– GCP4

La tubuline gamma est une protéine essentielle qui assure la nucléation des microtubules et l'assemblage d'un fuseau mitotique correct. Cependant, les mécanismes moléculaires de la nucléation des microtubules sont encore peu connus. Il est admis que des protéines additionnelles, les 'gamma-tubulin complex proteins' (GCPs), sont nécessaires pour permettre à la tubuline gamma d'adopter une conformation compétente pour la nucléation. Les GCPs sont conservées chez tous les eucaryotes ; elles forment des complexes multiprotéiques avec la tubuline gamma et participent à l'assemblage du fuseau. Chez l'homme, il existe cinq GCPs différentes, présentant des homologies de séquence les unes avec les autres. L'importance des GCPs est soulignée par des travaux récemment publiés qui identifient ces protéines comme cibles prometteuses en thérapie anticancéreuse. En effet, l'extinction de l'expression des GCPs sensibilise des cellules de cancer du poumon en culture à un traitement chimiothérapeutique par le paclitaxel. Cependant il n'existe à l'heure actuelle aucun inhibiteur pharmacologique dirigé contre les GCPs. Pour comprendre le rôle structural des GCPs dans la nucléation des microtubules dépendant de la gamma tubuline, et pour développer des outils qui interfèrent avec l'assemblage du complexe tubuline gamma, nous projetons de résoudre la structure des GCPs et de déterminer leurs interactions moléculaires au sein du complexe. Nous cristalliserons GCP4, qui est considérée comme un membre prototype de la famille GCP car elle est la plus petite, et comprend tous les domaines conservés. Nous avons déjà purifié la protéine GCP4 recombinante, et les premiers essais de cristallisation ont donné des cristaux diffractant à une résolution inférieure à 3.5 Å. Nous prévoyons de résoudre la structure atomique de GCP4, qui sera la première structure d'une GCP. Nous combinerons ces informations avec les données sur les sites potentiels de contact de GCP4 au sein du complexe tubuline gamma, entre les molécules GCP et la tubuline gamma et aussi entre les différentes GCPs. Ces données seront obtenues en analysant des mutants de délétion et des mutants ponctuels dans des études biochimiques et de biologie cellulaire. Les sites des molécules GCPs qui sont cruciaux pour la fonction des complexes tubuline gamma seront explorés par une approche rationnelle de 'drug design' pour identifier des petites molécules inhibitrices ou des peptides inhibiteurs. Le développement d'inhibiteurs spécifiques sera basé sur un criblage de fragments in silico, une caractérisation ligand-protéine par RMN, et la structure aux rayons X des complexes ligand-protéine les plus pertinents. Ces inhibiteurs sont supposés interférer avec la prolifération cellulaire, en bloquant l'assemblage des complexes tubuline gamma et la formation des microtubules, et devraient présenter un intérêt futur en thérapie anticancéreuse.