Elaboration et étude mécanistique d’inhibiteurs peptidiques de la dimérisation et de la maturation de la transcriptase inverse du VIH-1
Institution:
Montpellier 2Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Human Immunodeficiency Virus Reverse Transcriptase (HIV RT) plays an essential role in the replication of HIV. The biologically active form of HIV RT is an asymmetric heterodimer of two subunits, p51 and p66. The formation of the native heterodimeric RT occurs in a two step process and constitutes a potential target in the design of new antiviral compounds. The first step is an association of the two subunits to give an inactive heterodimeric intermediate (dimerization), which slowly isomerizes to the biologically relevant form (maturation). We first developed a new generation of peptides based on Pep-7 which mimics the protein interface and prevents protein/protein interactions. Pep-7 binds the p51 subunit and forms major interactions with residues Trp24 and Phe61 of p51. As p51 derives from p66, mutations of Trp24 and of Phe61 occurring in vivo will automatically be found on both subunits. It was therefore of major interest to understand the impact of these residues on p66 on RT polymerase activity. During the first part of my thesis work, I demonstrated that residues Phe61 and Trp24 were respectively involved in initial primer/template binding and in the conformational changes required for the correct placement of the primer/template in the catalytic site of the enzyme. The second part of my work was dedicated to the design, the characterization of mechanism of action and the optimization of a new generation of peptides in order to inhibit the maturation step of RT. From the screening of these peptides, we selected the peptide PAW which efficiently inhibits RT maturation as well as viral replication when delivered into cells. Dimerization and maturation constitute excellent targets for the design of future HIV drugs
Abstract FR:
La transcriptase inverse (RT) du virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est responsable de la réplication de l'ADN viral. La forme biologiquement active de l'enzyme est un hétérodimère asymétrique de 2 sous-unités, la p66 et la p51. Le processus de dimérisation de la RT est indispensable à son activation et constitue une cible novatrice dans l'élaboration de nouveaux antirétroviraux. Pour être active, la transcriptase inverse subit un mécanisme de dimérisation en 2 étapes. La première étape est initiée par l'association rapide des 2 sous-unités (dimérisation) générant un intermédiaire inactif. La deuxième étape constitue une lente réorganisation conformationnelle de la RT (maturation) qui donne la forme biologiquement active de l'enzyme. La première génération de peptides inhibiteurs développés au sein du laboratoire dont le chef de file est le peptide Pep-7, cible les interactions monomère/monomère lors de l'association des 2 sous-unités. Pep-7 se lie sur la sous-unité p51 au niveau de 2 résidus, le Trp24 et la Phe61. La première partie de mon projet de recherche a été d'étudier l'implication des résidus Trp24 et Phe61 de p66, sur l'activité polymérase de la RT si ces résidus venaient à muter suite au traitement par Pep-7. Nous avons observé que les résidus Phe61 et Trp24 étaient respectivement impliqués dans la fixation initiale de la matrice/amorce et dans les changements conformationnels de l'enzyme permettant le positionnement correct de la matrice/amorce dans le site catalytique nécessaire à l'élongation de l'ADN par l'enzyme. La deuxième partie de ma thèse fut consacrée à l'élaboration et à la caractérisation du mécanisme d'action et à l'optimisation de nouveaux inhibiteurs peptidiques ciblant la maturation de la RT. Nous avons défini une nouvelle génération d'inhibiteurs représenté par le peptide PAW, puissant inhibiteur de l'activité polymérase in vitro et in cellulo