Les interactions protéine-protéine (IPPs), complexes et dynamiques, sont le cœur des réseaux protéiques cellulaires. Au niveau des synapses excitatrices, la densité post-synaptique (PSD) est un exemple typique de réseau protéique dont la structure et la composition à l’échelle nanoscopique détermine la fonction cellulaire. Ainsi, la régulation dynamique de la composition de la PSD et des mouvements des récepteurs au glutamate dans ou hors de la PSD constitue la base des théories moléculaires actuelles sur l’apprentissage et la mémoire. Dans ce contexte, durant ma thèse, j’ai étudié une classe d’IPPs faisant intervenir les domaines PDZ. En effet, durant ces dernières années, de nombreuses études ont démontré l’implication de ces interactions impliquant les domaines PDZ de la famille de PSD95 dans le ciblage synaptique et l’ancrage des récepteurs au glutamate. Cependant, en partie dû au manque d’outils adaptés, les mécanismes moléculaires sous-jacents qui contrôlent de façon dynamique leur rétention à la synapse restent mal compris. Dans le but d’étudier ces interactions impliquant des domaines PDZ, j’ai développé plusieurs stratégies de sélection par phage display basées sur l’utilisation du dixième domaine de type III de la fibronectine humaine (10Fn3) dans le but de cibler les motifs d’interaction aux domaines PDZ des récepteurs (Stargazin pour les rAMPA et GluN2A pour les rNMDA) ou les domaines PDZ eux-mêmes. En utilisant une approche multidisciplinaire, mes objectifs principaux ont été de concevoir de petits anticorps synthétiques qui nous permettront de rompre ou de stabiliser spécifiquement ces complexes protéiques, ainsi que d’observer les interactions endogènes. / Complex and dynamic protein-protein interactions are the core of protein-based networks in cells. At excitatory synapses, the postsynaptic density (PSD) is a typical example of protein-based network whose nanoscale structure and composition determines the cellular function. For instance, the dynamic regulation of PSD composition and glutamate receptors movements into or out of the PSD are the base of current molecular theories of learning and memory. In this context, during my PhD, I focused on a class of protein-protein interactions mediated by PDZ domains. Indeed, over the last decade, numerous studies have shown the critical implication of PDZ domain-mediated interactions from the PSD95 scaffolding protein family in the synaptic targeting and anchoring of glutamate receptors. However, in part due to the lack of adapted tools, the molecular mechanisms that dynamically govern their respective synaptic retention remain poorly understood. In order to investigate these PDZ domain-mediated interactions, I developed several selection strategies by phage-display based on the fibronectin type III (FN3) scaffold in order to either target the PDZ domain-binding motifs of the receptors complexes (e.g., stargazin for AMPARs and GluN2A for NMDARs) or the PDZ domains themselves. Using a multidisciplinary approach, my main objectives were to engineer small synthetic antibodies that will allow us to acutely and specifically disrupt or stabilize these protein complexes, as well as monitor endogenous interactions.

HIC1 (Hypermethylated in Cancer 1) est un répresseur transcriptionnel codé par un gène suppresseur de tumeurs localisé en 17p13.3. Cette région est perdue ou inactivée par hyperméthylation dans de nombreux cancers humains ; et les souris hétérozygotes Hic+/- développent des tumeurs spontanées avec une incidence beaucoup plus élevée que les souris contrôle.<br />Cette protéine est impliquée dans des boucles de régulation complexes impliquant p53, la désacétylase de classe III SIRT1 ainsi qu'une des protéines de contrôle du cycle cellulaire, E2F1.<br />En réponse aux dommages à l'ADN, HIC1 réprime SIRT1, ce qui a pour conséquence l'augmentation du taux de p53 acétylée active. Ceci conduit à l'apoptose et à l'arrêt du cycle cellulaire. HIC1 étant lui-même activé par p53, cette boucle peut s'auto entretenir. Cette voie est également régulée par le métabolisme puisque la répression de SIRT1 par HIC1 est due, notamment, au corépresseur CtBP, lui-même régulé par la balance NADH/NAD+.<br />D'autre part, et de manière intrinsèquement liée, cette même réponse aux dommages à l'ADN induit l'expression de HIC1 par E2F1. Ceci mène à une seconde boucle de régulation puisque HIC1 réprime E2F1, notamment lors de la phase de quiescence G0.<br />Cette présente étude porte sur les différents mécanismes de répression transcriptionnelle mis en place par HIC1, sur ses gènes cibles déjà connus et nouvellement identifiés.<br />Nous avons pu identifier un nouveau corépresseur de HIC1, MTA1, un membre du complexe NuRD, dont le recrutement est contrôlé par la compétition SUMOylation/Acétylation de la Lysine 314 de HIC1. De manière cohérente avec le rôle de HIC1 dans le contrôle de la croissance, le complexe HIC1-MTA1 est lié au promoteur de nouveaux gènes cibles, p57KIP2 et Cycline D1, dans des cellules quiescentes, ainsi qu'à un site nouvellement identifié au sein du promoteur de SIRT1.<br />Tandis que le complexe NuRD apparaît réguler une majorité des gènes cibles de HIC1 connus à ce jour, ce n'est pas le cas pour CtBP, qui régulerait SIRT1 et un gène identifié récemment, CXCR7.<br />De plus, HIC1 interagit avec le complexe SWI/SNF composé de l'ATPase BRG1 et de la sous-unité appartenant aux complexes répresseurs ARID1A, et ce pour réprimer E2F1, mais pas SIRT1, au sein de cellules primaires quiescentes.<br />Ces résultats suggèrent la mise en place par HIC1 de mécanismes de répression transcriptionnelle complexes et finement régulés en fonction du type de gènes cibles et de l'état de la cellule.

Les protéines GRA sont sécrétées par le parasite intracellulaire Toxoplasma gondii dans la vacuole parasitophore, où elles interagissent pour la plupart avec deux systèmes de membranes tubulaires : les tubules séquestrant des organites de l'hôte (HOSTs) et le réseau de nanotubes membranaires (RNM). Bien que la plupart des protéines GRA contiennent des domaines transmembranaires potentiels, elles sont sécrétées sous des formes solubles et ne s'associent à des membranes qu'une fois qu'elles ont atteint leurs membranes-cibles dans la vacuole. Cette propriété inhabituelle nous a amenés à les considérer comme des modèles intéressants pour l'étude d'interactions protéinemembrane. J'ai développé deux approches expérimentales pour étudier les interactions des protéines GRA, extraites du parasite ou de la vacuole, avec des membranes-modèles. Premièrement, des approches biochimiques m'ont amenée à caractériser les formes de solubilisation des protéines GRA et leur association avec les membranes des petites vésicules unilamellaires (SUVs). Deuxièmement, j'ai développé une approche par spectroscopie de fluorescence, de protéines GRA associées aux membranes de vésicules unilamellaires géantes (GUVs). Les résultats fournissent des éléments de réponse qui (1) aident à décrypter le trafic des protéines dans le parasite et dans la vacuole et (2) ouvrent la voie pour la mise en place d'un système in vitro pour l'étude de la maturation de la vacuole parasitophore et de ses membranes tubulaires internes.

L'interaction non-covalente entre un ligand et un récepteur selon un modèle clé-serrure constitue une des bases essentielles de tout système biologique. La présence de multiples clés et serrures sur les biomolécules conduit à des interactions multivalentes. Les lectines sont très fréquemment structurées en homo-multimères et sont donc des cibles de choix pour l'étude des interactions avec des structures multivalentes glycosylées. Ligands et récepteurs multivalents peuvent obéir à plusieurs mécanismes d'association conduisant à des profils thermodynamiques et cinétiques permettant de rationnaliser les améliorations spectaculaires d'affinité souvent observées. L'utilisation de ligands de faible valence et de petite taille permet une présentation contrôlée des sucres au travers d'une structure unique bien définie. Ces glycoclusters sont des plateformes adaptées à l'étude de l'influence de la topologie de la présentation des sucres sur l'interaction. La synthèse de glycoclusters a été optimisée selon une voie convergente de glycosylation puis de couplage par CuAAC permettant la synthèse de structures multi-glycosylées telles que des calix[4]arènes de différentes conformations, des peptoïdes linéaires et cycliques ou encore des porphyrines. Ces ligands ont été évalués par quatre techniques d'analyse des interactions (HIA, ELLA, SPR, ITC) principalement en présence de la lectine PA-IL de Pseudomonas aeruginosa mais également avec la Galectine-1 humaine et la lectine d'Erythrina cristagalli (légumineuse). Des glycoclusters de seconde génération ont été ensuite été préparés avec l'objectif d'optimiser les composantes enthalpiques et entropiques de l'interaction. Les résultats indiquent que de légères modifications de la présentation des sucres peuvent induire des mécanismes d'association différents. La conception de structures rigidifiées a révélé des profils thermodynamiques contre-intuitifs qui ont pu être modélisés. Par cette étude, plusieurs ligands ont montré des affinités sans précédent pour la lectine PA-IL. Le meilleur ligand multivalent de première génération a confirmé un potentiel thérapeutique prometteur in vivo.

Les protéines à bromodomaines (BCPs) sont notamment impliquées dans la régulation de la transcription de gènes et la signalisation cellulaire. Leur dérégulation conduit au développement pathologies, telles que les maladies inflammatoires, cardiovasculaires et plus particulièrement les cancers. Les BCPs sont capables de reconnaitre les lysines acétylées de protéines histones via leur module BromoDomaine(s) (BDs). Parmi les huit familles de BCPs, mon projet de thèse s’intéresse à la famille « BET ». Celle-ci, comprend quatre protéines constituées de deux BDs en tandem, formant deux sous-familles BD1 et BD2. L’architecture de la cavité centrale des BDs, qualifiée de « druggable », a permis l’émergence de ces protéines en tant que nouvelles cibles épigénétiques prometteuses. À ce jour, une vingtaine d’essais cliniques ont été initiés pour des molécules « pan-BET », inhibant l’ensemble des membres de cette famille. Cependant, l'inhibition « pan-BET » est problématique au niveau clinique puisqu’elle impacte de nombreuses voies de transcription et engendre l’apparition de cellules résistantes. Mon projet de thèse s’intègre au challenge actuel qui est de développer des inhibiteurs plus sélectifs, par exemple envers l’une des sous-familles BD1 ou BD2 ou plus idéalement envers un seul BD de la famille BET. Le développement de « sondes épigénétiques sélectives » ciblant des BDs de la famille BET, devrait permettre de décrypter leur rôle et leur mécanisme d’action dans les divers processus biologiques. L’identification de « candidat médicament » devrait aboutir à de nouvelles thérapies ciblées et de pallier les résistances liées à l’utilisation de molécules pan-BET inhibitrices. / Bromodomain-containing proteins (BCPs) are especially involved in the regulation of gene transcription and cell signalling. Their dysregulation lead to the development of pathologies, such as inflammatory, cardiovascular diseases, and more particularly cancers. BCPs involved in the recognition of acetylated lysine of the histone tails, through their BromoDomain(s) module(s) (BDs). Among the eight families of BCPs, my thesis project focuses on the “BET” family. This family comprises four proteins which are composed of a tandem of two BDs each belonging to the BD1 or the BD2 subfamily. The architecture of the central cavity of the BDs, qualified as "druggable", allows the emergence of these proteins as new promising epigenetic targets. To date, about twenty clinical trials targeting different types of cancer have been initiated for "pan-BET" molecules that target all the members of this family. However, "pan-BET" inhibition is clinically problematic because it impacts many transcriptional pathways and causes the appearance of resistant cells. My thesis project is part of the current challenge is to develop more selective inhibitors, for example towards the BET-BD1 subfamily or the BET-BD2 subfamily or ideally towards one single BD inside the BET family. The development of such "selective epigenetic probes" targeting BET family BDs should allow deciphering their role and mechanism of action in various biological processes. Identifying "drug candidates" should lead to new targeted therapies and overcome the resistances related to the use of pan-BET molecules.

Helicobacter pylori est une bactérie qui colonise les cellules épithéliales gastriques humaines. Une des conséquences de cette infection est l'induction de cancers de l'estomac dans 1 à 3 % des cas, via l'injection d'une cytotoxine appelée CagA qui dérégule les voies de signalisation des cellules cibles. Cette injection, dont le mécanisme est encore inconnu, se fait grâce à un système de sécrétion de type IV (T4SS). Le pilus du cagT4SS est encore mal caractérisé. Les protéines CagI, CagL et CagH sont essentielles à la fonctionnalité du cagT4SS et à la biogenèse du pilus. De plus les trois protéines forment un sous-complexe dont les détails moléculaires n'ont pas encore été élucidés. Par conséquent mes études se sont focalisées sur ces trois protéines, leurs interactions et leur relation structure/fonction. J'ai mis en évidence que CagL interagissait directement avec CagI et CagH avec une affinité de l'ordre du micromolaire et que CagI et CagH n'interagissaient pas entre elles. La caractérisation de ces interactions a permis notamment d'identifier un complexe CagL-CagI. Afin de comprendre les détails structuraux de ce complexe, j'ai entrepris deux études structurales. La première consiste à déterminer les résidus de CagL impliqués dans l'interface d'interaction avec CagI par RMN. La seconde étude se focalise sur la détermination de la structure 3D du complexe CagI-CagL par microscopie électronique. Pour cela j'ai purifié le complexe CagI-CagL, monodisperse et stable en solution. Nous avons collecté des images du complexe par cryoEM et généré des classes 2D. Cette étude a permis pour la première fois de caractériser les interactions entre CagL-CagI-CagH et d'obtenir des informations structurales du complexe CagI-CagL / Helicobacter pylori is a bacterium that colonizes the human stomach in half of the world population. It is estimated that 20% and 3% of patients develop peptic ulcer and gastric cancer, respectively. For these reasons, H. pylori was identified as a group 1 carcinogen by the World Health Organization (WHO) in 1994. The most virulent strains of H. pylori carry a type IV secretion system (Cag-T4SS) responsible for the injection of the oncoprotein CagA into gastric epithelial cells. One remarkable feature of the cagT4SS is its external pilus which composition is not clear. CagL, CagH and CagI proteins are critical components of the Cag-T4SS because these proteins are necessary for CagA translocation and are involved in pilus formation. Moreover CagL forms a sub-assembly with CagI and CagH but the molecular details of the complex are still to be discovered. Our objective is to better understand the molecular basis of CagLIH complex by interaction and structural study. CagL interacts with CagI and CagH with a with Kds of 5 µM. CagI does not interact with CagH. The structural study of CagL/CagI complex has been investigated by a two-pronged approach. First I have purified the CagL/CagI complex and collected cyo-EM micrographs. In parallel I have collected NMR spectra of CagL in the presence of CagI and identify the changes in the spectra to determine the residues involved in the interaction. In this study we have, for the first time, characterize the CagL-CagI-CagH interactions and obtained structural informations of the CagI-CagL complex

Chez Cupriavidus metallidurans CH34, le complexe CnrYXH contribue à réguler l'expression des gènes de régulation et de résistance au cobalt et au nickel en fonction de la concentration environnementale de ces cations. La fixation de cobalt ou de nickel sur le domaine périplasmique senseur de CnrX induit des modifications conformationnelles à l'origine de la transduction du signal transmembranaire. Cela conduit à rendre le facteur sigma CnrH disponible pour sa liaison à l'ARN polymérase (ARNP) dans le cytoplasme. Le complexe CnrH:ARNP se fixe alors spécifiquement sur les promoteurs des gènes cnrY et cnrC pour initier la transcription des gènes de régulation (cnrYXH) et de résistance (cnrCBAT). Dans le but de déterminer la nature de ce signal, mon projet de thèse visait à cartographier les interactions protéine:protéine au sein du complexe CnrYXH dans les trois compartiments concernés : le périplasme, la membrane plasmique et le cytoplasme. La documentation des déterminants d'interaction entre CnrX, CnrY et CnrH a permis d'élaborer un modèle structural et fonctionnel pour le complexe CnrYXH et ses homologues soulevant des hypothèses nouvelles sur le fonctionnement du système Cnr. / The CnrYXH complex contributes to regulate the expression of the regulatory genes and resistance genes involved in cobalt and nickel resistance in Cupriavidus metallidurans CH34. The binding of nickel or cobalt to CnrX in the periplasm induces conformational modifications that could trigger transmembrane signal transduction. As a result, CnrH is made available in cytoplasm for binding to RNA polymerase. The CnrH:RNA polymerase complex binds specifically the cnr promoters and initiates transcription of both the regulatory genes (cnrYXH) and resistance genes (cnrCBAT). In order to delineate the mechanism of signal transduction through the membrane, I studied the interactions between the three partners in the different cellular compartments: periplasm, plasmic membrane and cytoplasm. The identification of the interaction determinants between CnrX, CnrY and CnrH allowed us to propose a structural and functional model for the CnrYXH complex and its homologues. This model brings up new hypothesis on the function of Cnr system.

Le Lupus Erythémateux Systémique est une pathologie inflammatoire chronique. L’étiologie de cette maladie auto-immune est encore méconnue bien que certains facteurs génétiques et environnementaux aggravants aient été mis en évidence. Les traitements proposés aux patients ont pour but de réduire les symptômes et aucun remède curatif n’a encore été mis au point. Nous avons observé de forts taux de sCD95L dans le sérum de patients atteints de LES comparé à celui de sujets sains. Nos données indiquent que ce facteur soluble agit comme une cytokine pro-inflammatoire et promeut la transmigration des lymphocytes T CD4+ Th17 dans les organes, au détriment des lymphocytes T régulateurs (Treg). L’accumulation de ces cellules Th17 est responsable du maintien d’une réponse inflammatoire chronique chez les patients lupiques. Nous mettons en évidence qu’il existe une interaction directe entre le récepteur CD95 et la Phospholipase Cγ1, par l’identification du Calcium Inducing Domain impliqué dans ce recrutement. L’identification du couple CD95/CD95L comme acteur aggravant le LES et la mise en évidences des mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents nous ont conduit à l’élaboration de stratégies thérapeutiques innovantes. En collaboration avec les chimistes et modélisateurs de notre Unité, nous avons généré une petite librairie d’inhibiteurs, composée de peptides et peptidomimétiques sélectifs. Parmi ces composés, le TAT-CID est une protéine piège comprenant la zone d’interaction de CD95 (domaine CID des aa 175 à 210) à la PLCγ1. L’injection de ce peptide dans un modèle de souris lupiques restaure la fonction biologique rénale de ces souris et diminue la production d’auto-anticorps (anti-DNA) et de complexes immuns, marqueurs biologiques associés à la progression de la pathologie. En parallèle, le criblage d’une librairie chimique commerciale constituée de médicaments approuvés par la FDA et l’EMA a permis d’identifier un inhibiteur efficace de notre interaction. In vivo, ce composé est capable de réduire drastiquement les signes cliniques de la pathologie lupique. Ces nouvelles données enrichissent notre compréhension du processus mis en place par le système CD95/CD95L dans l’aggravation du LES, et nous permettent de proposer des outils thérapeutiques interessants. Ces molécules pourraient représenter de nouvelles options thérapeutiques originales et attrayantes pour prévenir l’inflammation dans les pathologies inflammatoires chroniques. / Systemic Lupus Erythematosus (SLE) is a chronic inflammatory disease. The etiology of this autoimmune disease is still unknown although some aggravating genetic and environmental factors have been identified. The treatments used for patients are intended to reduce the symptoms and no curative one has been developed yet. We observed high levels of sCD95L in the serum of patients with SLE compared to healthy subjects. Our data indicate that this soluble factor acts as a pro-inflammatory cytokine and promotes the transmigration of CD4 + Th17 T lymphocytes to the detriment of regulatory T lymphocytes (Treg) in the enflammed organs of patients. The accumulation of these Th17 cells is responsible for maintaining a chronic inflammatory response in lupus patients. We show that there is a direct interaction between the CD95 receptor and the phospholipase Cγ1, by the identification of the Calcium Inducing Domain involved in this recruitment. The identification of the CD95/CD95L couple as an aggravating factor in SLE context and the underlying cellular and molecular mechanisms led us to the development of innovative therapeutic strategies. In collaboration with the chemists and modellers of our research Unit, we have generated a small library of inhibitors, composed of selective peptides and peptidomimetics. Among these compounds, TAT-CID is a decoy peptide comprising the interaction zone of CD95 (CID domain 175 to 210 aa) with PLCγ1. Repeated treatments of lupus-prone mice with this peptide restore the biological function of these mice and decrease the production of autoantibodies (anti-DNA) and immune complexes, biological markers associated with the progression of the pathology. In parallel, the screening of a commercial chemical library consisting of FDA and EMA-approved drugs allowed us to identify an effective inhibitor of our targeted interaction. In vivo, this compound is able to drastically reduce the clinical signs of lupus pathology. These new data enrich our understanding of the process implemented by the CD95/CD95L system in the aggravation of SLE, and allow us to propose interesting therapeutic tools. These molecules could represent novel and attractive therapeutic options for preventing inflammation in chronic inflammatory pathologies.

Cette thèse concerne les propriétés physico-chimiques des " Boîtes MADS ", séquences de liaison de facteurs de transcription déterminantes pour la formation de complexes avec des segments de régulation de l'ADN comportant des séquences spécifiques nommées " Boîtes CArG ". Des études ont aussi été menées sur certains segments bien choisis des Boîtes MADS et quelques-uns de leurs analogues mutés. Un large choix d'approches spectroscopiques a été employé pour ces études : absorption électronique, dichroïsme circulaire, fluorescence et diffusion Raman. Des approches performantes d'analyse multivariée ont été utilisées pour le traitement des résultats expérimentaux. Les trois tyrosines de la Boîte MADS, situées dans des environnements de charge et d'hydrophobicité différents, ont été utilisées comme marqueurs spectroscopiques intrinsèques. Les principaux résultats de ce travail concernent les caractéristiques de structures, flexibilités et équilibres acido-basiques de la Boîte MADS et de ses différents segments. / The thesis deals with physico-chemical properties of the MADS box, binding domain of transcription factors, which are important for the formation of complexes with the DNA regulatory segment bearing the CArG box. The study was performed also on model oligopeptides, selected segments of the MADS box and their analogues with a point mutation. A wide range of spectroscopic techniques was employed, namely absorption, circular dichroism, fluorescence and Raman spectroscopies. Advanced approaches including multivariate methods were used for data processing. The three tyrosines of the MADS box located in amino-acid vicinities of different charge and hydrophobicity, were used as intrinsic spectroscopic probes. The obtained characteristics of the MADS box and its segments structural arrangement, flexibility and acid-base equilibria are the main results of the work.

TCTP est une petite protéine globulaire (20~kDa) qui interagit avec de nombreux partenaires et qui est impliquée dans diverses fonctions cellulaires et physiologiques, avec un rôle bien documenté dans la réversion tumorale qui est un phénomène rare et spontané où une cellule cancereuse perd tout ou partie de son phénotype malin et retrouve des caractéristiques associées aux cellules bénignes telles que la sensibilité à l'apoptose. Dans les cellules cancéreuses, TCTP inhibe la dégradation de MDM2, diminuant ainsi les niveaux de p53 et favorisant le maintien et la progression du cancer. TCTP contient également un motif BH3-like connu pour réguler les membres de la famille Bcl-2 et elle interagit directement avec Bcl-xL et Mcl-1 pour renforcer leurs propriétés anti-apoptotiques. Dans la structure TCTP, le motif BH3-like n'est pas facilement accessible pour une interaction avec un partenaire. Conformément à son importance dans le maintien de la tumeur, TCTP est une cible pharmacologique validée dans le traitement du cancer et fait l’objet d’essais cliniques en cours avec une molécule d'abord connue comme anti-depresseur, la sertraline. Cependant, on en sait peu sur la structure de TCTP en complexe avec ses partenaires, ce qui entrave le développement de médicaments et ne permet pas de comprendre comment TCTP peut s'adapter à une telle variété de partenaires. Ainsi, nous avons étudié le mécanisme moléculaire par lequel TCTP s'associe à des protéines et à des ligands en utilisant diverses méthodes biophysiques (RMN, SAXS, CD, SEC, DSF...). Nous avons démontré que la protéine TCTP se lie à Bcl-xL et à Mcl-1 dans le sillon de liaison des motifs BH3. Dans les complexes, la région BH3-like est engagée dans l'interface intermoléculaire et la structure centrale de TCTP est déstabilisée dans un état de globule fondu (molten-globule). Nous avons en outre montré que seule une forme mineure pré-existante de TCTP, à savoir TCTP*, est compétente pour les interactions avec les partenaires Bcl-xL et Mcl-1. Dans TCTP*, la région BH3-like est détachée du domaine structuré et elle est accessible aux protéines Bcl-xL/Mcl-1 tandis qu'on retrouve un état globule fondu dans la partie globulaire de TCTP*. Nous avons également collecté des données d'interaction préliminaires entre TCTP et la sertraline, des ARN, la protéine YB-1 se liant à l'ARN et le domaine N-terminal de MDM2. Enfin, nous avons caractérisé TCTP phosphorylé (pTCTP) au résidu S46 en utilisant la Plk-1 car cette modification a un impact sur les interactions et est un marqueur de l'aggressivité tumorale. En résumé, ces travaux ont établi la versatilité de TCTP en terme de structure et ont montré que cette versatilité est indispensable pour exercer ses fonctions cellulaires. En conséquence, ceci devrait être pris en compte dans les stratégies de développement de nouvelles molécules thérapeutiques ciblant TCTP. / TCTP is a small (20~kDa) globular protein that interacts with many partners with consequences in various cellular and physiological functions, with well-documented roles in tumoral reversion program. Cells that undergo such program spontaneously loose their malignant phenotype and recover characteristics associated with benign cells, such as apoptosis. In cancer cells, TCTP inhibits MDM2 degradation, thus decreasing p53 levels and favoring tumor maintenance and progression. TCTP also contains a BH3-like motif known to regulate Bcl-2 family members and TCTP directly interacts with Bcl-xL and Mcl-1 to reinforce their pro-survival properties. In TCTP structure, the BH3-like motif is not readily accessible for interaction. Consistently with its importance in tumor maintenance, TCTP is a validated pharmacological target in cancer treatment with ongoing clinical trials using the TCTP-targeting antidepressant drug sertraline. However, little is known about TCTP structure in complex with partners, thus impeding the development of drugs and the understanding of how TCTP could adapt to its myriad of partners. Thus, we investigated the molecular mechanism by which TCTP associates with proteins and ligands using various biophysical methods (NMR, SAXS, CD, SEC, DSF...). We have demonstrated that full length TCTP binds to Bcl-xL and Mcl-1 in their BH3-binding groove. In the complexes, the TCTP BH3-like region is engaged in the intermolecular interface and the core TCTP structure is destabilized into a molten-globule (MG) state. We further showed that only a minor pre-existing form of TCTP, namely TCTP*, is competent for interactions with the Bcl-2 protein partners. In TCTP*, the BH3-like region is unpinned and accessible to Bcl-xL/Mcl-1 proteins and the core structure is also in MG state. We also collected preliminary interaction data between TCTP and sertraline, RNA, the RNA binding YB-1 protein and the MDM2 N-terminal domain. Finally, we characterized the Plk-1-mediated S46 phosphorylated TCTP (pTCTP), a marker of tumor aggressivity and its interaction properties. Overall, this work established the structural versatility of TCTP that is mandatory to exert its cellular functions and this versatility should be taken into account in drug-design strategies targeting TCTP.