Modélisation moléculaire de la protéine "Steroidogenic Acute Regulatory" (StAR) et du cytochrome P450 17[alpha]-hydroxylase/17,20-Lyase (P450c17) une approche moléculaire pour comprendre les mécanismes de la stéroïdogenèse

Abstract

L'hyperplasie lipoïde surrénalienne congénitale a été attribuée à la protéine"steroidogenic acute regulatory" (StAR) portant des mutations qui inhibent sa fonction primaire. Nous avons donc entrepris des démarches pour clarifier le mécanisme d'action de la StAR en utilisant des techniques à la fine pointe de la technologie, telle que la modélisation moléculaire. Nous avons développé un modèle StAR basé sur les données cristallographiques de la protéine MLN64 humaine. Nous démontrons par notre modèle que StAR possède une cavité hydrophobe et non un tunnel tel qu'observé pour la molécule MLN64. Cette cavité a une surface de 783.9 [angström indice supérieur 2] , assez large pour maintenir une molécule de cholestérol. De plus, nous avons identifié un pont salin unique dans cette cavité, responsable de la liaison du cholestérol via une molécule d'eau; ceci suggère que le cholestérol se lie à l'intérieur de la StAR. En considérant que des cavités à l'intérieur des protéines déstabilisent les structures des protéines natives, et que la cavité de StAR doit s'ouvrir pour être accessible au cholestérol, nous avons exploré la possibilité que StAR existe sous forme partiellement dénaturée, en équilibre avec la forme native. Par des études thermodynamiques structurales, nous démontrons qu'une sous population de StAR partiellement dénaturée (environ 2%) peut exister en équilibre avec la forme native, permettant ainsi la liaison du cholestérol. Nous sommes donc les premiers à proposer un mécanisme d'action plausible pour la StAR, supportant une molécule qui fonctionne soit dans l'espace intermembranaire des mitochondries, soit à l'extérieur des mitochondries. Finalement, ce modèle explique nos résultats de mutagenèse dirigée, ciblant les sites de phosphorylations putatifs et les acides aminés impliquées dans la formation du pont salin. Nous démontrons que le site S185 chez le hamster ne peut être phosphorylé car il n'est pas accessible au solvant. En plus de la StAR, nous avons étudié la relation structure/fonction du cytochrome P450 17[alpha]-hydroxylase/17,20-lyase (P450c17) en utilisant aussi la modélisation moléculaire et la mutagenèse dirigée. Nous démontrons que trois mutants, T202N, D240N, et D407H, modulent l'activité du P450c17 de manières différentes dépendant de leurs effets structuraux. Ceci supporte le concept que le P450c17 est contrôlé par des facteurs post traductionnels qui modifieraient aussi sa structure, tel que la phosphorylation"--Résumé abrégé par UMI.