Structures tridimensionnelles de macromolécules biologiques cibles. Criblage de ligands in-silico et par RMN et radiocristallographie des rayons X. Conception rationnelle d’inhibiteurs/d’effecteurs basée sur les structures 3D.

La plateforme de criblage de ligands CLéS a pour vocation de mettre à la disposition de la communauté scientifi que et médicale un ensemble de technologies permettant d’identifi er ou de concevoir des inhibiteurs de cibles pharmacologiques ou des effecteurs de toute autre cible et de caractériser leurs interactions.

CléS propose une alternative aux stratégies de criblages à haut débit, par la combinaison de technologies complémentaires pour la conception de ligands guidé par la connaissance structurale de la cible :

• Préparation et études structurales de cibles par modélisation moléculaire, résonance magnétique nucléaire et cristallographie des rayons X.
• Criblage virtuel (in-silico) à haut débit (104 molécules/jour).
• Validation expérimentale des ligands par criblage à moyen débit par RMN (20-100 molécules/jour) et à bas débit par cristallographie (1-10 molécules/jour).
• Analyse du mode d’interaction avec les cibles.

La plate-forme CLéS est localisée sur deux sites : l’Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (regroupant les plateaux techniques de modélisation moléculaire, RMN et cristallographie des rayons X) et THEOGONE (Centre de Bioinformatique de Haute-Garonne du Centre Européen d’Entreprise et d’Innovation).

Le Comité scientifique de CLéS statue sur l’orientation des projets et les développements de la plate-forme. Le Comité de pilotage veille à la mise en place des projets et aux aspects opérationnels.

Premier contact

Une discussion préalable avec le porteur de projet est indispensable afin d’évaluer la faisabilité du projet et de définir en fonction de la problématique la stratégie la mieux adaptée. Cette discussion permet en outre d’évaluer les coûts, moyens à mettre en œuvre et de définir le type de prestation.

En fonction de la stratégie d’étude adoptée et de l’expertise des chercheurs impliqués dans le projet, et après arbitrage par le comité scientifique, il sera proposé :

• Une prestation de service complète et ponctuelle entièrement réalisée par les ingénieurs de la plate-forme.
• Un accès autonome à certains équipements.
• Un contrat de collaboration sur un thème industriel.
• Un contrat de collaboration scientifique pour les laboratoires de recherche publics.

La plateforme CLéS s’appuie sur des compétences très complémentaires en bioinformatique et biologie structurale.

Modélisation moléculaire et criblage virtuel

Modélisation moléculaire de cibles, criblage virtuel (in silico) de ligands, études des interactions et calculs d’interfaces cibles-ligands.

Criblage de ligands primaires et conception de ligands

• Criblage de ligands par RMN et par cristallographie des rayons X.
• Étude des interactions cibles-ligands (RMN).
• Structure 3D des cibles et des complexes cibles-ligands (RMN et cristallographie des rayons X). Les technologies et méthodes utilisées permettent de détecter des touches à basse affi nité et de concevoir des ligands à haute affi nité via une approche par fragments.

Modélisation moléculaire, criblage virtuel et dynamique moléculaire

Moyens de calcul :

• Grappe de PC, 40 noeuds (3GHz, 1Go RAM) (IPBS).
• Grappe de PC, 50 noeuds (3GHz, 1Go RAM) (THEOGONE).
• Stations de calcul et de graphisme moléculaire.

Moyens logiciels :

• Suite logicielle Sybyl 7.3 (Tripos) (THEOGONE).
• Logiciels Accelrys (IPBS).
• Logiciels de docking (IPBS).
• Suites logicielles pour la détermination et l’affinement de structures tridimensionnelles par RMN et cristallographie.

RMN biologique

• Spectromètre RMN 500 MHz.
• Spectromètre RMN 600 MHz avec cryosonde (1H, 13C, 15N).
• Spectromètre 700 MHz.
• Robot d’injection pour couplage RMN (BEST-NMR) (RMN 600 MHz).

Bio-cristallographie

• Banc de diffusion dynamique de la lumière.
• Robot de cristallisation de type nanovolume.
• Station automatisée de visualisation et de suivi des essais de cristallisation.
• Parc de diffractométrie X constitué d’un diffractomètre comprenant une source microfoyer, un goniomètre 4 cercles à géométrie kappa et un détecteur CCD. Il comprend également un système automatisé d’inspection optique combinée à la diffraction de rayons X in-situ de cristaux en microplaques.
• Ultra-centrifugeuse analytique (achat prévu).