Note publique d'information : Les petites protéines G et les facteurs d’échange sont des cibles thérapeutiques potentielles
dans de nombreuses pathologies. Leur inhibition reste un véritable défi du fait de
la complexité biochimique et structurale de la réaction d’échange. C’est pourquoi
il est critique d’identifier les « talons d’Achille » pour pouvoir ensuite guider
la découverte de nouveau inhibiteurs. Une étape importante est de caractériser le
mécanisme des inhibiteurs actuellement connus et identifier, puis éventuellement manipuler,
leur spécificité. A ce jour, six inhibiteurs des facteurs d’échange sont connus. Dans
ce travail, je me suis intéressé à la caractérisation biochimique et structurale de
quatre des six inhibiteurs actuellement connus. J’ai démontré, en combinant les données
biochimiques et structurales disponibles et en utilisant des analogues de la BFA et
des mutants d’Arf et de Sec7, que la BFA possède une double spécificité. Cette spécificité
peut être cartographiée à un seul acide aminé sur le domaine Sec7, mais elle semble
dépendre de paramètres dynamiques chez Arf. J’ai ensuite participé à la caractérisation
de LM11, découvert par criblage in silico. J’ai montré que LM11 inhibe l’activation
des Arf dans la cellule et j’ai identifié deux résidus du domaine Sec7 et un D’Arf
qui permettent de moduler l’inhibition par le LM11. Les constructions d’Arf et de
Sec7 établies pour ces deux études m’ont permis d’entreprendre une étude approfondie
du mécanisme et de la spécificité in vitro de la SecinH3, un inhibiteur chimique découvert
en 2007 par déplacement d’aptamères. De façon remarquable, ces trois inhibiteurs ont
des mécanismes différents et des spectres de spécificité croisés mais distincts. Mes
travaux ont également porté sur l’inhibition par un inhibiteur peptidique d’un autre
couple petite protéine G/GEF, RhoA et Tgat, impliqués dans un processus de cancer.
Ces travaux suggèrent qu’ils devrait être possible, dans le futur de cibler avec spécificité
un couple de petite protéine G/GEF d’intérêt thérapeutique.
Note publique d'information : Small GTPases and exchange factors are potential therapeutic targets in many diseases.
Their inhibition is a challenge because of the biochemical and structural complexity
of the exchange reaction. It is therefore critical to identify “Achilles’ heel” that
will help the discovery of new inhibitors. An important step is to characterize the
inhibition mechanism and the specifity of known inhibitors. To date, six inhibitors
of GEFs are known. In this work, I focused on the biochemical and structural characterization
of four of them : BFA, LM11, SecinH3 and Tripa. In the first part of the work, I used
Arf and Sec7 mutants and a BFA analogue to demonstrate the dual specificity of BFA
for its GTPases and GEF targets. This specificity depends on a single Sec7 residue
and may involve dynamics features of Arf. I was then involved in the characterization
of LM11, an ArfGEF inhibitor discovered by in silico screening. I showed that LM11
inhibits Arf activation in cells and identified two residues in the Sec7 domain and
one in Arf that are important for its activity. By using Arf and Sec7 constructs established
for the BFA and LM11 studies. I went on to characterize the inhibition mechanism and
specificity of SecinH3, an inhibitor of the cytohesin family of ArfGEFs discovery
in 2007. Remarkably, we find that these three inhibitors act according to different
mechanisms, and have different pattern of specificity for their Arf and ArfGEF targets.
I finally studies the inhibition by an peptidic inhibitor of the activation of RhoA
by an oncogenic RhoGEF called Tgat. These studies, altogether, suggest that GTPases
and GEFs are suitable targets for inhibition, and that it should be possible to discovery
inhibitors that target specific small GTPase/GEF pairs involved in diseases.
paprika.idref.fr
data.idref.fr
Documentation
