Synthèse totale de dimères SUMO-2/3

Les progres du genie genetique ont permis l’expression d’un nombre considerable de proteines dans des cellules pour etudier les mecanismes du vivant, developper des approches therapeutiques et de biotechnologie. Ces proteines, dites recombinantes, presentent certaines limitations associees a leur mode de production, notamment dans le choix des acides amines de la sequence qui est limite aux vingt acides amines naturellement codes par le genome. Une autre limitation de ces methodes est la difficulte d’incorporer des acides amines porteurs de modifications post-traductionnelles (MPT). Ces limitations ont motive les chimistes organiciens a developper de nouvelles methodologies de synthese afin d’acceder a ces macromolecules d’interet biologique. Si la synthese chimique s’est clairement imposee depuis quelques annees comme une alternative credible a l’utilisation de methodes biologiques pour la synthese de proteines, la synthese chimique de proteines de grande taille (au-dela de 100 acides amines) reste un veritable defi.SUMO est une MPT apparentee a l’ubiquitine constituee d’environ 90 acides amines. Cinq isoformes differentes de SUMO ont ete identifiees a ce jour chez l’Homme. Parmi celles-ci, SUMO-2 et SUMO-3 sont exprimees par tous les types cellulaires et similaires a 97% au niveau de leur sequence. L’objectif de ce projet de these a ete d’etudier la conformation et les proprietes biochimiques de conjugues SUMO-2 et SUMO-3, ainsi que de realiser la synthese totale des differentes combinaisons de dimeres SUMO-2 / SUMO-3. La taille de ces constructions moleculaires se situe a la limite haute des proteines pouvant etre produite par synthese chimique. Pour atteindre ces objectifs, nous avons developpe des strategies de synthese performantes en one-pot et des reactions de desulfurisation selectives permettant d’acceder aux proteines cibles a l’echelle du milligramme.Nous montrons au cours de ses recherches que les proteines SUMO-2 et SUMO-3 ont des proprietes structurelles et biochimiques specifiques, et ne doivent pas etre considerees comme redondantes. Nous decrivons egalement pour la premiere fois la synthese totale de dimeres SUMO-2/3. Ce travail devrait aider a mieux comprendre le role specifique des modifications SUMO-2 et/ou SUMO-3 sur la structure et la fonction des proteines qui sont la cible de ces MPT.