Projet ANR-13-BSV8-0016 – ERBB2CTER : Exploration structurale et fonctionnelle du domaine C-terminal intrinsèquement désordonné de ErbB2
Programme : Blanc - SVSE 8 - Biochimie, biologie moléculaire et structurale (Blanc SVSE 8) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Carine VAN HEIJENOORT (Institut de Chimie des Substances Naturelles)
Partenaires : Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille; Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires; Institut de Chimie des Substances Naturelles
Montant : 319561.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 42 mois
Résumé : La surexpression du récepteur ErbB2 entraine l’activation constitutive de voies de signalisation associées à son activité tyrosine kinase. Plusieurs études ont montré qu’ErbB2 était capable d’induire plusieurs des caractéristiques des cellules cancéreuses, dont la prolifération, la résistance à l’apoptose et l’augmentation de la mobilité cellulaire. Les études précédentes se sont concentrées sur les domaines extracellulaires et transmembranaires de la protéine et ont en conduit à la mise en place d’une thérapie efficace contre le cancer du sein. Cependant, seuls 30% des tumeurs répondent au traitement au trastuzumab, et celles qui y sont sensibles deviennent résistantes au bout de trois ans de traitement.  Notre objectif est ici de se concentrer sur le domaine cytoplasmique C-terminal de ErbB2 (CtErbB2), dont l’implication dans les processus de signalisation est avérée mais mal comprise. L’un des chalenges relevé dans ce projet est de caractériser en détail la structure et la dynamique d’une large domaine intrinsèquement déplié libre et lié à certains de ses partenaires. Nous analyserons plus particulièrement l’impact des prolines, qui sont sur représentées dans la séquence, sur la structure, la dynamique et la fonction du domaine. Une approche pluridisciplinaire combinant la biologie structurale (principalement la RMN, mais aussi le SAXS, la modélisation, et des approches biophysiques) et la biologie cellulaire sera à la base du projet. Les très nombreuses connaissances biologiques sur les interactions impliquant ErbB2, trouvées dans la littérature, et l’accès à des tests biologiques in vivo de prolifération et de migration cellulaires permettront d’intégrer les données structurales dans un contexte biologique bien établi.
Le succès de cette approche multidisciplinaire repose sur une forte complémentarité et une coordination efficace entre trois équipes recouvrant les domaines de la biologie cellulaire, de  la biophysique et de la RMN structurale. Les responsables de ces trois équipes sont hautement qualifiés et experts dans la signalisation associée à ErbB2, la caractérisation biophysique et la structure de complexes macromoléculaires et enfin la RMN des protéines intrinsèquement désordonnées. Afin d’atteindre les objectifs fixés, le projet est décomposé en cinq parties. Les tâches 1 et 2 cibleront des études structurales de complexes formés entre de petits peptides dérivés du domaine C-terminal d’ErbB2 et des modules de fixation de protéines associées à ce domaine non-structuré. Les objectifs de cette partie du projet étant i) d’identifier les spécificités de ces partenaires modulaires pour les différentes phosphotyrosines afin d’en déterminer leur importance et la nécessité d’une telle redondance, ii) de mettre en évidence l’importance des résidus proline dans les processus de reconnaissance et dans la flexibilité de ce domaine. Les tâches 3 et 4 portent sur l’analyse de l’influence de la liaison des différentes protéines à plus longue distance le long de tout le domaine C-terminal de ErbB2. Le but est de s’attaquer à l’analyse de la coopérativité et de l’affinité globale des interactions impliquant plusieurs sites ou plusieurs modules de fixation. Enfin, la tâche 5 se consacrera à une étude cellulaire de mutants du domaine C-terminal et sera conduite en parallèle et en étroite interaction avec les tâches 1 à 4. L’influence de ces mutations sur la fixation des protéines adaptatrices, sur les voies de signalisation et sur les fonctions cellulaires telles que la prolifération cellulaire ou la migration cellulaire sera alors établie. L’ensemble de nos travaux devrait aboutir à un modèle structural intégré des complexes formés par le domaine C-terminal d’ErbB2.