Projet ANR-14-ACHN-0015 – Mdm2-StructReg : Signalisation des dommages de l'ADN étudiée par RMN in cellulo: Régulation structurale et fonctionnelle de Mdm2 par ses phosphorylations.
Programme : Accueil de Chercheurs de Haut Niveau (@RAction) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Francois-Xavier Theillet (Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC))
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 499940.0 euros
Durée : 60 mois
Résumé : Nous voulons caractériser la structure de Mdm2 dans ses différents états de phosphorylation, et en complexe avec ses principaux partenaires. L’oncoprotéine Mdm2 est le principal régulateur du suppresseur de tumeur p53. Elle contient à la fois des domaines repliés et de larges régions désordonnées dont les phosphorylations contrôlent l’activité de la protéine entière. La structure de Mdm2 entière et après phosphorylation est inconnue. Ce projet nous donnera de plus l’occasion de développer plus avant des méthodes pour l’étude structurale de cette classe importante de protéines que constituent les protéines contenant des domaines repliés et de larges régions désordonnées.
Les protéines combinant des domaines repliés et désordonnés représentent ~30% du protéome eucaryote, et contrôlent une part importante des mécanismes de la signalisation cellulaire. Leur implication dans la pluripotence cellulaire, dans des cancers, ou des maladies neurodégénératives est très fréquente. Une meilleure description structurale de ces protéines est donc un enjeu important si l’on veut en faire des cibles thérapeutiques. Ces protéines ne sont que très rarement étudiées dans leur intégrité en biologie structurale. Leur structure globale et le contrôle de celle-ci par des modifications post-traductionnelles (PTMs) ont été très peu étudiés. De plus, le degré d’influence du milieu intracellulaire sur le comportement structural de ces protéines flexibles est inconnu. Nous proposons de franchir des étapes techniques et cognitives importantes dans ce domaine. Dans ce but, nous appliquerons sur ces protéines et développerons plus avant les méthodes que j'ai faites émerger des dernières années pour la caractérisation des PTMs par RMN et pour l'étude structurale in cellulo. 
Le projet a pour objet précis de décrire les conformations adoptées par la protéine Mdm2, qui représente une cible thérapeutique majeure contre des cancers. L’activité de Mdm2 est régulée par un ensemble de phosphorylations sur ses régions désordonnées. Nous cartographierons les sites et les cinétiques de phosphorylation de la protéine. Nous décrirons ensuite les structures secondaires, tertiaires et quaternaires de Mdm2 dans les différents états de phosphorylation. Nous étudierons les effets de l’environnement intracellulaire sur la structure de cette protéine longue et flexible. Nous préciserons les contacts intermoléculaires entre Mdm2 et p53 entières. Nous vérifierons enfin l’intérêt thérapeutique des phosphorylations ou des contacts intra- et intermoléculaires identifiées.
Ce projet vise également à établir et développer, au sein des structures de recherche française, des techniques nouvelles de biologie structurale et de biochimie utilisant la spectroscopie RMN. Il demandera de plus de maintenir des collaborations fortes avec des laboratoires étrangers dont les savoir-faire sont uniques dans les domaines de la chimie des ligands de lanthanides, de la spectroscopie RPE, de la microscopie de fluorescence ou de la modélisation pour la biologie des systèmes. D’autre part, les méthodes mises en œuvre le seront avec l’ambition de les rendre utiles à l’étude de toutes les protéines comportant des domaines repliés et désordonnés, et qui subissent des modifications post-traductionnelles. C’est le cas d’un grand nombre de protéines étudiées au sein des structures d’accueil proposées, le Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie (LBSR) et le futur Institut pour la Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) de Gif-sur-Yvette.
Nous poserons ainsi des jalons techniques et de savoirs fondamentaux essentiels pour la compréhension du comportement structural de ces protéines flexibles dans un environnement scientifique adéquat. Ces nouveaux savoirs permettront de transformer les protéines intrinsèquement désordonnées d’objets d’études académiques en objets d’études à visées biomédicales.