Ingénierie moléculaire des enzymes IDO et TDO pour l’étude cristallographique de leurs mécanismes catalytiques et d’inhibition en vue de la conception d’inhibiteurs mixtes

Le cancer est une cause majeure de décès dans le monde et
particulièrement dans les pays développés. Afin de lutter contre celui-ci tout
un arsenal thérapeutique a été mis en place dont l’immunothérapie
anticancéreuse, une option récente et prometteuse.
L’indoleamine 2,3-dioxygenase (hIDO) et la tryptophane 2,3-dioxygenase
(hTDO) catalysent la dioxygénation du L-tryptophane pour former la Nformylkynurenine
et par conséquent régulent le taux de tryptophane dans le
corps. La surexpression de ces enzymes dans de nombreux cancers
entraine un appauvrissement local en tryptophane ce qui induit une
tolérance vis-à-vis du système immunitaire hôte et permet aux cellules
tumorales d’éviter le rejet immunitaire. Par conséquent, ces enzymes sont
des cibles intéressantes dans le cadre de l’immunothérapie anticancéreuse.
L’objectif de notre projet est d’identifier et de développer des inhibiteurs des
enzymes humaines hIDO et hTDO en passant par une meilleure
compréhension des mécanismes catalytique et d’inhibition de ces systèmes
au niveau moléculaire. La cristallographie est la méthode de choix pour
atteindre cet objectif. Elle sera combinée à des caractérisations
enzymatiques et à la mutagenèse dirigée en vue de l’obtention de
structures cristallographiques à hautes résolutions.
Pour atteindre cet objectif ambitieux, nous aurons recours à l’ingénierie
moléculaire par le biais de la construction de mutants de surface afin de
faciliter la cristallisation des enzymes. Ces nouvelles constructions seront
ensuite utilisées afin de déterminer les structures de complexes enzymeinhibiteur
à haute résolution.
Une série de mutations au sein du site actif seront également créées pour
mieux comprendre le mécanisme et la spécificité de substrat des deux
enzymes. Cette approche aidera à la conception d’inhibiteurs mixtes de
hIDO et hTDO.