Projet ANR-10-JCJC-1509 – MACHsp90 : Machinerie de la Hsp90 et sa modulation via de nouvelles sondes moléculaires : aspects structuraux, dynamiques et fonctionnels
Programme : JCJC : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes :  Physique, chimie du vivant et innovations biotechnologiques (JCJC SVSE 5) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Cyrille GARNIER (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE BRETAGNE ET PAYS- DE-LA-LOIRE)
Partenaires : Institut de Génétique et Développement de Rennes
Montant : 199996.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : Les protéines chaperons jouent un rôle essentiel dans la vie de la cellule, notamment par leur implication dans le processus de repliement des protéines néo-synthétisées. Parmi elles, la protéine de choc thermique de 90 kDa (Hsp90) joue un rôle particulier. Dans des conditions normales, la Hsp90 ne semble pas participer directement au repliement de novo des protéines, mais permet, avec l’aide de co-chaperons, à certaines protéines cibles d’acquérir leur conformation active. En condition de stress, la Hsp90 est surexprimée suggérant un rôle protecteur au niveau cellulaire. Si la Hsp90, protéine chaperon, est indispensable au bon fonctionnement de cellules saines, une telle activité représente un inconvénient dans la lutte contre le cancer, car la protection de protéines mutées conduit à la survie de cellules cancéreuses. C’est pourquoi la Hsp90 s’est révélée être une cible prometteuse pour de nouvelles stratégies de thérapies anticancéreuses, avec pour objectif d’enrayer simultanément de nombreuses voies d’oncogenèse. La compréhension du cycle de chaperon de la Hsp90 constitue par conséquent un défi majeur. Le cycle de la Hsp90 est étroitement lié à des changements importants de conformation. Notre compréhension de ces changements repose principalement sur les informations structurales qui se réfèrent aux états cristallins de la protéine Hsp90 recombinante tronquée et de son homologue procaryote HtpG. Nous avons récemment publié les premières structures de Hsp90 eucaryote entière observées en l’absence de nucléotides (apo-Hsp90), révélant ainsi la flexibilité intrinsèque de cette protéine. Bien que les changements de conformation aient été précédemment attribués à la liaison des nucléotides, nous avons montré qu’ils résultaient de la flexibilité intrinsèque du dimère de Hsp90. Ainsi, en tenant compte des propriétés dynamiques du dimère de Hsp90, nous avons revu le cycle ATP dépendant de la Hsp90. En marge de cette structure dimérique, la Hsp90 s’oligomérise en présence de cations divalents et sous l’influence d’une augmentation de température. Ces oligomères participeraient aussi au cycle de chaperonnage. Pour déchiffrer les détails de ce cycle, les inhibiteurs constituent des outils particulièrement intéressants. Dans le cas de la Hsp90, il en existe deux types. Les inhibiteurs appartenant à la famille de la geldanamycine (GA), qui sont actuellement les plus étudiés, et ceux dérivant de la novobiocine (Nvb). Des études ont démontré que chacune de ces deux classes d’inhibiteur agissait de manière différente sur le cycle de chaperonnage de la Hsp90. (Keppler, 2006, Fan and Young, 2006). En associant ces inhibiteurs à des nano particules d’or, nous disposerons de sondes moléculaires efficaces nous permettant d’étudier le mode de fonctionnement de la Hsp90. Le but principal de ce projet est de caractériser les bases moléculaires de l’action de la novobiocine et de ces dérivés les complexes Hsp90/co-chaperons et Hsp90/protéines clientes. Dans le but d’élucider clairement la structure et la dynamique de la Hsp90 au cours de son cycle de chaperonnage, ainsi que de comprendre des modulations de ce cycle, nous proposons un projet d’étude associant des compétences complémentaires en pharmaco-chimie et biologie structurale. En utilisant les approches structurales les plus modernes telles que la cristallographie aux rayon X et la cryo-microscopie électronique, nous comptons étudier différents homo (oligomères) et hétéro-complexes formés par la Hsp90, ses co-chaperons et/ou protéines cibles. L’influence des inhibiteurs sera étudiée afin de comprendre les détails du cycle de la Hsp90 au niveau moléculaire. Les résultats obtenus au cours de cette étude contribueront à la compréhension de l’activité oncogène de la Hsp90 et permettront le développement et/ou l’optimisation d’inhibiteurs pouvant être utilisés afin de traiter des cancers.