle atomique et modèles à gros grains, ou bien de complexifier ces derniers, en y incluant des termes anharmoniques.
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Bernard, Aymeric. "Traitement des données incohérentes par un nouveau potentiel de contraintes de distances pour le calcul des structures RMN." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077131.
Full textAbstract:
Pour le calcul de structures, la principale source d'informations, issues des expériences de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), sont les Effets Nucléaires d'Overhauser (NOEs) qui nous renseignent sur les distances entre certains protons de la molécule étudiée. Le logiciel ARIA (pour "Ambiguous Restraints for Itérative Assignment") sert à analyser et interpréter les données RMN, afin de déterminer un ensemble de structures tridimensionnelles compatibles avec les données expérimentales. Pour cela, ARIA utilise l'ensemble des mesures de distances issues des NOEs, sous forme de contraintes imposées in silico a la molécule. De récentes analyses ont montré que les erreurs des NOEs suivent une distribution de type log-normal, suggérant ainsi l'utilisation d'un nouveau potentiel de contraintes de distances, le potentiel log-harmonique. Le but de ma thèse a donc été de montrer l'efficacité d'un tel potentiel dans l'amélioration de la qualité des structures déterminées par RMN. La première partie de ma thèse se penche sur l'étude du comportement de ce potentiel dans des exemples de structures bien connues et dont les données ont été préparées manuellement. Dans une seconde partie, le recalcul de 398 structures RMN a permis de montrer l'amélioration globale de la qualité des structures calculées avec le potentiel log-harmonique. Enfin, dans une troisième partie, l'étude de deux protéines a permis de mettre en évidence les propriétés du potentiel log-harmonique quant à la détection d'erreurs dans les structuresFor structure calculation, the main source of information from Nuclear Magnetic Resonance (NMR experiments is the Nuclear Overhauser Effects (NOEs), which provide information about the distance between some protons of the molecule studied. The ARIA software package (for "Ambiguous Restraints for Iterative Assignment") is used to analyse and interpret NMR data, to determine a set of three-dimensional structures consistent with experimental data. ARIA uses the above measures in the form of distance constraints imposed, in silico, on the molecule. To impose these distances, the software used so far the "Soft Square" potential which presents a window of tolerance around the target distance measured experimental in order to take into account the uncertainties on the experimental data. A Recent analysis has shown the NOE errors follow a log-normal distribution, suggesting the use of a new log-harmonic potential. The aim of my thesis has been to show the effectiveness of the log-harmonic potential in improving the quality of structures determined by NMR. The first part of my thesis focuses on studying the behaviour of the potential with some examples of structures well known and whose data have been manually prepared. In second part, the recalculation of 398 NMR structures has demonstrated the overall improvement of the qualit of structures calculated with the log-harmonic potential. Finally, in a third part, the study of two protein allowed identifying the properties of the log-harmonic potential for error detection in structures
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Achir, Samira. "Etude des mécanismes de stabilisation des protéines par spectroscopie Raman et dynamique moléculaire." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10022/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est une contribution à l’étude des mécanismes de stabilisation des protéines en solution et à l’état sec. Un nombre considérable de biomolécules thérapeutiques émanant des avancées de la technologie ADN recombinant sont porteuses de nouvelles approches thérapeutiques, mais ne peuvent pas être utilisées à cause de leur très faible stabilité. Celle-ci est améliorée à l’état sec, après lyophilisation qui est toutefois source de nombreux stress pour la protéine. Les travaux ont principalement focalisé sur l’étude de la stabilité de l’état physique de protéines modèles, par micro-spectroscopie Raman in-situ au cours d’une procédure de lyophilisation. Cette analyse a permis de déterminer les sources et le processus de dénaturation, ainsi que les transformations structurales de la protéine inhérente à la lyophilisation. Des cartographies Raman réalisées aux différentes étapes d’un cycle de lyophilisation, ont conduit à la description des interactions entre protéine, solvant et co-solvant et au décryptage des mécanismes de stabilisation de la protéine pendant l’opération de lyophilisation. La stabilité de l’état physique des protéines, lyophilisées en utilisant différents agents bioprotecteurs, a également été analysée lors de vieillissements accélérés, révélant l’efficacité bioprotectrice du tréhalose, exacerbée par l’ajout d’une faible quantité de glycérol. Des simulations de dynamique moléculaire ont aussi été réalisées sur les matrices vitreuses bioprotectrices tréhalose-glycérol pour lesquelles les effets plastifiants/anti-plastifiants de l’eau résiduelle ont été étudiésThe mechanisms of protein stabilization in solution and dry state have been investigated in this thesis. New therapeutic approaches are developing from many therapeutic biomolecules related to advances in recombinant DNA technology. Although we are not able to use them because of their low stability. The latter is improved in the dry state albeit freeze-drying gets a source of stress for many proteins. This work has mainly focused on the stability of model proteins, by in-situ Raman micro-spectroscopy during freeze-drying. The analysis identified the origin and the process of denaturation and the structural transformations of the inherent protein freeze-drying. Raman mapping was implemented at different stages of drying cycle, leading to the description of the protein/solvent/co-solvent interactions and decrypting the protein stabilizing mechanisms during the whole freeze-drying process. The protein stability was also analyzed during accelerated aging, by using several biopreservers. It revealed that the bioprotective efficiency of trehalose is enhanced by adding a small amount of glycerol. Molecular dynamics simulations were also carried out on trehalose-glycerol glassy matrices and the plasticizing / anti- plasticizing effects of the residual water were studied