New Computational Approaches for Investigating the Impact of Mutations on the Transglucosylation Activity of Sucrose Phosphorylase Enzyme

Thesis submitted to the Université de la Réunion for award of Doctor of Philosophy in Sciences speciality in bioinformatics New computational approaches for investigating the impact of mutations on the transglucosylation activity of sucrose phosphorylase enzyme Mahesh VELUSAMY Thesis to be presented on 18th December 2018 in front of the jury composed of Mme Isabelle ANDRE, Directeur de Recherche CNRS, INSA de TOULOUSE, Rapporteur M. Manuel DAUCHEZ, Professeur, Université de Reims Champagne Ardennes, Rapporteur M. Richard DANIELLOU, Professeur, Université d'Orléans, Examinateur M. Yves-Henri SANEJOUAND, Directeur de Recherche CNRS, Université de Nantes, Examinateur Mme Irène MAFFUCCI, Maître de Conférences, Université de Technologie de Compiègne, Examinateur Mme Corinne MIRAL, Maître de Conférences HDR, Université de Nantes, Examinateur M. Frédéric CADET, Professeur, Université de La Réunion, Co-directeur de thèse M. Bernard OFFMANN, Professeur, Université de Nantes, Directeur de thèse ெ்்ந்ி ிைு்ூுத் ெ்யாம் ெ்த உதி்ு ையகு் ானகு் ஆ்ற் அிு. -ிு்ு் ுதி் அ்ப் ுுக், எனு த்ைத ேுாி, தா் க்ூி, அ்ண் ு்ு்ுமா், த்ைக பா்பா, ஆ்தா ுு்மா், ீனா, அ்ண் ்ுக், ெபிய்பா, ெபிய்மா ம்ு் உுுைணயா் இு்த அைண்ு ந்ப்கு்ு் எனு மனமா்்த ந்ி. இ்த ஆ்ி்ைக ுுைம அை3த்ு ுுுத்்காரண், எனு ஆ்ி்ைக இய்ுன் ேபராிிய் ெப்னா்் ஆஃ்ேம். ப்ேு துண்கி் நா் மனதாு், ெபாுளாதார அளிு் க்3்ி் இு்தேபாு, என்ு இ்ெனாு த்ைதயாகே இு்ு எ்ைன பா்்ு்ெகா்3ா். ுி்பாக, எனு ூ்றா் ஆ்ு இுிி், அ்்ு எ்ளோ தி்ப்3 க3ைமக் ம்ு் ிர்ிைனக் இு்தாு், அைத்ெபாு்பு்தாு, அ் என்ு ெ்த ெபாுளாதார உதி, ப்கைB்கழக பிு ம்ு் இதர ி்ாக ்ப்த்ப்3 உதிகு்ு எ்ன ைகமா்ு ெகாு்தாு் ஈ3ாகாு. ேபராிிய் ஃிரெ3ி் ேக3் ம்ு் ேபராிிய் ிி் ா்3் ஆிேயாரு இைண ேம்பா்ை்ு் எ் உளமா்்த ந்ி. ேபராிிய். ய்்-ெH்ி ேனு்ு அ்கேள உ்குை3ய ிிி ு்3ளா்ுத், ேமாெ3்ேB் ்ப்த்ப்3 ு்ியமான பி்ுைரக் ம்ு் எ்ுுய ஆ்ு க்ுைர எுுத்கான உ்குை3ய அைன்ு ஊ்கமான ா்்ைதகு்ு் ி்க ந்ி. 3ா்3். ிி் அ்னா்் ம்ு் ிேயான் Hாஃ்ேம் ஆிய இுு்ு் ுேராேம்் ்ப்த்ப்3 உ்குை3ய உதி்ு ி்க ந்ி. 3ா்3். ்ெ3பாேன ே3ேB்ேயா அ்கேள உ்குை3ய ிு ிு ெதாி்ு்ப ்ப்த்ப்3 உதிகு்ு ந்ி. எ் ுதBா் ஆ்ி், ீூியி் த்ு் ி ம்ு் இதர ு்ியமான ிகைள ெ்ு த்த ு்ு்ாி ுு்ப்தா்க், ேநாெய்ி மிி் ம்ு் ேபராிிய் பாிி் கா்ெ3ிய் ஆிேயாு்ு எ் ிர் தா்்த ந்ி. ேமு், ிூிய் நா்கி் என்ு மற்க ுியாத ிைனுகைள ெகாு்த ந்ப்க் ேமகBா்கா, அினா், ோு, ேம்், மு்கா, ெக்், அேராரா, ூி, ேUா, மி், ிைர் அ்ணா, எி, எ்ினா, ிி, அிBா, ராUா், அண்யா ம்ு் அி் ீூிய் தி் ொ்தகு்ு் எ்ேBாு்ு் எ் மனமா்்த ந்ி. ுி்பா ெ்ி் அ்ணா, ு்தி அ்ி, Uனி ு்ி ம்ு் Hிதா, உ்குை3ய அளி்Bா அ்ு ம்ு் அ்கைர்ு ெரா்ப ந்ி. Page 3 of 188 பாி்B த்ுறு்ு ீு ுு்ு, அ்த நா்கைள இிதாகு், மற்குியாத துண்களாகு் மா்ுன த்ே் த்ி, பாBா அ்ணா, ி்ப்், ி, ெபி்் அைன்கு்ு் எ் மனமா்்த ந்ி. ிிஎ்ி பாி் ஆ்க க ஊிய்கு்ு், ுி்பாக ேபராிிய். ேக்தி் எ்்ேெப்் அ்கி் மாுB் ு்ப்கைள் ப்ிய பயு்ள அிுைரகு்ு் ம்ு் ிு. ிூெப்் அ்கி் ெதாி்ு்ப ெதா3்பான உதி்ு் எ் மனமா்்த ந்ி. எ்ேனா3, நா்ே3் நா்கைள ெபா்னான துண்களாக மா்ியி் ெபு் ப்ு ி்ப்க் ெபனா்் ே3ி், ேUாக், 3ா்3். ஐயனா் ெ்ிே் ம்ு் மாுி. ுி்பாக, ெபனா்் ே3ி், ேUாH் ெH்ி்் ஆிய இுி் ெதாி்ுைற ீிிBான ப்கி்ு ம்ு் உுக்பு்ுத் ெதா3்ுை3ய அிுைரக் எனு ுைன் பி்ி் ுிுகி் ெபிய ப்ு ி்ிறு. இுு்ுேம எனு மனமா்்த ந்ி. எ்ுை3ய ஆ்ிB்ைத ி பா்்த எ் ேதாிக் ிிகா, ிேனகா ம்ு் ுரி அைனு்ு் ந்ி. இ்கேளாு, எ் ேமB அ்கைற ம்ு் அளி்Bா அ்ு கா்ிய தாரி, ி்ரா்கா, எி், ிஃப், ்ா் ம்ு் இமாு்ு் எ்ுை3ய மணமாண்்த ந்ி. இைத தி்்ு, எ்ுை3ய பி்ி மாண்கி் எ்ே\ா ைB பய்பா்ி்்கான ப்கி்ி்ு மனமா்்த ந்ி. 3ா்3். ெHௌ3ா ெப்ெH்ி-ேமா்ராி, ேபராிிய். பாிி் ிேளயி ம்ு் 3ா்3். யொ்ி் ேரு் இுு்ு், உ்குை3ய அளி்Bா அ்ி்ு் ம்ு் எ்ீு ெகா்3 தி்ப்3 அ்கைர்ு் ி்க ந்ி. ஆர்பகாB்ி், எ் ிறைம ீு ந்ி்ைக ை்ு, எ்ைன இ்த ுைன் ப்3்பி்ு்ு பி்ுைர்த ேபராிிய் ிெரெ3ி் ேக3், ேபராிிய். எ். யி்றா, ிு. ேகா்்்ி் ுணீB் ம்ு் 3ா்3். ி்ிய் ஆிேயாு்ு எ் மனமா்்த ந்ி. எ்ுை3ய ுதBா் ஆ்ி், ுத் ஒு மாத காB் எ்ிு ஆ்ு ூ3்ி் இு்ு ேைB ெ்ய அுமி்த ேபராிிய். எ். ீிா் அ்கு்ு எ் மனமா்்த ந்ி. எ்ுை3ய மி்ுி்க ூ்த மாண் ுரா் ம்ு் இதர எ்ிு க ந்ப்கு்கி் உதி்ு் எ் ந்ி. எ்ுை3ய ிெ3் ேதாிக் ெ்ி, ிேBாினா, ீி ம்ு் ுமருு அ்கி் ஆ்ு க்ுைர ுு்கம ிபா்்த் ம்ு் ெ்்ந்ி ூுத் ஆ்ிB் மா்ற்ி்கான ப்கி்ி்ு, எ் மனமா்்த ந்ி. எனு நB் ிு்ிக் அ்ு்Bா, ேமாக், கேண், க்ண், ஆ்்ி, கUா, ிி, ோு, ுு, ப்ி, க்ூி ந்ப்க் ம்ு் அைன்ு ஆ்க ந்ப்கி் ஊ்க்ி்ு், அ்ி்ு் எ் மனமா்்த ந்ிிைன இ்த மி்்ியான துண்ி் ெதிி்ு ெகா்ிேற். -மேக் ேுாி Page 4 of 188 Acknowledgements Assistance given by those who ne’er received our aid, Is debt by gift of heaven and earth but poorly paid -Thiruvalluvar First and foremost, I would like to extend my sincere gratitude to lord murugan, my family for holding my hands through things that make me nervous and for all the shoves when I needed them. They include my father Velusamy, my mother Kasthuri, my brother Muthukumar, my sister Pappa, my grandmother Kuruvammal, Meena, my brother Shanmugaraj, Periyappa and Periyamma. I am also deeply indebted to my advisor, Professor Bernard Offmann who was the pillar of support through the toughest emotional and financial times of my Doctoral studies. His amazing guidance and care as an academic father were instrumental in motivating me towards success and without him this thesis would not have been possible. I would also like to extend my gratitude to Professor Frederic Cadet and Asst. Prof. Philippe Charton for their co-supervision. I have learnt so much from the three of them, and not just in terms of academics. I would like to thank my thesis committee members Professor Yves-henri Sanejouand and Professor. Catherine Etchebest for giving moral support, valuable suggestions and immense ideas helped me to improve my research day by day. Also, my special thanks to Professor Richard Daniellou, Mme Irène Maffucci, Mme Corinne Miral for accepting to be part of my jury members. I offer my profound gratitude to thank Professors Manuel Dauchez and Isabelle Andre for taking their precious time to review my thesis. Also, my special thanks to our collaborator Professor Tom Desmet and his student Dr. Tom Verhaeghe, whose thesis work served as basics for mine. Dr. Philippe Arnaud and Dr. Lionel Hoffmann cannot thank you enough for all the insightful contributions and wonderful help with GROMACS. My special thanks to Dr. Stephane Téletchea for his many technical advices. My thesis project took me to several places, one and the initial being Region La Reunion. I would like to thank the entire Mr. Muthuswami and family, Noelly Madeleine and Professor Fabrice Gardebien, with my accommodation and housing in La Reunion. I also cherish the wonderful support and happy memories, that I had with my friends Avinash, Somasekar, Mekala, Max, Marushka, Gaile, Aurora, Julie, Joana, Marine, Brice, Eddy, Elvina, Vigna, Akila, Anamya. A Page 5 of 188 special mention to my siblings and friends from the AFIR Reunion Tamil community, brother Senthil, sister Sundari, kids Janani and Haritha for the abounding love and care they shared on me. My sincere gratitude goes to brothers Tharvesh, Bala, Gilbert, Sasidhar and Felix, who helped with my accommodation in Paris and gave me many happy memories. My heartfelt thanks to all the colleagues at DSIMB, Paris, especially Mr. Hubert, who provided many technical helps. I wholeheartedly appreciate all the contribution of Benoit in helping me in with dissertation and his guidance in parameterization work. I am also eternally grateful to Johann, Iyanar for sharing their wisdom with me and providing priceless technical advices during the final year of my Ph.D. in Nantes. Especially, my heartfelt thanks to Johann for his help in parameterization and plotting puckering states. I am also greatly indebted to the help rendered by my friends Sneha, Surbhi and Lipika who shared an important part of my joys and sorrows in Nantes and helped me with my communication and proofreading of my thesis.

Load more