Développement d'une méthode de prédiction des sites d'interaction protéines-molécules à partir de la structure primaire

Nicolas Delsaux (2008). Développement d’une méthode de prédiction des sites d’interaction protéines-molécules à partir de la structure primaire (thèse de doctorat). Gembloux, Belgique, Faculté Universitaires des Sciences Agronomiques, 204p., 20 tabl., 81 fig.Résumé : Ce travail a pour but d’améliorer nos connaissances des interfaces et d’aider les scientifiques à caractériser au mieux les protéines de fonction et de structure encore inconnues. Pour cela, nous avons construit des banques de données de structures tridimensionnelles de complexes et leurs interfaces ont été analysées au niveau atomique. L’analyse détaillée des interfaces a permis de confirmer le rôle important des acides aminés aromatiques et de l’arginine ainsi que de montrer quels couples de résidus sont significativement favorisés dans celles-ci. De plus, l’importance du volume des résidus voisins des sites d’interaction et de la conformation des acides nucléiques a pu être montrée. Les principales variables corrélées aux interfaces sont : trois propensions à être en interaction, le type de résidu et sa position dans la séquence, les prédictions d’accessibilité et de structures secondaires, la prédiction en ‘Receptor Binding Domain’, et la présence de certains motifs protéiques. Finalement, une méthode de prédiction des sites d’interaction été mise au point. Cette méthode est l’une des seules à n’utiliser que des informations directement accessible à partir de la séquence et donne des résultats très encourageants. La spécificité obtenue est en effet suffisante pour améliorer les résultats expérimentaux obtenus par mutagénèse dirigée.Nicolas Delsaux (2008). Development of a prediction method of protein-molecule interaction sites from primary structure (doctoral thesis, in French). Gembloux, Belgium, Agricultural University, 204p., 20 tabl., 81 fig.Summary: The objective of this work is to improve the knowledge about interfaces and to assist the characterization of proteins with unknown function and structure. To this aim, we constructed databases of three-dimensional structures of complexes and their interfaces were analyzed at the atomic scale. The in-depth analysis of interfaces confirms the preponderance of aromatic amino acids and of arginine. Residue pairs that are significantly favored at the interfaces were also identified. Moreover, the importance of interaction sites neighboring residue volumes and of the nucleic acid’s conformation has been highlighted. The main parameters correlated to interaction sites are: three interaction propensities, residue’s type and its location within the sequence, predictions of accessibility and of secondary structures, prediction to be a Receptor Binding Domain, and the presence of protein patterns. Finally, a prediction method of interaction sites has been developed. This method is one of the few which only use information directly accessible from protein sequence and gives promising results. The achieved specificity is indeed sufficient to improve experimental results of site-directed mutagenesis.