Computational approaches to assess the binding properties of ligands : the case of the NMDA receptor

Approches numériques pour évaluer les propriétés de liaison de ligands : le cas du récepteur NMDA L'un des problèmes importants dans la conception de médicaments est l'identification de l'activité biologique des ligands en regard de leurs récepteurs. Le développement, la synthèse et les mesures d'activité des ligands revêtent une importance majeure dans la conception de médicaments. Cependant, les études expérimentales ne peuvent qu'être limitées: la synthèse de toutes les molécules potentiellement actives est par exemple irréaliste. Les études numériques pourraient donc apporter une aide précieuse aux études expérimentales, notamment dans le cas de la conception de ligands pour les récepteurs au glutamate comme le récepteur NMDA. En combinant les points forts des approches par dynamique moléculaire et par chimie quantique, il est possible d’établir une inspection, une caractérisation et une rationalisation plus ciblées des études de conception de médicaments. Dans cette thèse, des méthodes numériques ont été utilisées pour étudier les propriétés intrinsèques des molécules biologiquement actives responsables de la sélectivité. Les résultats de cette étude sont présentés en 4 chapitres. Dans les deux premiers chapitres, nous avons cherché à différencier les agonistes, les antagonistes et les agonistes partiels au récepteur NMDA en fonction de descripteurs tirés de la chimie quantique et d'énergies libres de liaison de Gibbs. Plusieurs propriétés moléculaires qui pourraient jouer un rôle dans la liaison du ligand à la sous-unité glycine GluN1 du récepteur NMDA ainsi que les énergies libres de liaison ont été utilisées pour établir un lien entre les efficacités et les affinités de liaison des ligands. La prédiction des constantes de dissociation acide d'acides aminés dans les protéines et les ligands nous permet d'avoir des informations sur l'affinité de liaison et l'efficacité des ligands envers leurs protéines cibles. Considérant l'importance des \pka, nous avons exploré dans le chapitre suivant comment les charges atomiques des acides carboxyliques peuvent être liées à la prédiction de \pka de ligands. Afin de mettre en lumière les origines de la stéréosélectivité de ligands biologiquement actifs, plusieurs voies mécanistiques ont été évalués dans le dernier chapitre pour les 2-thiohydantoïnes, qui sont de puissants antagonistes des récepteurs aux androgènes.