Identification des facteurs moléculaires responsables de l'activité particulière de la 17α-hydroxystéroïde déshydrogénase de souris et de la 5β-réductase humaine et étude structurale du domaine de liaison du ligand du récepteur humain des androgènes en complexe avec le EM5744

Les hormones stéroïdiennes sont synthétisées à partir du cholestérol par l'action successive de plusieurs enzymes, dont les hydroxystéroïdes déshydrogénases de la superfamille des aldo-ceto réductases (AKRs). Le message véhiculé par les hormones peut ensuite être interprété par les cellules qui expriment les récepteurs capables de les reconnaître et les lier spécifiquement. Une nouvelle AKR, la 17a-HSD de souris (ml7oc- HSD), a récemment été caractérisée et est actuellement l'unique enzyme connue capable de réduire stéréospécifiquement l'androstenedione (A4) en épi-testostérone, le 17oc-épimère de la testostérone. Les autres AKRs humaines dont l'activité permet de réduire la fonction cétone en position 17 du A4, notamment les h20a-HSD, h3oc-HSD3 et hl7p-HSD5, forment de la testostérone, le 17P-épimère. La comparaison structurale de ces enzymes très homologues a permis d'identifier les déterminants moléculaires responsables de leur 17a/17P-stéréospécificité, dont le résidu alanine en position 24, chez la ml7a-HSD. Nous avons également montré que ce résidu était aussi impliqué dans le maintien du NADPH par l'enzyme. Nous avions aussi de l'intérêt pour une autre enzyme de la superfamille des AKRs, la 5P-réductase humaine, qui est la seule connue à ce jour pouvant réduire la double liaison des A4-3-céto-stéroïdes afin de les transformer en leur composé 5P-réduit correspondant. Bien que les stéroïdes 5P~réduits jouent un rôle très important dans plusieurs processus physiologiques, aucune étude n'avait encore permis la caractérisation cinétique et structurale de cette enzyme. La structure cristallographique de la h5préductase a précisé le rôle des résidus formant son site actif ainsi que son mécanisme catalytique. Un site alternatif de liaison du stéroïde responsable du phénomène d'inhibition par le substrat observé pour cette enzyme a aussi été caractérisé. Enfin, cette thèse décrit la structure cristallographique du récepteur humain des androgènes (hAR) en complexe avec le EM5744, une molécule synthétique spécifiquement dessinée pour bloquer le fonctionnement normal de ce récepteur. Nos travaux ont montré pourquoi la longue chaîne du EM5744, malgré l'encombrement structural qu'elle génère au coeur même du récepteur, ne suffit pas à altérer les fonctions du hAR. En s'appuyant sur nos résultats, la structure de cette molécule pourra être modifiée jusqu'à ce qu'elle possède les propriétés désirées

8-Oxoguanine DNA Glycosylases: One Lesion, Three Subfamilies

Amongst the four bases that form DNA, guanine is the most susceptible to oxidation, and its oxidation product, 7,8-dihydro-8-oxoguanine (8-oxoG) is the most prevalent base lesion found in DNA. Fortunately, throughout evolution cells have developed repair mechanisms, such as the 8-oxoguanine DNA glycosylases (OGG), which recognize and excise 8-oxoG from DNA thereby preventing the accumulation of deleterious mutations. OGG are divided into three subfamilies, OGG1, OGG2 and AGOG, which are all involved in the base excision repair (BER) pathway. The published structures of OGG1 and AGOG, as well as the recent availability of OGG2 structures in both apo- and liganded forms, provide an excellent opportunity to compare the structural and functional properties of the three OGG subfamilies. Among the observed differences, the three-dimensional fold varies considerably between OGG1 and OGG2 members, as the latter lack the A-domain involved in 8-oxoG binding. In addition, all three OGG subfamilies bind 8-oxoG in a different manner even though the crucial interaction between the enzyme and the protonated N7 of 8-oxoG is conserved. Finally, the three OGG subfamilies differ with respect to DNA binding properties, helix-hairpin-helix motifs, and specificity for the opposite base

Characterization of 17α-hydroxysteroid dehydrogenase activity (17α-HSD) and its involvement in the biosynthesis of epitestosterone

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Epi-testosterone (epiT) is the 17α-epimer of testosterone. It has been found at similar level as testosterone in human biological fluids. This steroid has thus been used as a natural internal standard for assessing testosterone abuse in sports. EpiT has been also shown to accumulate in mammary cyst fluid and in human prostate. It was found to possess antiandrogenic activity as well as neuroprotective effects. So far, the exact pathway leading to the formation of epiT has not been elucidated.</p> <p>Results</p> <p>In this report, we describe the isolation and characterization of the enzyme 17α-hydroxysteroid dehydrogenase. The name is given according to its most potent activity. Using cells stably expressing the enzyme, we show that 17α-HSD catalyzes efficienty the transformation of 4-androstenedione (4-dione), dehydroepiandrosterone (DHEA), 5α-androstane-3,17-dione (5α-dione) and androsterone (ADT) into their corresponding 17α-hydroxy-steroids : epiT, 5-androstene-3β,17α-diol (epi5diol), 5α-androstane-17α-ol-3-one (epiDHT) and 5α-androstane-3α,17α-diol (epi3α-diol), respectively. Similar to other members of the aldo-keto reductase family that possess the ability to reduce the keto-group into hydroxyl-group at different position on the steroid nucleus, 17α-HSD could also catalyze the transformation of DHT, 5α-dione, and 5α-pregnane-3,20-dione (DHP) into 3α-diol, ADT and 5α-pregnane-3α-ol-20-one (allopregnanolone) through its less potent 3α-HSD activity. We also have over-expressed the 17α-HSD in <it>Escherichia coli </it>and have purified it by affinity chromatography. The purified enzyme exhibits the same catalytic properties that have been observed with cultured HEK-293 stably transfected cells. Using quantitative Realtime-PCR to study tissue distribution of this enzyme in the mouse, we observed that it is expressed at very high levels in the kidney.</p> <p>Conclusion</p> <p>The present study permits to clarify the biosynthesis pathway of epiT. It also offers the opportunity to study gene regulation and function of this enzyme. Further study in human will allow a better comprehension about the use of epiT in drug abuse testing; it will also help to clarify the importance of its accumulation in breast cyst fluid and prostate, as well as its potential role as natural antiandrogen.</p

Structure-guided disruption of the pseudopilus tip complex inhibits the Type II secretion in Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa utilizes the Type II secretion system (T2SS) to translocate a wide range of large, structured protein virulence factors through the periplasm to the extracellular environment for infection. In the T2SS, five pseudopilins assemble into the pseudopilus that acts as a piston to extrude exoproteins out of cells. Through structure determination of the pseudopilin complexes of XcpVWX and XcpVW and function analysis, we have confirmed that two minor pseudopilins, XcpV and XcpW, constitute a core complex indispensable to the pseudopilus tip. The absence of either XcpV or -W resulted in the non-functional T2SS. Our small-angle X-ray scattering experiment for the first time revealed the architecture of the entire pseudopilus tip and established the working model. Based on the interaction interface of complexes, we have developed inhibitory peptides. The structure-based peptides not only disrupted of the XcpVW core complex and the entire pseudopilus tip in vitro but also inhibited the T2SS in vivo. More importantly, these peptides effectively reduced the virulence of P. aeruginosa towards Caenorhabditis elegans