Foldamères pour l inhibition des interactions protéine protéine entre CDK5/p25

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1 Foldamères pour l ihibitio des iteractios protéie protéie etre CDK5/p5 et PXR/SRC Ce projet vise à développer des outils thérapeutiques alteratifs et spécifiques basés sur la techologie foldamère pour cibler des iteractios protéie protéie (PPI), difficilemet accessibles par des stratégies de chimie médiciale classique. Les foldamères sot des oligomères o aturels capables d adopter des structures repliées bie défiies, comme des hélices α ou des feuillets β, recotrées das les protéies, stable et prévisible. Das ce domaie, ous avos développé das otre équipe de ouveaux foldamères costruits à partir β amioacides fortemet cotraits, des γ amioacides multifoctioalisés et des mimes cotraits de dipeptides (rg. Lett. 0, Agew. Chem. It. Ed., 0, 67, Chemistry: a Europea Joural, 0, 696, Agew. Chem. It. Ed., 0, 6, Agew. Chem. It. Ed., 04, 04, 5, ). Grâce à leur propriété structurale, ces molécules costituet des structures privilégiées pour préseter de maière cotrôlée des élémets de recoaissace essetiels pour cibler ces iterfaces protéiques. Das ce cotexte et e collaboratio avec des équipes de biologistes, ous proposos de cocevoir et de sythétiser des foldamères, basés sur les systèmes hélicoïdaux idetifiés das otre équipe, capables d ihiber des iteractios protéie/protéie essetielles pour l activité de deux cibles: La protéie kiase eurospécifique CDK5/p5 qui est hyperactivée das plusieurs pathologies euroales (maladies eurodégéératives et cacers euroaux), collaboratio avec le Dr May Morris, IBMM. Le récepteur ucléaire PXR (Pregae X Receptor, NRI), qui semble être u acteur importat das la résistace des cellules tumorales aux chimiothérapies (collaboratio Dr Jea Marc Pascussi, Equipe Sigalisatio et cacer, IGF) et pour lequel aucu ihibiteur a été idetifié à ce jour. Nom du directeur de thèse : Muriel Amblard Le ombre actuel de thèses ecadrées par ce même directeur : 0 Istitut des Biomolécules Max Moussero CNRS UMR547 Uiversité Motpellier Faculté de Pharmacie 5, Aveue Charles Flahault B. P Motpellier Cedex 5 Frace motp.fr tel (0)

2 Foldamer based helix mimetic as ihibitors of CDK5/p5 ad PXR/SRC PPI This project aims at developig alterative ad specific therapeutic tools based o foldamer techology to ihibit protei protei iteractios (PPIs) which are difficult of access by traditioal medicial chemistry strategy. Foldamers are artificial oligomers that are able to adopt stable, predictable ad well defied coformatio such as helix or sheet foud i proteis. I this field, we have developed ew foldamers based o costraied bicyclic β amio acid, multi fuctioalized γ amio acids ad dipeptide mimics (rg. Lett. 0, Agew. Chem. It. Ed., 0, 67, Chemistry: a Europea Joural, 0, 696, Agew. Chem. It. Ed., 0, 6, Agew. Chem. It. Ed., 04, 04, 5, ). By virtue of their structural properties, these molecules costitute privileged structures for the cotrolled display of key fuctioal groups that are essetial for targetig protei/protei iterface. I this cotext ad i collaboratio with two teams of biologists, we propose to desig ad sythesize foldamers, based o helical scaffolds idetified at the IBMM, that are able to disrupt the essetial protei/protei iteractio for the activity of two targets: The eurospecific protei kiase CDK5/ p5 that is hyperactivated i several euroal pathologies The uclear receptor PXR (Pregae X Receptor, NRI), a importat actor i resistace of tumor cells to chemotherapy. Specific ihibitors, based o foldamer scaffolds idetified at the IBMM will be ratioally desiged for each of these systems. The ability of these foldamers () to specifically iteract with their targets () to ihibit their biological fuctios will be evaluated.

3 Istitut des Biomolécules Max Moussero UMR Equipe Sythèses Stéréosélectives & Acides Amiés Modifiés ffre de thèse avril 05 Sythèse stéréosélective d'ue ouvelle classe d'acides α- amiés Phosphorés ou Silylés pour l'igéierie peptidique L igéierie moléculaire des amioacides et peptides a pour but de modifier leur structure ou les effets stériques ou électroiques afi d'e compredre ou d'e modifier leur bioactivité. Das ce cotexte, le laboratoire s est itéressé à la mise au poit d aalogues stables de la eurotesie, u tridécapeptide possédat diverses propriétés biologiques. Il a aisi été motré que les récepteurs NTS et NTS étaiet impliqués das l effet aalgésique de la NT, cepedat la liaiso au récepteur NTS etraîe d autres réposes biologiques comme l hypothermie. Des relatios structure- activité motret que la positio joue u rôle clé et permettet de déduire qu ue aromaticité étedue aisi qu ue charge sur cette positio coduiset à ue ette amélioratio de la sélectivité. Ue première partie du projet porte sur la sythèse stéréosélective d'ue ouvelle classe d'amioacides dérivés de phospharomatiques ou, à partir de sythos phosphorés chiraux. Ces amioacides ot pour but d'être isérés e positio de la eurotesie, afi d'étudier d'ue part, l'ifluece des modificatios structurales et foctioelles du cetre phosphoré sur ses propriétés et d'autre part leur biodispoibilité par marquage multimodal (RMN P,F/UV,IR). Das ue secode partie, l'étude de la polymérisatio d'α- amioacides silacyclopetaes est evisagée. Das le domaie des polymères d'amioacides, les polyprolies sot très itéressates car ce sot des biomatériaux 4 et des modèles sythétiques de collagèe. Au laboratoire ous sommes itéressés à u aalogue silylé de la 5 prolie dot les oligomères adoptet ue coformatio préféretielle e hélice polyprolie de type II (PPII). E cotiuité de ce travail, ous evisageos de mettre au poit ue sythèse stéréosélective d amioacides silylés cycliques tels que porteurs de groupemets variés sur l atome de silicium. Il s agit das ce cas d'étudier la modificatio structurale de ces amioacides otammet au iveau de cetre silylé, sur les propriétés des peptides et polymères qui e dérivet. CH Y ' NH P Y P R CH NH R R CH Si Y =, S, Ar, Alkyl, BH = 0,; ' =,; R, R = alkyl, aryl, R NH Les résultats attedus de ce travail itéresset le traitemet de la douleur, le marquage tadem de peptides modifiés pour leur suivi biologique et les biomatériaux de ouvelle géératio. Référeces:. Bredeloux, P. ; Cavelier, F. ; Dubuc, I. ; Vivet, B. ; Costeti, J., Martiez, J. Sythesis ad biological effects of (Lys- Lys- Pro- Tyr- Ile- Leu- Lys- Lys- Pro- Tyr- Ile- Leu), a ew aalogue of eurotesi that crosses the blood- brai barrier. J. Med. Chem, 008, 5, Quirio, R.; Regoli, D.; Rioux, F.; St- Pierre, S., Structure- activity studies with eurotesi: aalysis of positios 9, 0 ad. Brit. J. Pharmacol. 980, 69, Diemer, V. ; Berthelot, A. ; Bayardo, J. ; Jugé, S.; Leroux, F. R.; Colobert, F. Stereoselective sythesis of P- chirogeic dibezophosphole- boraes via aryes itermediates. J. rg. Chem., 4 0, 77, Shoulders, M. D.; Raies, R. T., Collage structure ad stability. Au. Rev. Biochem. 009, 78, Marti, C.; Legrad, B.; Lebru, A.; Berthomieu, D.; Martiez, J.; Cavelier, F. Silaprolie helical mimetics selectively form a all tras PPII helix. Chem. Eur. J., 04, 0, Ecadremet : Dr. Florie Cavelier (DR- CNRS) et Dr. Emmauelle Rémod; Istitut de Biomolécules Max Moussero UMR 547 CNRS- Uiversité de Motpellier, Place E. Bataillo, 4095 Motpellier- Directeur de l IBMM: Pr P. Dumy. Profil du cadidat : le (la) cadidat(e), motivé(e), dyamique et autoome, devra posséder u M (chimie orgaique avec metio) ou l'équivalet et ue grade motivatio pour la sythèse orgaique stéréosélective. De très boes compéteces e techiques spectroscopiques et chromatographiques d'aalyse appliquées à la chimie orgaique, sot écessaires. Fiacemet : Cotrat Doctoral de as, débutat le 0/0/05, "Scieces chimiques" Pôle Balard - Uiversité de Motpellier- ENSCM. Pour répodre à cette offre, veuillez evoyer u cv, ue lettre de motivatio, u relevé des otes de Master (M et u relevé provisoire de l aée de M e cours) et deux lettres de recommadatio à motp.fr et motp.fr. Date limite de cadidature : 0 mai 05

4 Istitut des Biomolécules Max Moussero UMR Equipe Sythèses Stéréosélectives & Acides Amiés Modifiés PhD project avril 05 Stereoselective sythesis of a ew class of Silico- or Phosphorus- cotaiig α- amio acids for peptide egieerig Molecular egieerig of amio acids ad peptides iteded to chage their structure or steric or electroic effects i order to uderstad or modulate their bioactivity. I this cotext, the laboratory has focused o the desig of stable aalogues of eurotesi, a tridecapeptide with diverse biological properties. It was show that NTS ad NTS receptors are ivolved i the aalgesic effect of NT, however bidig to the NTS receptor triggers other biological resposes such as hypothermia. Structure- activity relatioships idicate that positio plays a key role ad show that a exteded aromaticity ad a charge at this positio leads to a sigificat improvemet i selectivity. The first part of the project ivolves the stereoselective sythesis of a ew class of phospharomatic amio acid derivatives or from phosphorus chiral sythos. These amio acids are iteded to be iserted i positio of the eurotesi, to cosider o the oe had, the ifluece of structural ad fuctioal chages at the phosphorus o properties ad o the other had, their bioavailability by multimodal labelig (P- NMR, F / UV, IR). I the secod part, the study of the polymerizatio of silacyclopetaes α- amio acids is cosidered. I the field of amio acid polymers, polyprolies are very iterestig sice they are biomaterials ad sythetic models 4 of collage. I the laboratory we are iterested i silaprolie oligomers, which adopt a preferetial coformatio of 5 type II polyprolie helix (PPII). I lie of this work, we pla to develop a stereoselective sythesis of cyclic silylated amio acids as carriers of various groups o the silico atom. I this case, the structural modificatio of these amio acids will be cosidered, icludig at the silylated ceter, to study the properties of peptides ad polymers derived therefrom. CH Y ' NH P Y CH P R NH R R CH Si Y =, S, Ar, Alkyl, BH = 0,; ' =,; R, R = alkyl, aryl, R NH The expected results of this work cocer the treatmet of pai, the tadem labelig of modified peptides for biological moitorig ad ew geeratio of biomaterials. Référeces:. Bredeloux, P. ; Cavelier, F. ; Dubuc, I. ; Vivet, B. ; Costeti, J., Martiez, J. Sythesis ad biological effects of (Lys- Lys- Pro- Tyr- Ile- Leu- Lys- Lys- Pro- Tyr- Ile- Leu), a ew aalogue of eurotesi that crosses the blood- brai barrier. J. Med. Chem, 008, 5, Quirio, R.; Regoli, D.; Rioux, F.; St- Pierre, S., Structure- activity studies with eurotesi: aalysis of positios 9, 0 ad. Brit. J. Pharmacol. 980, 69, Diemer, V. ; Berthelot, A. ; Bayardo, J. ; Jugé, S.; Leroux, F. R.; Colobert, F. Stereoselective sythesis of P- chirogeic dibezophosphole- boraes via aryes itermediates. J. rg. Chem., 4 0, 77, Shoulders, M. D.; Raies, R. T., Collage structure ad stability. Au. Rev. Biochem. 009, 78, Marti, C.; Legrad, B.; Lebru, A.; Berthomieu, D.; Martiez, J.; Cavelier, F. Silaprolie helical mimetics selectively form a all tras PPII helix. Chem. Eur. J., 04, 0, Supervisig: Dr. Florie Cavelier (DR- CNRS) ad Dr. Emmauelle Rémod; Istitut des Biomolécules Max Moussero UMR 547 CNRS- Uiversité de Motpellier, Place E. Bataillo, 4095 Motpellier- Director of the IBMM: Pr P. Dumy. Cadidate: the cadidate, motivated, dyamic ad autoomous, should have a M (orgaic chemistry) or equivalet ad a great motivatio for stereoselective orgaic sythesis. Very good skills i spectroscopic ad chromatographic aalysis techiques are required. Fiacial support: Doctoral Cotract (years, startig 0/0/05), "Scieces chimiques" Pôle Balard - Uiversité de Motpellier- ENSCM. To apply, please sed a cv, a motivatio letter, marks obtaied i Master (M ad M i the curret year) ad recommadatio letters to motp.fr ad motp.fr. Dead lie of applicatio: 0 May 05

5 Sythèse et Etude de Nouvelles Machies Moléculaires Etrelacées Supramolecular Machies ad ARchitectures Team, Istitut des Biomolécules Max Moussero (IBMM) UMR 547 CNRS, Uiversité Motpellier - ENSCM, case courrier 706, Bâtimet Chimie (7), ème étage, Faculté des Scieces, Place Eugèe Bataillo 4095 Motpellier cedex 5, Frace. Tél.: Fax: C est parce qu il existe ue relatio étroite etre la topologie d ue molécule et ses propriétés physico-chimiques que le cotrôle de la coformatio d ue molécule, e répose à u stimulus extérieur, costitue u champ d ivestigatio extrêmemet importat à étudier. Les applicatios cocerat les molécules à propriétés chageates, das des domaies aussi variés que celui des matériaux ou de la chimie médiciale, cofèret à ces molécules stimulusdépedates u potetiel idéiable. Parmi ces molécules, les composés etrelacés occupet ue place de choix de par la possibilité de déplacer avec cotrôle u élémet parmi plusieurs au sei d ue même etité moléculaire, etraîat aisi des variatios co-coformatioelles coséquetes. Par exemple, das ue structure de type rotaxae, la présece d'u macrocycle autour d'u axe moléculaire, aisi que sa localisatio précise, permet des variatios radicales des propriétés physico-chimiques. E 008, otre groupe (SMART, IBMM) a décrit u ouveau système de machierie moléculaire ph-sesible das ue structure etrelacée de type glycorotaxae. [] Nous avos esuite étedu os recherches à la sythèse du premier muscle moléculaire ph-sesible [] et à différetes molécules lassos iédites de complexités variées. [] Nous avos égalemet démotré la possibilité de cotrôler la coformatio chaise d u maose par machierie moléculaire : [4] ceci costitue ue approche coceptuelle séduisate et ouvelle pour le ciblage spécifique des lecties. Plus récemmet, ous avos publié ue ouvelle voie d accès à tous types de rotaxaes, même déués de site d iteractio fort. [5] Das le sujet de thèse proposé, ous souhaitos désormais poursuivre os ivestigatios à l étude du chagemet coformatioel d u motif moo- et/ou oligosaccharidique das ue machie moléculaire etrelacée possédat u lie glucide-axe moléculaire ouveau. D autre part, e utilisat ue stratégie détourée de sythèse de molécules etrelacées, [5] ous proposos la sythèse et l étude de diverses machies moléculaires modèles d architectures complexes, comme des lassos et des molécules etrelacées sous forme de «figures de huit». [6] Ue fois la sythèse et l étude coformatioelle de ces machies moléculaires modèles réalisées, d autres exemples icorporat des motifs glucidiques (pour le ciblage spécifique) ou peptidiques (das le but de cotrôler la coformatio du peptide e foctio d u stimulus afi d altérer ses propriétés biologiques) serot sythétisés et étudiés. (a) (b) (c) (d) (e) Figure. Représetatio de différetes architectures moléculaires : (a) u []rotaxae ; (b) u «muscle moléculaire» ; (c) u lasso ; (d) u double-lasso ; (e) ue molécule etrelacée «figure de huit» Ce projet permettra à l étudiat d acquérir des compéteces das la chimie orgaique, supramoléculaire, glucidique et peptidique, aisi que das l aalyse coformatioelle. Profil recherché : Etudiat(e) titulaire d u Master ayat des compéteces e chimie de sythèse et très motivé(e) pour préparer ue thèse. Cotrat doctoral : Cotrat Doctoral établissemet d ue durée de as débutat le 0/0/05. Cotact : F. Coutrot, (evoyer CV et lettre(s) de recommadatio) Directeur de thèse : Dr. Frédéric CUTRT, Ecadrats : F. Coutrot, C. Clavel, K. Fourel-Marotte Référeces [] F. Coutrot, E. Bussero, Chem. Eur. J. 008, 4, 6, [] (a) F. Coutrot, C. Romuald, E. Bussero, rg. Lett. 008, 0, 7, ; (b) C. Romuald, E. Bussero, F. Coutrot, J. rg. Chem. 00, 75, [] (a) C. Romuald, G. Cazals, C. Ejalbal, F. Coutrot, rg. Lett. 0, 5,, 84-87; (b) C. Romuald, A. Arda-Freire, C. Clavel, J. Jimeez-Barbero, F. Coutrot, Chem. Sci. 0,, ; (c) C. Clavel, C. Romuald, E. Brabet, F. Coutrot, Chem. Eur. J. 0, 9, ; (d) C. Clavel, K. Fourel-Marotte, F. Coutrot, Molecules, 0, 8, [4] (a) F. Coutrot, E. Bussero, Chem. Eur. J. 009, 5, ; (b) E. Bussero, C. Romuald, F. Coutrot, Chem. Eur. J. 00, 6, [5] S. Chao, C. Romuald, K. Fourel-Marotte, C. Clavel, F. Coutrot, Agew. Chem. It. Ed. 04, 5, [6] Jusqu à préset, seules deux publicatios ot rapporté la sythèse de telles structures et aucue a été le siège d ue machierie moléculaire: (a) C. Reuter, W. Wiead, C. Schmuck, F. Vögtle, Chem. Eur. J. 00, 7, 78-7; (b) M. M. Boyle, R. S. Forga, D. C. Friedma, J. J. Gassesmith, R. A. Smaldoe, J. F. Stoddart, J. P. Sauvage, Chem. Commu. 0, 47,

6 Sythesis ad Study of Novel Iterlocked Molecular Machies Supramolecular Machies ad ARchitectures Team, Istitut des Biomolécules Max Moussero (IBMM) UMR 547 CNRS, Uiversité Motpellier - ENSCM, case courrier 706, Bâtimet Chimie (7), ème étage, Faculté des Scieces, Place Eugèe Bataillo 4095 Motpellier cedex 5, Frace. Tél.: Fax: Sice the coformatioal state of a molecule is closely related to its itrisic properties, iterlocked molecular architectures, ad more precisely, iterlocked molecular machies, i which a compoet ca be mechaically moved with cotrol relative to aother, ca be cosidered as of the highest iterest. Amog iterlocked molecules, rotaxaes occupy a importat place sice both the presece ad localizatio of the macrocycle allow tremedous chemical ad physical properties. I 008, our team (SMART, IBMM) reported a ew system of ph-sesitive molecular machie i a iterlocked glycorotaxae molecular architecture. [] We the exteded our researches to the sythesis of the first phsesitive molecular muscle [] ad to a wide rage of ovel more or less sophisticated lasso molecules. [] We have also demostrated the possibility to switch the chair-like coformatio of a maose through molecular machiery: [4] this costitutes a appealig ad ovel coceptual approach for the selective targetig of lectis. Very recetly, we published a ew chemical route to ay rotaxaes, eve those that are devoid of ay efficiet template for the macrocycle. [5] I the preset proposal, we ow wish to pursue our ivestigatios cocerig the switchable glucide coformatio to mooad/or oligosaccharide i a iterlocked molecular machie, which holds a ew lik betwee the glucide ad the molecular ecircled axle. Besides, usig our diverted sythetic strategy of iterlocked molecules, [5] we propose the preparatio ad the study of various sophisticated molecular machies, such as lasso or eight-figure iterlocked molecules. [6] ce both the chemical access ad the coformatioal study of these molecular machies will be achieved, other examples icorporatig either glucides (for targetig lectis) or peptide sequeces of iterest (for the cotrol of the peptide coformatio depedig o a stimulus i order to tue its biological properties) will be targeted. (a) (b) (c) (d) (e) Figure. Cartoo represetatio of various molecular architectures : (a) a []rotaxae ; (b) a "molecular muscle" ; (c) a lasso ; (d) a double-lasso ; (e) a iterlocked eight-figure molecule. The studet will acquire a strog backgroud i orgaic, supramolecular, glucidic ad peptide chemistry, as well as i coformatioal aalysis. Targeted profile: Studet i Master havig skills i orgaic sythesis ad very motivated to carry out a PhD. Thesis: Cotrat Doctoral établissemet, duratio: years from ctober the first of 05. To apply for the PhD positio: sed CV ad recommedatio letter(s) to F. Coutrot: Director of the thesis: Dr. F. Coutrot Référeces [] F. Coutrot, E. Bussero, Chem. Eur. J. 008, 4, 6, [] (a) F. Coutrot, C. Romuald, E. Bussero, rg. Lett. 008, 0, 7, ; (b) C. Romuald, E. Bussero, F. Coutrot, J. rg. Chem. 00, 75, [] (a) C. Romuald, G. Cazals, C. Ejalbal, F. Coutrot, rg. Lett. 0, 5,, 84-87; (b) C. Romuald, A. Arda-Freire, C. Clavel, J. Jimeez-Barbero, F. Coutrot, Chem. Sci. 0,, ; (c) C. Clavel, C. Romuald, E. Brabet, F. Coutrot, Chem. Eur. J. 0, 9, ; (d) C. Clavel, K. Fourel-Marotte, F. Coutrot, Molecules, 0, 8, [4] (a) F. Coutrot, E. Bussero, Chem. Eur. J. 009, 5, ; (b) E. Bussero, C. Romuald, F. Coutrot, Chem. Eur. J. 00, 6, [5] S. Chao, C. Romuald, K. Fourel-Marotte, C. Clavel, F. Coutrot, Agew. Chem. It. Ed. 04, 5, [6] Jusqu à préset, seules deux publicatios ot rapporté la sythèse de telles structures et aucue a été le siège d ue machierie moléculaire: (a) C. Reuter, W. Wiead, C. Schmuck, F. Vögtle, Chem. Eur. J. 00, 7, 78-7; (b) M. M. Boyle, R. S. Forga, D. C. Friedma, J. J. Gassesmith, R. A. Smaldoe, J. F. Stoddart, J. P. Sauvage, Chem. Commu. 0, 47,

7 Directeur : Prof. Pascal DUMY Directeurs adjoits : Dr. J-Jacques VASSEUR Dr. Muriel AMBLARD UMR 547 CNRS-UM-ENSCM Equipe ligoucléotides Modifiés Uiversité Motpellier, Campus Triolet CC704, Place Eugèe Bataillo 4095 Motpellier Cedex 05 FRANCE ffre de thèse Sythèse d ARN --Modifiés par des Groupemets Coteat u Lie Dithiométhyle. Applicatios das ue Approche Prodrogue et Cojugaiso avec Diverses Biomolécules Les oligoucléotides (N) et leurs aalogues ot u grad potetiel comme outils das l'étude des foctios du géome aisi que comme ihibiteurs spécifiques de l'expressio des gèes. Les N modifiés ot trouvé ue large utilisatio das les biotechologies atises et atigèe, aisi que pour améliorer l'activité des ribozymes ou des aptamères. De plus, des modificatios ot été icorporées das des duplex de courts ARN iterférets afi de les stabiliser cotre la dégradatio par les ucléases. Depuis quelques aées, ous avos cocetré os recherches sur des modificatios trasitoires e de l'arn avec des groupes biolabiles acyloxyméthyles das ue approche de prodrogue pour améliorer la péétratio cellulaire et la biodistributio. Das ce projet, avec le même objectif ous sommes itéressés par la sythèse d'arn '--modifiés portat diverses foctioalités liées par u lie dithiométhyle qui doit être clivé par des coditios réductrices à l'itérieur des cellules pour libérer l ARN atif. La cojugaiso à d'autres molécules telles que des saccharides, des peptides ou des protéies, des ezymes, des fluorophores ou des drogues est aussi ue approche prometteuse pour moduler les propriétés de l ARN. La modificatio dithiométhyle e positio ' du sucre ribose das l ARN sera aisi utilisée au travers d u échage thioldisulfure pour cojuguer l ARN à diverses molécules ou le lier à des acides ucléiques ou des protéies.,4 U itérêt particulier sera de créer des complexes covalets ezyme-arn pour faciliter les études structurales par cristallographie. sirna Prodrug-like Approach 5' H B S R S P B H P B S R S P B H H ' Cojugatio with: - Fluorophores Detectio - Lipophilic moieties Cell delivery, Biodistributio - Carbohydrates Recogitio, Targetig - Peptides Cell delivery RNA Iter-/Itrastrad Cross-likig RNA/protei Cross-likig Structural studies. ChemBioChem 04, 5, ;. Chem. Commu. 0, 49, ;. IUBMB Life, 004, 56, 09-4; 4. Curr. rg. Chem. 009,, Profil recherché : Etudiat (e) titulaire d u Master avec de boes coaissaces e chimie de sythèse, itéressé (e) par les applicatios biologiques et très motivé (e) pour préparer ue thèse à l iterface chimie-biologie Cotrat : Cotrat doctoral d établissemet d ue durée de as à partir du 0/0/05 Ecadremet : Fraçoise DEBART (Directeur de Thèse) et Christelle DUPUY (Ecadrat) Cotact: (Tel: ) et (Tel : )

8 Directeur : Prof. Pascal DUMY Directeurs adjoits : Dr. J-Jacques VASSEUR Dr. Muriel AMBLARD UMR 547 CNRS-UM-ENSCM Equipe ligoucléotides Modifiés Uiversité Motpellier, Campus Triolet CC704, Place Eugèe Bataillo 4095 Motpellier Cedex 05 FRANCE Thesis Proposal : Sythesis of --Modified RNA by Groups with a Dithiomethyl Liker. Applicatios i a Prodrug-like Approach ad for Cojugatio with Diverse Biomolecules ligoucleotides (N) ad their aalogues have a great potetial as multi-purpose tools i the study of geome fuctios as well as sequece-specific ihibitors of gee expressio. Modified N have foud wide use i atisese ad ati-gee biotechologies, ad to ehace the activity of ribozymes or aptamers. Furthermore modificatios have bee icorporated ito short iterferig RNA duplexes, mostly to stabilize them agaist ucleases. For some years we have cocetrated o trasiet -modificatios of RNA with biolabile acyloxymethyl groups i a prodrug-like approach to improve cellular uptake ad biodistributio. I this project, with the same aim we are iterested i the sythesis of --modified RNA bearig diverse fuctioalities liked through a dithiomethyl liker which is expected to be cleaved i the reducig eviromet iside cells to liberate ative RNA. The chemical cojugatio of N to other molecules such as saccharides, peptides or proteis, ezymes, fluorophores ad drugs provides a alterative ad a promisig approach to modulate RNA properties. The dithiomethyl modificatio i -positio of ribose sugar i RNA will be used by the thioldisulfide iterchage for RNA cojugatio to various molecules ad cross-likig with ucleic acids or proteis.,4 f special iterest will be covalet trappig of the ezyme-rna complexes for structural studies by crystallography. sirna Prodrug-like Approach Cojugatio with: - Fluorophores Detectio - Lipophilic moieties Cell delivery, Biodistributio - Carbohydrates Recogitio, Targetig - Peptides Cell delivery RNA Iter-/Itrastrad Cross-likig RNA/protei Cross-likig Structural studies. ChemBioChem 04, 5, ;. Chem. Commu. 0, 49, ;. IUBMB Life, 004, 56, 09-4; 4. Curr. rg. Chem. 009,, Cadidate: Studet with a Master degree ad excellet skills ad kowledge i rgaic Sythesis, iterested i biological applicatios ad very motivated to prepare a PhD i the chemical biology field. Cotract: Cotrat doctoral d établissemet years from ctober st, 05 Supervisors : Fraçoise DEBART (Directeur de Thèse) ad Christelle DUPUY (Ecadrat) Cotact: (Phoe: +(0) ) ad (Phoe: + (0)467487)

9 Etudes par dyamique moléculaire de l iteractio de Récepteurs Couplés aux Protéies- G avec leurs parteaires extra-/itra-cellulaires Directeur de Thèse : Dr. Nicolas FLQUET (Nombre de Thèses ecadrées : 0) Istitut des Biomolécules Max Moussero (IBMM) UMR547, Equipe F Aalyse ; cotact: Les récepteurs couplés aux protéies-g (RCPGs) costituet ue des plus larges familles de protéies chez l'homme (plus de 800 membres) et sot la cible de 40 % des médicamets actuellemet mis sur le marché. Depuis 007, de ombreuses structures cristallographiques de RCPGs ot été résolues décrivat ces récepteurs à la fois das leur forme isolée, ou complexée à leurs parteaires itra-cellulaires favoris : les protéies-g hétérotrimériques. Pourtat, malgré ces doées expérimetales, le mécaisme par lequel u peptide se lie à so récepteur reste ecore icou. pese que cette liaiso apparaît à l'échelle de la µs. Là où les méthodes expérimetales classiques sot défaillates à atteidre ue résolutio temporelle suffisate pour observer ce phéomèe à l'échelle atomique, la modélisatio moléculaire et e particulier les méthodes de dyamique moléculaire peuvet jouer u rôle clef. Récemmet, des articles ot motré qu'il était possible de prédire, de ovo, c'est à dire sas aucue cotraite appliquée, la liaiso d u ligad à u RCPG []. Cette étude pioière a eu le mérite de motrer la faisabilité de tels calculs et la robustesse des champs de forces semiempiriques pour prédire les iteractios drogues/cibles à l'échelle moléculaire, et à l'échelle de la µs. E revache, ces calculs requièret l'utilisatio de machies de calcul faramieuses qui restet malheureusemet iaccessibles pour la plupart des laboratoires. Grâce au développemet des méthodes Gros-Grais («Coarse Graied») pour les lipides et pour les protéies [], il est maiteat très facile de simuler le comportemet dyamique de très gros systèmes, à l'échelle moléculaire et sur plusieurs µs sur u cluster de calcul à l échelle du laboratoire []. Das ce projet de thèse, ous proposos de développer, valider et utiliser ue approche de modélisatio moléculaire à multi-échelle alliat calculs Gros-Grais, Tout-Atomes et Mécaique Quatique pour prédire, de ovo, la liaiso et l'affiité de peptides et de protéies pour différets RCPGs. Notre approche sera tout dabord validée sur des complexes peptide:rcpg ou protéie:rcpg pour lesquels des doées structurales sot déjà dispoibles das la PDB: les récepteurs de la Neurotesie (PDB : 4GRV) et CXCR4 (PDB: DU) mais aussi le complexe Béta- adréergique:gs (PDB : SN6). Das u secod temps, la même méthode sera appliquée à d'autres récepteurs (Ghrélie, Neurotesie & humais, Vasopressie, etc...) qui serot costruits par homologie. Les hypotheses issues de os calculs pourrot être cofrotées à des doées expérimetales issues de la littérature ou bie à de ouvelles doées qui pourrot être acquises au cours de la thèse () soit au sei du laboratoire ou () e collaboratio avec d'autres groupes au iveau atioal, et icluat mutagéèse dirigée, sythèse et tests biologiques de ouvelles molécules/peptides ciblat les récepteurs d'itérêt. [] Dror R, Arlow DH, Maragakis P, Mildorf TJ, Pa AC, Xu H, et al. Activatio mechaism of the β-adreergic receptor. Proc Natl Acad Sci U S A 0;08: doi:0.07/pas [] Marrik SJ, Risselada HJ, Yefimov S, Tielema DP, de Vries AH. The MARTINI force field: coarse graied model for biomolecular simulatios. J Phys Chem B 007;:78 4. doi:0.0/jp07097f. [] Charlier L, Louet M, Chaloi L, Fuchs P, Martiez J, Muriaux D, et al. Coarse-Graied Simulatios of the HIV- Matrix Protei Achorig: Revisitig Its Assembly o Membrae Domais. Biophys J 04;06: doi:0.06/j.bpj

10 Molecular Dyamics studies of the iteractios betwee G-Proteis Coupled Receptors ad their extra-/itra-cellular parters Thesis supervisor: Dr. Nicolas FLQUET (Nombre de Thèses ecadrées : 0) Istitut des Biomolécules Max Moussero (IBMM) UMR547, Equipe F Aalyse ; cotact: G-Proteis Coupled Receptors (GPCRs) costitute oe of the largest family of huma proteis (over 800 members) ad are the targets of 40% of actual marketed drugs. Sice 007, may X- ray structures of GPCRs have bee solved, describid these receptors i both their isolated or G-Proteis Coupled states. Nevertheless, despite these key structural data, the mechaism by which a peptide bids to its receptor is still ukow at the molecular level. Such a bidig is thought to occur o the µs time-scale. While experimet fails to reach the required time resolutio to describe this mechaism at the molecular scale, molecular modellig methods icludig the molecular dyamics techiques could play a key rôle. Quite recetly, some articles have iterestigly show the possibility to predict, de ovo, without ay applied restrait, the bidig of a ligad to a GPCR []. This pioer work importatly demostrated the feasability of such calculatios ad the robustess of semi-empirical forces fields i predictig, at the molecular ad µs scales the iteractios betwee a drug ad its target. However, such calculatios require the use of tremedous ressources that remai ufortuately uaccesible to most laboratories. Thaks to the developmet of Coarse-Graied models for lipids ad proteis [], it is ow quite easy to simulate the dyamical behavior of very large systems, at the molecular scale ad o several µs o a local cluster []. I this project, we will develop, validate ad use a multi-scale modellig approach combiig coarse-graied, allatoms, ad quatum mechaics calculatios, to predict, de ovo, the bidig modes ad the bidig affiities of peptides / proteis for differet GPCRs. ur approach will be first validated o peptide/receptors complexes for which X-ray structures are already available i the PDB : the Neurotesi (PDB :4GRV) ad the CXCR4 (PDB :DU) receptors, but also o the beta- adreergic :Gs complex (PDB :SN6). I a secod step, the same approach will be applied to other, homology built receptors (Ghreli, huma Neurotesi &, Vasopressi, etc ). Hypotheses resultig from our calculatios will be compared to experimetal data from the literature or to ew data obtaied durig the thesis ad icludig site-directed mutageesis experimets, sythesis ad biological evaluatio of ewly sythesized peptides/molecules. [] Dror R, Arlow DH, Maragakis P, Mildorf TJ, Pa AC, Xu H, et al. Activatio mechaism of the β-adreergic receptor. Proc Natl Acad Sci U S A 0;08: doi:0.07/pas [] Marrik SJ, Risselada HJ, Yefimov S, Tielema DP, de Vries AH. The MARTINI force field: coarse graied model for biomolecular simulatios. J Phys Chem B 007;:78 4. doi:0.0/jp07097f. [] Charlier L, Louet M, Chaloi L, Fuchs P, Martiez J, Muriaux D, et al. Coarse-Graied Simulatios of the HIV- Matrix Protei Achorig: Revisitig Its Assembly o Membrae Domais. Biophys J 04;06: doi:0.06/j.bpj.0..09

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