Projet ssDNA-PROTAC
Responsable du Stage : Gildas MOUTA CARDOSO et Jian-Sheng SUN
Tél : 01 40 79 36 96 E-mail: mouta@mnhn.fr ou sun@mnhn.fr
Muséum National d’Histoire Naturelle (MNHN)
Résumé du Projet de Stage
Des molécules-chimères, appelées PROTACs, comprenant un ligand ou un inhibiteur d’une protéine-cible couplé à un ligand d’une ligase E3 capable de polyubiquinyler la protéine cible et ainsi d’induire sa dégradation au protéasome sont apparues il y a une vingtaine d’années. Cette approche désormais classique en thérapeutique humaine a récemment abouti à de premiers composés en clinique1.
Des concepts voisins consistant à coupler des oligonucléotides conjugués à des ligands de ligase E3 viennent juste d’émerger. Le premier « TRAFTAC » consiste à utiliser un oligonucléotide double brin représentant la séquence de fixation à l’ADN d’un facteur de transcription pour induire la dégradation sélective de ce dernier avec comme premier exemple NF-kB2. Le second « RNA-PROTAC » utilise un oligo-ARN mimant le site de liaison d’une protéine liant l’ARN pour induire sa dégradation, avec comme premier exemple la protéine Lin28 impliquée dans certains cancers.
Le projet « ssDNA-PROTAC » (single strand DNA-PROTAC), proche de ces deux derniers exemples, s’intègre dans les thématiques de l’équipe et de l’unité. Il consiste à préparer des chimères comprenant un oligo-ADN correspondant au site de fixation d’une protéine se fixant à de l’ADN simple brin et un ligand de ligase E3 dans le but d’induire la dégradation spécifique de cette protéine et d’en étudier les effets cellulaires, notamment pour la protéine hPOT1 qui se lie à l’extrémité simple brin des télomères.
Pour ce projet, nous utiliserons le pomalidomide, ligand de Céréblon, et un ligand VHL de la proteine Von-Hippel Lindau. Ces ligands seront couplés, sur résine, à des bras de liaisons de longueur variable, de type polyéthylèneglycol PEG dans un premier temps, en nous inspirant de la méthode de Krajcovicoca4 ; puis un groupe alcyne sera introduit à l’extrémité des bras de liaison. Des oligo-ADN commerciaux, porteurs eux d’un groupe azide terminal seront ensuite couplés à l’ensemble “ligand E3-linker » par chimie Click pour fournir les « ssDNA-PROTACs » souhaités.
L’étude de faisabilité chimique sera réalisée avec un oligo-ADN polyT, puis le travail sera étendu à l’oligo-ADN décamère correspondant au site de fixation de la protéine hPOT1. Le concept pourra ensuite être étendu à d’autres protéines intéragissant avec le simple brin télomérique dans le but de mieux préciser la biologie des télomères.
1 pour revue: M.J. Bond & C.M.Crews. Proteolysis targeting chimeras (PROTACs) come on age: entering the third decade of targeted protein degradation. RSC Chemical Biology 2(3):725-742 (2021).
2 K.T.G. Samarasinghe et al. Targeted degradation of transcription factors by TRAFTACs: TRAnscription Factor TArgeting Chimeras. Cell Chemical Biology 28, 648-661 (2021).
3 A. Ghidini et al. RNA-PROTACs: Degraders of RNA-binding proteins. Angewandte Chemie 60(6), 3163-69 (2021).
4 S. Krajcovicova et al. Solid-phase synthesis for thalidomide-based proteolysis-targeting chimeras (PROTAC). Chemical Communications 55(7):929-932 (2019).
Ce projet s’inscrit-il dans la perspective d’une thèse :
oui X
ED d’appartenance : ED 227 du MNHN
FicheaccueilM2-BMC-2020-2021_Projet ssDNA-PROTAC (1)
Equipes d’Accueil : Structure des Acides Nucléiques, Télomères et Évolution
Intitulé de l’Unité : Structure et Instabilité des Génomes
Nom du Responsable de l’Unité :Jean-Baptiste BOULÉ
Nom du Responsable de l’Équipe : Jean-François RIOU
Muséum National d’Histoire Naturelle- 43, rue Cuvier, 75005 Paris