Les « phosphate binding protein » (PBP) constituent une famille de protéines présentes de manière ubiquitaire chez les bactéries et plus marginalement chez les Eucaryotes. Impliquées dans l'import du phosphate extracellulaire chez les bactéries, les PBPs présentent un site de fixation du phosphate très bien caractérisé avec, notamment, une liaison hydrogène particulière nommée «low barrier hydrogen bond» (LBHB). Cette LBHB est impliquée dans la discrimination entre le phosphate et des anions proches chez les PBPs. Bien que cette discrimination semble nécessiter une haute conservation du site de fixation du phosphate, dans la nature différentes configurations sont observées. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à la PBP d'un organisme pathogène, C.perfringens qui présente un site de fixation alternatif. Avec, entre autre, une perte de la LBHB, cette PBP présente la plus faible capacité de discrimination testée à ce jour. Cette faible capacité de discrimination pourrait être liée au biotope de la bactérie ou bien à un phénomène d'adaptation fonctionnelle. D'autre part, certaines PBPs présentent des propriétés d'inhibition du VIH via l'étape de la transcription virale. Cependant, ces protéines sont particulièrement difficiles à produire en système hétérologue limitant l'étude fonctionnelle. Afin de lever ce verrou technique, nous avons développé une nouvelle méthodologie basée sur la phylogénie en vue de solubiliser notre modèle d'étude (HPBP). Nous avons obtenu un variant soluble de HPBP qui conserve ses activités antivirales permettant de débloquer les études fonctionnelles. / The "phosphate binding protein" constitutes a family of proteins ubiquitously found in Prokaryotes but also more sparsely distributed in Eukaryotes. Involved in phosphate import, PBPs exhibits a well-characterized phosphate binding site with a peculiar hydrogen bond called "low barrier hydrogen bond" (LBHB). This LBHB is involved in the unique discrimination properties of PBPs, capable of discriminating phosphate from other similar anions such as arsenate of sulfate. Albeit this high discriminating property needs a high conservation of the phosphate binding pocket, different configurations are observed in nature. Herein, we have been interested in a PBP from a human pathogen, Clostridium perfringens, which presents an alternative phosphate binding site. Exhibiting a loss of the LBHB, C.perfringens PBP is the least discriminating PBP isolated so far. This weak discrimination property might be related to the environment of C.perfringens or to a functional adaptation of the PBP. On the other hand, PBPs issued from eukaryotic tissues exhibit HIV inhibition properties via a step not yet targeted in current therapies, i.e. the transcription. However, these proteins are difficult to obtain from human tissues and their expression in heterologous system remains impossible. We have developed a new methodology based on phylogeny in order to solubilise our study model, HPBP. Thus, we have obtained a soluble variant of HPBP which conserves the HIV-inhibiting properties. This unique tool both allow to unlock functional studies and lead to a better understanding on how PBPs are capable of inhibiting HIV.

La génération des cellules hématopoïétiques, aussi connue sous le nom d'hématopoïèse, est contrôlée par l’activité conjuguée de facteurs de transcription lignée-spécifiques permettant l’expression, en temps et lieu, de gènes spécifiques nécessaires pour le développement cellulaire. Dans le cadre de notre étude, nous avons étudié les facteurs de transcription KLF2 et KLF4 qui jouent des rôles cruciaux dans la formation des lymphocytes B et T. KLF2 et KLF4 activent la transcription de gènes spécifiques via leur interaction avec le co-activateur (CBP). Leurs interactions avec CBP requièrent le domaine de transactivation (TAD) qui est localisé dans la région N-terminal des facteurs KLF2 et KLF4. Des études préalables ont montré que des domaines TAD sont aussi présents chez la protéine suppresseur de tumeur p53 et que ces domaines sont requis pour les interactions entre la protéine p53 et le co-activateur CBP. Récemment, plusieurs structures des TADs de p53 en complexe avec les domaines TAZ2 et KIX de CBP ont permis de démontrer que ces TADs sont de nature acide et contiennent un motif ΦΧΧΦΦ crucial pour la formation des interactions. De plus, il s’avère que ces TADs sont similaires aux TADs de KLF2 et KLF4. L’étude présentée dans ce mémoire relate la caractérisation structurelle et fonctionnelle des interactions formées par les facteurs de transcription KLF2 et KLF4 avec leur partenaire d'interaction, CBP, pour activer la transcription de gènes spécifiques. Nos analyses ont été faites en utilisant différentes techniques telles que le titrage calorimétrique isotherme (ITC), la résonance magnétique nucléaire (RMN) ainsi que des expériences de transactivation chez la levure. Notre étude permet une meilleure compréhension des rôles opposés mais complémentaires qu'ont les protéines KLF2 et KLF4 au cours du développement et de la différentiation des lymphocytes B et T en plus de fournir les détails mécanistiques à la base de leurs interactions. Ces informations seront potentiellement utiles pour le développement d'outils à des fins thérapeutiques dans le cadre des leucémies, notamment. / Hematopoietic development is regulated through a combinatorial interplay between lineage-specific activators and the general transcription factors that enables cell-specific patterns of gene expression. In this study, the transcription factors KLF2 and KLF4 play crucial roles in lymphocytes B and T development by activating transcription of specific genes through interactions with the co-activator (CBP). These interactions involve the transactivation domains (TAD) localized in the N-terminal region of KLF2 and KLF4 factors. Previous studies have shown that TADs are also found in the tumor suppressor protein p53 and these TADs are responsible for the interactions between the p53 protein and the coactivator CBP. Recently, several structures of p53TADs in complex with the TAZ2 and KIX domains of CBP have shown that these TADs are acidic and possess a ΦΧΧΦΦ motif crucial for the formation of the interaction. Interestingly, these TADs are similar to the ones found on KLF2 and KLF4. This thesis provides a structural and functional characterization of the interactions formed by the transcription factors KLF2 and KLF4, which have opposing roles, and competes for the same interacting partner CBP to activate transcription. The analysis is done using isothermal titration calorimetry (ITC), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and a yeast activation assay. This study brings a greater understanding on the opposing roles yet complementary of KLF2 and KLF4 proteins involved in B and T lymphocytes specific lineages selection and also provides information for potential therapeutic research regarding disease such as leukemia.