Development of ligands and chemical tools for functionnal proteomics

L'objectif majeur de ce travail était de développer des sondes site-actif dérivées d'inhibiteurs, comportant des modules chimiques fonctionnels biocompatibles de type photo-liaison, couplage par réaction bio-orthogonale, clivage chimique et module de purification par affinité pour des applications en protéomique. Les applications sont multiples et permettent entre autres de réaliser des études d'identification de complexes moléculaires actifs et de déconvolution de cibles thérapeutiques. Le travail réalisé porte sur la validation de ces modules chimiques au travers de l'étude d'une topoisomérase bactérienne de type II (l'ADN gyrase) et de son inhibiteur antibiotique naturel (la novobiocine) avec la perspective de développer divers types de sondes site actif ciblant d'autres familles d'enzymes. Dans un premier temps une sonde a été développée et une analyse qualitative des chimies de couplage de type cycloaddition de Huisgen et ligation de Staudinger (biocompatibilité, spécificité, efficacité) a été réalisée. Puis cette sonde équipée d'un module clivable azobenzène a ensuite permis de réaliser en condition non dénaturante la purification des complexes impliquant la gyrase B et la déconvolution des cibles de la novobiocine chez Escherichia coli. Enfin, le travail réalisé sur le couple gyrase/novobiocine permis d'initier le développement d'une nouvelle étiquette de purification de complexes basée sur le domaine minimal de fixation de la novobiocine. Le développement d'une sonde ciblant les protéines histones désacétylases a également été entrepris.The major goal of this work was to develop a site specifie probe derived from inhibitors, contammg functional chemical and biocompatible modules (photo-labelling, bio orthogonalligation, chemical cleavage, affinity purification) for proteomic applications. The applications are multiple and would allow identification of protein partners in molecular complexes or target deconvolution studies. The work achieved concems the validation of these chemical modules through the study of a type II bacterial topoisomerase (DNA gyrase) and its antibiotic inhibitor (novobiocin) with the prospect at developing site specific probes targeting other enzyme families. First a probe was developed and a qualitative analysis of the bioorthogonal ligation reaction called Huisgen's cycloaddition was performed to compare to the Staudinger ligation. The biocompatibility, the specificity and the efficiency were analysed. The probe was then equipped with an azobenzene cleavable module and was used to purify (under non-denaturing conditions) multiprotein complexes containing gyrase B and achieve target deconvolution of novobiocin on Escherichia coli. Finally the work done on the gyrase B/novobiocin was used to initiate the development of a new purification tag that can be used for complex enrichment. A probe targeting HDAC proteins has also been developed