Extension des méthodes d'affinement multipolaire de petites molécules aux macromolécules biologiques. Application à la structure de l'Aldose Réductase Humaine résolue à 0.66 A.

L'evolution de la cristallographie des macromolecules biologiques repousse regulierement les limites de diffraction des rayons X des cristaux de proteines. Ainsi, des cristaux de complexe ternaire Aldose Reductase Humaine-NADP+-inhibiteur ont ete obtenus diffractant a resolution subatomique. Il devient alors possible d'observer la deformation de la densite electronique due a l'environnement chimique. Dans ce cas, le modele d'atome spherique utilise couramment en cristallographie des proteines est inadapte et doit etre remplace par un modele qui puisse tenir compte de cette nouvelle information, tel que le modele multipolaire de Hansen et Coppens. La presente etude porte donc sur l'extension des methodes d'affinement multipolaire des petites molecules aux proteines a resolution subatomique, avec pour application l'analyse du complexe Aldose Reductase. Pour cela, nous avons developpe au LCM3B, d'une part un nouveau logiciel (MOPRO), adapte aux methodes classiques d'affinement multipolaire et aux techniques de la cristallographie des macromolecules, et d'autre part une banque de donnees experimentale des parametres multipolaires decrivant la densite electronique de deformation moyenne des acides amines et du cofacteur NADP+. Ces parametres ont ete transferes vers les atomes de la structure du complexe Aldose Reductase humaine pour constituer une base de depart de l'affinement multipolaire, realise avec MOPRO. Les resultats obtenus justifient l'emploi d'un modele de densite electronique non spherique pour l'etude de structures de proteines a resolution subatomique. De plus, en comparant des resultats experimentaux et theoriques, nous avons montre que les parametres de la banque de donnees des multipoles constituent une bonne description du potentiel electrostatique calcule dans le site actif. Ces methodes devront permettre, par une meilleure modelisation de la densite electronique, de mieux caracteriser les relations entre la structure et la fonction de l'enzyme.