Contribution à l'étude du site actif de l'UDP-glucuronosyltransférase bilirubine

Abstract

Les UDP-glucuronosyltranférases (UGT) constituent une famille d’enzymes membranaires responsables de la métabolisation finale d’un très grand nombre de médicaments, ainsi que de substances endogènes comme la bilirubine. Notre travail a consisté à synthétiser et à tester des inhibiteurs de la glucuronoconjugaison de la bilirubine, afin de cibler les sites de fixation et de proposer un mécanisme réactionnel. L’acide 7,7,7-triphénylheptanoïque est considéré comme le meilleur inhibiteur compétitif de l’UGT conjuguant la bilirubine avec un I₅₀ de 0,21 mM et un Ki de 12µM. Sur la base de cet inhibiteur, nous avons synthétisé et étudié de nouvelles structures en modifiant l’extrémité triphénylique, carboxylique ainsi que la chaîne hydrocarbonée intermédiaire. Nous avons découvert une nouvelle série d’inhibiteurs de structures différentes : il s’agit des analogues de la phénolphtaléine. L’analyse du type d’inhibition montre que ces structures entrent en compétition avec la bilirubine pour le même site. La superposition moléculaire effectuée sur le programme SYBYL des structures étudiées, montre que nos inhibiteurs miment bien la moitié du substrat. Cette étude montre une superposition parfaite entre le groupement triphényle, les cycles pyrroles et les structures cycliques des analogues de la phénolphtaléine. La modification du groupement carboxylique par d’autres fonctions nous a montré que l’atome d’hydrogène joue un rôle essentiel dans la détermination du pouvoir inhibiteur. La détermination du taux d’ionisation des inhibiteurs montre qu’il existe une relation inversement proportionnelle entre l’acidité et le pouvoir inhibiteur en terme d’I₅₀. L’analyse des séquences primaires de 28 UGT nous a permis de mettre en évidence deux résidus aspartiques hautement conservés, qui pourraient former une liaison hydrogène avec le ligand. L’ensemble de notre travail nous a permis de postuler un mécanisme catalytique expliquant la formation de mono- et diglucuronides de bilirubine. Ce mécanisme fait intervenir un acide aspartique et une histidine. L’étude de relation structure/activité réalisée par la méthode CoMFA sur une quarantaine d’inhibiteurs de structures différentes nous a permis de dégager un modèle de pharmacophore validé par l’étude de la série des phénolphtaléines. Ce pharmacophore renferme l’ensemble des caractéristiques tridimensionnelles stériques et électroniques de fixation dans le site actif.