Utilisation de Ligands Fluorés pour l’Inhibition de Rotamases – F-LAIR

L'introduction de fluor dans des substrats peptidiques permettra:
-de stabiliser la conformation de l'état de transition,
-un meilleur profil biologique,
-l’étude par RMN du mécanisme catalytique de Pin1 ainsi que le criblage d’inhibiteurs.
Ce projet comporte également une étude in silico des interactions substrats fluoré - site actif de l’enzyme

La protéine Pin1 a été produite à partir de E. Coli et purifiée avec de bons rendements. La production et la purification de Pin1 marquée 15N-13C a permis de complétement caractériser cette protéine par RMN.
La flexibilité de la peptidyl-prolyl isomérase Pin1 a été explorée à l'aide de simulations de dynamique moléculaire.
Une étude préliminaire de docking ainsi que des résultats antérieurs de la littérature ont permis d’identifier les unités peptidiques et pseudopeptidiques comportant des motifs structuraux fluorés comme étant des candidats ligands. Une première génération de ligands comportant ces motifs a été synthétisée.
L’affinité des ligands vis-à vis des différents sites de Pin1 a été mesurée par RMN.

Les inhibiteurs fluorés de Pin1 sont des candidats anticancer pertinents et ils permettrons également le criblage d'autres inhibiteurs par RMN.

Publications:
1.CF2H as a hydrogen bond donor group for the fine tuning of peptide bond geometry with difluoromethylated pseudoprolines. Malquin, N.; Rahgoshay, K.; Lensen, N.; Chaume, G.; Miclet, E.; Brigaud, T. Chem. Commun. 2019, 55, 12487-12490.

2. Enantiopure 5-CF3-Proline: Synthesis, Incorporation in Peptides, and Tuning of the Peptide Bond Geometry. Sanchez, C. A.; Gadais, C.; Chaume, G.; Girard, S.; Chelain, E.; Brigaud, T. Org. Lett. 2021, 23, 382-387.

Communications:
1. Design, synthesis and biological evaluation of fluorinated Pin1 ligands. Chiara Zanato, Soha Abou Ibrahim, Ludovic Carlier, Emeric Miclet, Grégory Chaume, Evelyne Chelain, Nathalie Lensen, Julien Pytkowicz, Thierry Brigaud., 21e Congrès du GFPP, Amboise (France), 12 – 16 Mai 2019

2. How to take full advantage of the CH2-TROSY experiment? R. Lenoir-Capello, L. Imbert, S. Abou Ibrahim Alami, L. Carlier, N. Birlirakis, C. Zanato, T. Brigaud, J. Pytkowicz, G. Chaume, C. Loison, J. Boisbouvier, E. Miclet. Conférence virtuelle du GERM 2021, 6-12 avr. 2021 En ligne (France).

3. Exploring the flexibility of Pin1 peptidyl-prolyl isomerase using molecular dynamics simulations, N. Mele, B. Iorga, 9èmes Journées de la Société Française de Chemoinformatique, 21-22 novembre 2019, Paris (France)

4. Design, synthesis and biological evaluation of fluorinated Pin1 ligands. Chiara Zanato, Soha Abou Ibrahim, Ludovic Carlier, Emeric Miclet, Grégory Chaume, Evelyne Chelain, Nathalie Lensen, Julien Pytkowicz, Thierry Brigaud
EUTOPIA Science FAIR 2021
eutopia-university.eu/2-the-world-of-life-chemistry-genetics-medicine/
Video: youtu.be/0CiowBTon3A

L'incorporation d’atomes de fluor dans les biomolécules présente un intérêt majeur pour moduler leurs propriétés. Ils permettent, souvent de façon rationnelle, de modifier favorablement leurs propriétés biophysiques et chimiques telles que la lipophilie, la stabilité chimique et métabolique, la réactivité et la conformation. Les composés fluorés peuvent également être utilisés en tant que sondes efficaces pour des études de RMN 19F. Nous prévoyons de tirer partie de toutes ces propriétés pour développer des peptides fluorés conduisant à une nouvelle classe d'inhibiteurs de la protéine Pin1 impliquée dans différentes pathologies dont le cancer. L'introduction rationnelle d’atomes de fluor dans des ligands peptidiques permettra (i) de stabiliser la conformation de l'état de transition, (ii) un meilleur profil biologique, (iii) l’étude par RMN des interactions ligand /site catalytique de Pin1 ainsi que le criblage d’inhibiteurs.
Ce projet implique un consortium pluridisciplinaire de chimistes dont les expertises sont la synthèse organique, les études de docking in silico et les méthodes biophysiques telles que la RMN.