CE11 - Caractérisation des structures et relations structure-fonction des macromolécules biologiques

Détermination de la structure tridimensionnelle des conformations actives et inactives du récepteur V2 de la vasopressine – StrainV2

Résumé de soumission

Le récepteur V2 (V2R) de l'arginine-vasopressine (AVP) est un prototype des récepteurs couplés aux protéines G et il joue un rôle crucial dans le maintien de l'équilibre hydrique de notre organisme. Il est considéré comme un modèle des récepteurs liant les peptides et représente une cible thérapeutique majeure et attractive pour les laboratoires académiques et les compagnies pharmaceutiques. Il est impliqué dans plusieurs pathologies de l’eau, certains désordres urinaires et est responsable de deux maladies génétiques rares. De façon surprenante, sa structure tridimensionnelle (3D) n’a pas encore été résolue.

Le projet StrainV2 a été créé pour rassembler des expertises multidisciplinaires (biochimie et pharmacologie des récepteurs couplés aux protéines G, cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et cristallographie aux rayons X des protéines membranaires, ainsi que chimie et ingénierie des peptides bioactifs) selon une approche concertée pour déterminer et comparer les structures atomiques des conformations actives et inactives du V2R par cryo-microscopie électronique et cristallographie aux rayons X. Nous voulons caractériser les mécanismes structuraux et moléculaires de l'activation des partenaires de signalisation du V2R, la protéine Gs et l'arrestine2, lorsqu'il est lié à son ligand naturel l'AVP. Nous voulons comprendre comment le V2R est bloqué lors de la liaison d'un antagoniste ou d'un agoniste inverse.

Pour les trois prochaines années, les objectifs du projet StrainV2 sont:
1-déterminer par cryo-EM la structure de l'état actif du V2R en complexe avec la protéine de signalisation Gs et un agoniste complet, l'hormone naturelle AVP.
2-déterminer par cryo-EM la structure de l'état actif du V2R en complexe avec la protéine de signalisation Arrestine2, en présence d'AVP.
3-déterminer la structure de la conformation inactive du V2R lié à un antagoniste complet, la mambaquarétine (MQ), un peptide extrêmement sélectif du V2R extrait du venin du serpent mamba vert. Pour cette tâche particulière, et parce que le complexe MQ-V2R est de petite taille, nous prévoyons d'analyser ce complexe par cristallographie en phase cubique lipidique (LCP) en parallèle de la cryo-EM. De plus, les concentrations de V2R purifié produites et les quantités de MQ synthétisées ne sont pas une limite à cette approche de cristallographie aux rayons X.

En plus de décrire les mécanismes d’activation et d’inhibition du récepteur d’un point de vue mécanistique détaillée, ce projet ouvrera la voie à un “design” rationnel de molécules thérapeutiques candidates sur la base d’informations structurales précises.

Le projet StrainV2 met en commun des forces et des infrastructures de pointe ainsi que des technologies qui soutiennent la promesse d'apporter des données majeures utiles à la compréhension de la signalisation du V2R. Il permet également de rassembler une main d'oeuvre adaptée à l'étude du V2R pour être compétitif dans ce domaine et nous donner une visibilité internationale.

Coordination du projet

Bernard Mouillac (Institut de Génomique Fonctionnelle)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

SIMOPRO Service d'Ingénierie Moléculaire des Protéines
IGF Institut de Génomique Fonctionnelle
CBS Centre de Biochimie Structurale

Aide de l'ANR 476 889 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2019 - 36 Mois

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