Réactivité du radical tyrosinyle de la ribonucléotide réductase : application à la recherche de nouveaux

Abstract

La ribonucléotide réductase (RNR) est une enzyme clef qui catalyse la synthèse des désoxyribonucléotides, précurseurs de la synthèse de l'ADN. La petite sous-unité de la RNR de classe l, nommée R2, contient un radical tyrosinyle essentiel pour son activité. Par conséquent les piégeurs de radicaux sont de potentiels agents antiprolifératifs. La structure tridimensionnelle de R2 montre que le radical tyrosinyle est enfoui à l'intérieur de la protéine. Dans cette thèse nous avons montré à l'aide de mutants dirigés de R2, que la réactivité de ce radical vis à vis des phénols, hydrazines, dithionite, hydroxyurée et ascorbate peut être changée par de petites modifications au niveau de l'environnement hydrophobe du site radicalaire. Quand par exemple une charge positive est introduite (mutant I74K ou I74R), la protéine devient plus sensible vis à vis des donneurs d'électrons anioniques tels que le dithionite ou l'ascorbate, un site d'affinité pour ces réducteurs anioniques est créé par ces mutations. La mutation de la leucine 77, proche du radical tyrosinyle, en phénylalanine, entraîne une hausse de la réactivité du radical tyrosinyle de la protéine R2 vis à vis des molécules chimiques possédant un noyau aromatique. Ces résultats laissent penser que de petites molécules chimiques sont capables d'accéder au site radicalaire puisqu'elles sont capables d'interagir avec les résidus aminés de son environnement. Néanmoins, un mécanisme de transfert d'électrons indirect à longue distance ne peut être complètement exclu dans l'état actuel de ces résultats. Les protéines R2 de nouvelles RNRs de classe l, celles de M. tuberculosis et P. falciparum ont été purifiées. La protéine R2 de M tuberculosis a été caractérisée par des méthodes spectroscopiques telles que la RPE à bas et haut champ. La réactivité de son radical tyrosinyle vis à vis d'une série de piégeurs de radicaux a été examinée et comparée à celle des radicaux tyrosinyles d'autres RNRs de classe 1 (E. coli, A. thaliana et souris). Ces études ont permis de mettre en évidence deux classes de RNRs, la RNR des procaryotes et celles des eucaryotes qui se distinguent par les caractéristiques RPE et la réactivité de leurs radicaux respectifs. Elles ont également permis de mettre en avant la réactivité particulière de thiols aromatiques et surtout celle du resvératrol, une phytoalexine naturelle, qui s'est avéré un remarquable inhibiteur de la RNR de mammifères et de plantes. Cette molécule pourrait ainsi avoir des applications en tant qu'agent anti-prolifératif ou chimiopréventif du cancer chez l'homme ou en tant qu'herbicide.