[PDF] Helix Explorer: Une nouvelle base de données de structures de

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i1i

UniversitédeMontréal

structuresdeprotéines par

MohamedTikahMarrakchi

Programmedebioinformatique

Facultédesétudessupérieures

Août,2006

©MohamedTikahMarrakchi,2006

ûtJ7

fl)

Université

ll deMontréal

Directiondesbibliothèques

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àdesfinsnonlucrativesd'enseignement

etde lapropriétédudroit mémoire,nidesextraitssubstantiels decedocument, nedoiventêtre del'auteur.

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NOTICE

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UniversitédeMontréal

Facultédesétudessupérieures

Cettethèseintitulée

présentéepar:

MohamedTikahMarrakchi

Dr.SylvieHamel,directeurderecherche

Dr.FrançoisMajor,membredujury

C C 111

Résumé

desstructuresprotéiquesconnues. quecelled'allégerletexte. iv

Abstract

accessible. bioinformaticsdatabases. V

Tabledesmatières

1.1Lesbiomolécules

5

1.1.1Introductionauxprotéines5

1.2Lesprotéinesetleursstructures$

1.2.3Structuresdesprotéines

11

1.2.5Surfacesmoléculaires13

Chapitre2.Ingénieriedesprotéines

20

2.1Introduction

20

2.2Conceptionrationnelledeprotéines21

3.1LabasededonnéesPDB

28

3.1.1FormatsdesdonnéesPDB

28

3.1.2ManipulationdesdonnéesPDB

30

3.2PDBSum

32

3.3OpenMMSetPDBase

33

Chapitre4.HelixExplorer

36

4.1Motivationsetapprochegénérale

36

4.2Interfaceutilisateurd'HelixExplorer44

4.3Architectureetimplantation

52

4.3.1BasededonnéesHelixExplorer

53

4.3.2InterfaceWebd'HelixExplorer

53
vi

4.5Limitations

66
vii

Listedestableaux

viii

Listedesfigures

Fig.1.1Exempledepeptide

6

Fig.1.2Les20acidesaminésnaturels

7

Fig.1.3Hélicesu12

Fig.1.4Feuillets

(3 14

Fig.1.6Surfacemoléculaire

17 24

Fig.3.1SiteInternetPDBSum

32

Fig.4.1DistancesdansHelixExplorer

42

Fig.4.2Angleentredeuxhélices

43
49
50
ix .51 fig.4.7Architectured'HelixExplorer 52
longueurs 66
X

àmesparents

xi

Remerciements

années. entièreresponsabilité.

Abréviations

ADNAcideDésoxyriboNucléique

AJAXAsynchronousJavaScriptandXML

ARNAcideRiboNucléique

ASPActiveServerPages

BLASIBasicLocalAlignmentSearchTool

CGICommonGatewayInterface

HTMLHyperTextMarkupLanguage

IUCrInternationalUnionofCrystallography

JDBCJavaDataBaseConnectivity

JSPJavaServerPages

MVCModel-View-Controller

OpenMMSOpenMacroMolecularStructures

PUBProteinDataBank

2

PDBjProteinDataBankJapan

PDBMLProteinDataBankMarkupLanguage

PHPPHP:HypertextPreprocessor

SQLStructuredQueryLanguage

TASPTemplate-AssembledSyntheticProteins

wwPDBWorldWideProteinDataBank

XMLeXtendedMarkupLanguage

XSDXMLSchemaDefinition

XSLeXtensibleStylesheetLanguage

Introduction

2 2 3 dernière. 4 suiviparunebrèveconclusion.

Chapitre1.Lesprotéinesetleurstructure

1.1Lesbiomolécules

1.1.1Introductionauxprotéines

hormone,unanticorpsouuneenzyme. 6 séquencesprotéiques.

Glutamine

o_ O

Cystéine

s..

N-Terminale

NHJ NH[ o

C-Terminale

OO L_NH NH

Histidine

NH

Arginme

Histidine.

7 pit Senne (S,Set) Thro (T,Thr CHOH

CI•t:3

Asparirw

(N.Asi) 't4 (Q, G*o) C112 CH2 HNO

Polaires

etren-cl,argês

Polaires

etdargés

Non-polaires

Non-polaires

AciJeutmiqu.Acidesprtiqoe

LyswieArganIreHstIdIrbe

(E.(Ai(DAP) (k,Lys)(LArg)(H,Fhs) oococococo

H3N - c - H'J - - HiJ1 - _'H

CH2CH2CF42

IIIII

C1.lCK2CHC.NH

IIII 'CH

COO-ciiI

p CKMl lui II* H+

ÇNK2

NgtWmenrPoiriveme,g

(M.Me)(C.Cys) (w.Trp)(F,Pte)(Y,Tyr) cocooo

H3M_rH

'HN - C - H j..4 - H CH2 C42 VH j'\Oi.i

Contei9aJ!tdusocdreA,o,natques

A1nineVIineLetiinel&ucineProne

(A.Ab)(V,V1) (LLei)(Ie)(P.Pro)

H%H'1N - - H

CH C43

2ç/

c CK CH2

AJ.phahqoes

8 opposédela exempleestdonnéedanslaFigure1.1.

1.2Lesprotéinesetleursstructures

9 depH. 10 voisinages. 11

1.2.3Structuresdesprotéines

faisonsdanslasectionquisuit. 13 etlestours.

1.2.4.1Leshélices

sontdeloinleshéliceslespluscommunes. 12 L o 5.4A (3.6residues) cP° '-'.0 t. 0G C? o 1, Q pointillés.[25] @Oø o Q C) Q Q Q 'b o Q o 13

1.2.4.2Lesfeuillets

f desfeuillets 13

1.2.4.3Lestours

mêmefeuillet 13

1.2.5Surfacesmoléculaires

Q 0 Q

Fig.1.4Feuillets

fi. pointillés.Figurereproduitede[30]. 14 'I Q [-'I It t. 1 -.I 'p' 'J" ii Q T T 41
j 15 utiliséespourlescalculer.

1.2.5.1SurfacedevanderWaals

atomes,estditesurfacedevanderWaals.

1.2.5.2Surfaceaccessible

16

1.2.5.3Surfacemoléculaire

surface accessible

Volume

vanderWaals 17

1.2.5.4Calculdelasurfacemoléculaire

sonde surface moléculaÉre

Volumede

vanderWaals 18 7,' 19 réentrante.

Chapitre2.Ingénieriedesprotéines

2.1Introduction

naturelles. 21

2.2Conceptionrationnelledeprotéines

1.Plann:ngcfmutants

_______

2.Site-directed

mutagenesis 1

Jectorscontaning

mutatedgenes 1.

Randommutagenesîs

j

O©OOI

Librarycfmutated

4 w i.i;ii:i t

Seecticnparameters:

______________________ -Substratsrange

1.Proteinexpression

-StabiIi:yncrgancsceents

2.Purfficaftn

-Stabifty:owardureac:inn cond:srn tan -:hernanbky aa _______

Analytics

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