Chitine désacétylase de Cryptococcus neoformans : prédiction de sa structure et inhibition par des méthodes in silico

BOUCHAKOUR Amina, AKHDAR Nour El houda el Batoul

Chitine désacétylase de Cryptococcus neoformans : prédiction de sa structure et inhibition par des méthodes in silico

BOUCHAKOUR Amina, AKHDAR Nour El houda el Batoul

URI: http://dspace.univ-djelfa.dz:8080/xmlui/handle/112/7968

Date: 2025

Abstract:

Cryptococcus neoformans provoque des pneumonies et des méningites potentiellement mortelles et est considéré comme l'une des principales causes de mortalité chez les personnes immunodéprimées. Il n'existe actuellement aucun vaccin contre ce pathogène. L'OMS l'a récemment placé en tête des groupes prioritaires parmi les agents pathogènes fongiques prioritaires afin d'accélérer le développement de traitements efficaces . Dans ce contexte, l’activité des chitin déacétylases (les Cdas) joue un rôle crucial dans l’acquisition et la progression d’une maladie. Ainsi, moduler l’activité de ces enzymes via divers inhibiteurs pourrait permettre une inhibition de son activité Dans ce travail, nous avons fait appel aux approches par docking moléculaire avec le programme MZ-Dock afin de développer in silico de nouveaux inhibiteurs potentiels de chitine désacétylase, bien sûr après la prédiction de structure de cette dernière . Dans un premier temps, nous avons testé la fiabilité du programme de docking. Puis, un criblage virtuel d'une base de données antifongiques et après une base de données COCONUT et en plus le composé EDTA .en fin obtenir la meilleure affinité avec le composé Hallactone A

Description:

Notre travail avait pour objectif de développer des compétences en modélisation par homologie et en criblage virtuel, en ayant recours au docking moléculaire, afin d’identifier de nouveaux inhibiteurs potentiels de la chitine désacétylase, une cible thérapeutique prometteuse pour le traitement de la méningite causée par Cryptococcus neoformans Nous avons d’abord prédit la structure de la Chitine désacétylase- 1 (CnCda1), en l’absence d’une structure cristallographique disponible dans la PDB. Pour ce faire, nous avons exploité plusieurs programmes et serveurs de modélisation, dont cinq ont été retenus dans le cadre de cette étude : SwissModel, I-TASSER, Robetta, Phyre2.2 et AlphaFold. À l’issue de la prédiction, cinq modèles ont été générés, mais un seul devait être sélectionné comme modèle optimal. Pour ce faire, plusieurs serveurs d’évaluation ont été sollicités, parmi lesquels MolProbity, ProQ, ProsaWeb et SwissModel. Toutefois, seuls SwissModel et ProsaWeb ont été retenus pour estimer la fiabilité des structures de modèles prédites, en se fondant sur différents paramètres, tels que le Ramachandran plot, le Z-score, la qualité locale du modèle (Local Model Quality), le QMEANDisCo global ainsi que le QMEAN local. Les résultats, de l’analyse ont mi en évidence que la structure prédite par SwissModel présentait la meilleure fiabilité parmi l’ensemble des modèles générés, cette structure a ensuite été affinée à l’aide du serveur ModRefiner afin d’améliorer davantage sa précision et sa stabilité structurale . Après avoir déterminé la structure de l’enzyme CnCDA1, l’étape suivante consiste à identifier des inhibiteurs potentiels en utilisant l’approche de docking moléculaire à l’aide du programme MZ-Dock. Au préalable, la performance du programme MZ-Dock a été validée par deux tests complémentaires : d’une part, le calcul du RMSD entre la meilleure conformation prédite du ligand et le complexe cristallographique (AngCDA-MLI). Un complexe a été téléchargé à partir de la PDB et testé. Le deuxième critère consista à montrer des valeurs inferieures à 2Å. D’autre part, l’analyse visuelle confirme une excellente superposition entre la pose prédite et la structure de référence. Ces résultats, attestent de la fiabilité et de la précision du programme MZ-Dock pour la prédiction des interactions ligand-protéine Sur la base de cette validation, un riblage virtuel en utilisant le docking moléculaire a été réalisé entre le CnCda1 et différentes bases de composés, à savoir la base des composés antifongiques, la base de COCONUT, ainsi que le ligand EDTA en utilisant le programme MZ-Dock. Les résultats obtenus ont mis en évidence trois ligands représentant des affinités de liaison significatives (en kcal/mol), avec des valeurs respectives de -6.7, -8.2 et -5.4, ce qui suggère leur potentiel en tant qu’inhibiteurs prometteurs de CnCda1. Ces résultats, bien que prometteurs, s’inscrivent dans le cadre d’une étude in silico, laquelle constitue une étape préliminaire essentielle puisqu’elle facilite la recherche scientifique tout en réduisant considérablement ses coûts. Toutefois, pour valider profondément ces résultats, il est nécessaire de passer à des expérimentations in vitro en évaluant l’effet des molécules inhibitrices sur l’activité de l’enzyme CnCda1. Les composés les plus actifs pourront ensuite être soumis à des essais in vivo, étape cruciale pour confirmer et consolider les résultats obtenus lors des approches in silico et in vitro.

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