MACHsp90 : « Machinerie de la hsp90 et sa modulation via de nouvelles sondes moléculaires : aspects structuraux, dynamiques et fonctionnels »

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 cochaperons, 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 structures cristallines de la protéine hsp90 recombinante et de son homologue procaryote HtpG. Nous avons récemment publié les premières structures de hsp90 Eucaryote entière observées en l’absence de nucléotide (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. 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, qui sont actuellement les plus étudiés, et ceux dérivant de la novobiocine. Des études récentes ont démontré que chacune de ces deux classes d’inhibiteur agissait de manière différente sur le cycle de chaperonnage de la hsp90. En marquant ces inhibiteurs à des nano particules d’or nous disposerons de sondes moléculaires efficaces qui nous permettrons d’analyser finement le fonctionnement de la hsp90. Le but principal de ce projet est de caractériser les bases moléculaires de l’action des complexe hsp90/cochaperon et de comprendre le mode d’action de la novobiocine et de ses dérivés sur ce système. Afin de pouvoir conduire une étude intégrative de la structure et de la dynamique de la hsp90 au cours de son cycle de chaperonnage, ainsi que des modulations de ce cycle, nous proposons un consortium de quatre équipes, ayant en commun la thématique de recherche sur la protéine hsp90 et associant des compétences complémentaires en pharmaco-chimie, en biologie cellulaire et en biologie structurale. En utilisant les approches structurales les plus modernes tel que la cristallographie au rayon X, la cryo-microscopie électronique ou le procédé CEMOVIS, nous comptons étudier différents complexes formés entre la hsp90, des cochaperons, des protéines cibles et des inhibiteurs de façon a dévoiler les détails du cycle de la hsp90 à la fois au niveau moléculaire et au niveau cellulaire. Les données générées au cours de cette étude seront une contribution majeure pour la compréhension de l’activité oncogène de la hsp90 et devraient permettre le développement et/ou l’optimisation d’inhibiteurs pouvant être utilisés pour traiter des cancers ou des maladies neurodégénératives.