Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Absorption de protéine“

La céruloplasmine d'un chamelon âgé de six mois a été isolée et purifiée en une seule étape, utilisant une chromatographie sur Sépharose activée par de la chloroéthylamine. La masse moléculaire de la protéine a été déterminée par électrophorèse avec SDS et a été estimée à 130 000 Da. La protéine possède une mobilité électrophorétique légèrement supérieure à celle de l'homme, ce qui suggère que la céruloplasmine du chamelon est compacte et plus acide. Le nombre d'atomes de cuivre par molécule de céruloplasmine a été de 5,8 ± 0,3. Le spectre optique de la céruloplasmine du chamelon a montré une absorption maximale à 610 nm attribuée au cuivre de type 1 . Le spectre EPR a été totalement dépourvu d'un signal correspondant au cuivre de type 2. Les paramètres cinétiques de l'activité oxidasique, utilisant la p-phénylendiamine comme substrat, ont été déterminés : Km = 0,42 µM NADH/mn/mg céruloplasmine et Vmax = 0,93. Le pH optimal de l'activité a été de 5,7.

RésuméLa distribution intracellulaire des micronutriments ainsi que leur absorption sont importantes pour les fonctions cellulaires. Dans certains cas la distribution des micronutriments ou des protéines associées est déterminée par des mécanismes liés à l'expression des gènes. La région 3' non traduite (3'UTR) de l'ARNm de la métallothioneine-1 détermine la localisation de ce message et, par conséquent, la localisation intracellulaire de la protéine qu'il code. En utilisant des cellules transfectées nous avons montré que la métallothioneine-1 est transportée vers le noyau ou elle exerce un rôle dans la protection contre le stress oxydant et les dommages causés à l'ADN. Quand l'apport nutritionnel en Se est limité, l'expression des sélénoproteines est altérée. Toutefois celle-ci n'est pas affectée de fac¸on identique pour toutes les sélénoproteines; le Se disponible étant utilisé de fac¸on prioritaire pour la synthèse de certaines d'entre elles. Cet ordre de priorité met en jeu des différences dans la traduction et la stabilité de leur ARNm qui sont sous le controle de séquences dans la région 3' non traduite. Potentiellement, des variations génétiques affectant ces mécanismes régulateurs peuvent moduler les besoins en nutriments. Des polymorphismes génétiques ont été décrits dans le 3'UTR des ARNm de deux sélénoproteines; l'un d'entre eux affectant la synthèse de la sélénoproteine correspondante. Ces exemples illustrent comment des approches moléculaires peuvent contribuer à accroître notre compréhension du métabolisme et des besoins en nutriments à différents niveaux. Premièrement, elles permettent d'étudier les effets régulateurs des gènes et de leurs produits. Ensuite, la compréhension de ces effets peut fournir un modèle pour étudier le métabolisme des nutriments au niveau cellulaire. Ainsi, lorsque des effets essentiels sont identifiés, la connaissance du génome humain et les bases de données sur les polymorphismes génétiques constituent des outils complémentaires pour définir l'étendue de la variation génétique des gènes revêtant une importance nutritionnelle. Enfin, la fonctionnalité de ces variations peut être définie et des sous-groupes de la population, possédant des besoins nutritionnels différents, peuvent etre identifiés.

Les composants des huiles essentielles peuvent présenter différentes activités biologiques, i.e.antimicrobienne, antioxydante et stimulatrice de récepteurs spécifiques. Chez l’animal, leur action dépend de leur devenir dans l’organisme lors de leur consommation, puis de leur action au niveau de leurs cibles biologiques. Le site de leur absorption le long du tractus digestif peut être modulé par différents facteurs, tels que la composition chimique de l’aliment, leur mode de présentation (sous forme libre ou protégée par encapsulation) et la dose d’utilisation. Selon leur site d’absorption, ils peuvent agir à différents niveaux : pour les composants absorbés dès la partie supérieure du tractus digestif, ils peuvent avoir un effet systémique, et pour ceux persistant jusqu’en fin d’intestin grêle, ils peuvent avoir une action dans les contenus digestifs jusqu’au niveau de ce segment intestinal, puis de façon systémique après leur absorption. Les produits absorbés après modifications métaboliques au niveau du foie peuvent ensuite exercer une action au niveau des différents organes de l’animal. Après élimination au niveau des reins, et compte tenu des mouvements de reflux de l’urine vers les caeca chez les oiseaux, les composants issus des huiles essentielles pourraient agir au niveau de ces deux diverticules. Ils peuvent avoir un effet sur le microbiote digestif (précaecal ou caecal), sur les tissus de l’animal lui-même, c’est-à dire sur leur état d’oxydation, sur l’immunité en particulier l’inflammation, sur l’appareil digestif et ses fonctions digestives, sur le métabolisme animal, sur son système nerveux et son comportement. Ces composants ont donc un grand potentiel d’action, qui reste à explorer, pour pouvoir optimiser leur utilisation.

We have performed electrophoretic, immunochemical, and immunoautoradiographic analyses of vitellin proteins from the ovary and hemolymph of healthy crabs of the species Carcinus maenas during vitellogenesis. The same study was performed in parasitized crabs and in the parasite, Sacculina carcini. In unparasitized crabs, there are two vitellin proteins in the ovary. They are immunologically similar, but their electrophoretic mobility is different. One (primary vitellin) is synthesized in the ovary throughout the ovarian cycle. The other (secondary vitellin) exists in the ovary only during secondary vitellogenesis and is partially of endogenous origin. From primary vitellogenesis, we observed in the hemolymph only one vitellogenic protein, homologous to secondary vitellin, of which it is the exogenous precursor. The ovary and hemolymph of parasitized crabs contain the same proteins as those of unparasitized females during primary vitellogenesis. The large quantities of these proteins, observed when the ovarian development is stopped, suggest inhibition of the control of their synthesis and of absorption of the vitellogenin by the gonad. Secondary vitellin was never observed. Sacculina has two vitellin proteins present in the ovary, integument, and hemolymph. These proteins show no electrophoretic or immunochemical similarity to those from the host. At least one has a dual origin, exogenous and endogenous. The roots of the parasite contain neither the crab's vitellin proteins nor those from Sacculina, and do not seem to be a site of transfer or of synthesis for these substances.

The epithelial cells of the posterior intestine of the rainbow trout differentiate some structures which, at the first feeding, allow the absorbtion of macromolecular proteins. After a transit across an apical tubulo-vesicular network, two marker proteins (horseradish peroxidase and ferritin) are segregated within an important supranuclear vacuolar system. The activities of a lysosomal protease (cathepsin) and of acid phosphatase increase strongly at the level of posterior intestine when the first feeding occurs. Juveniles can thus absorb and digest macromolecular proteins. Considering the important protein needs during this phase, this process can be of fundamental importance.

OBJECTIVE: To compare the oral absorption profile of gabapentin following administration of the contents of opened capsules that were mixed with food vehicles of varied macronutrient (protein) composition. DESIGN: An unblinded, randomized, single-dose, four-way crossover pharmacokinetic study in nine healthy adult men and women volunteers. METHODS: Following an overnight fast, a single 600-mg dose of gabapentin (2 times 300-mg Neurontin capsules) was given either as an intact capsule swallowed with 120 mL of tap water (control, phase I), or after capsule contents were opened and mixed with; 4 oz. of applesauce (phase II), 120 mL of orange juice (phase III), or 4 oz. of fat-free chocolate pudding (phase IV). Subjects fasted for 4 hours following drug ingestion. Serial venous blood samples were obtained over 24 hours to determine gabapentin serum concentrations. Pharmacokinetic variables including AUC, maximum serum concentration (Cmax), and time to maximum serum concentration (tmax) were calculated by using standard noncompartmental methods. Subjects served as their own controls, and were randomly crossed over following a minimum 7-day washout period. Statistical analysis was performed by using ANOVA and Student's t-test where appropriate. RESULTS: No statistically significant differences in any kinetic variable were found between any study arm. A trend was noted for a modest increase in both Cmax and AUC in phase IV (chocolate pudding) compared with control (+18.6% and +13.2%, respectively). In a comparison of protein (phase IV) versus nonprotein phases (phases I–III), gabapentin AUC was 26% greater (47.28 ± 14.65 vs. 37.43 ± 9.78 μg/mL·h; p = 0.03), and Cmax was 32% higher (4.72 ± 1.04 vs. 3.56 ± 0.92 μg/mL; p = 0.003). CONCLUSIONS: Opening and mixing the contents of gabapentin capsules does not significantly impair drug absorption. This may be a viable administration option for patients who are unable to swallow intact capsules. Dietary macronutrient composition (i.e., protein) may favorably influence gabapentin oral absorption. OBJETIVO: Evaluar la absorción oral de gabapentin al mezclar el contenido de las cápsulas con varios macronutrientes. DISEÑO: Estudio farmacocinético abierto, randomizado de intercambio de cuatro ramas de tratamiento. Se realizó en nueve voluntarios sanos. MÉTODOS: Después de ayunar, los sujetos recibieron una dosis de 600 mg de gabapentin (dos cápsulas de Neurontin de 300 mg). Cada sujeto participó en cuatro ramas o fases del estudio siguiendo un orden aleatorio. Esperaron por lo menos 7 días entre cada fase. En la fase 1, o control, tomaron la dosis de cápsulas enteras de gabapenton con 120 mL de agua de chorro. En las otras tres fases, se mezcló el contenido de las cápsulas con: 4 onzas de salsa de manzana (fase II), 120 mL de jugo de naranja (fase III), o 4 onzas de pudín de chocolate sin grasas (fase IV). Los sujetos se quedaron en ayunas por cuatro horas después de ingerir gabapentin. Para determinar concentraciones séricas de gabapentin se obtuvieron muestras sanguíneas seriales durante un período de 24 horas. Usando métodos estandard noncompartamentales se calcularon las siguientes variables farmacocinéticas: AUC, Cmax, y tmax. Se utilizaron ANOVA y Student's t-test para realizar los análisis estadísticos. RESULTADOS: No se encontró ninguna diferencia estadística significante entre las variables farmaconcinéticas en ninguna de las ramas del estudio. Sin embargo, en comparación con el control fase I, se notó una tendencia hacia un aumento modesto en la Cmax y el AUC en la fase IV (pudín de chocolate [+18.6% y +13.2%, respectivamente]). El AUC fue 26% mayor (47.28 ± 14.65 vs. 37.43 ± 9.78 μg/mL/h; p = 0.03) y la Cmax 32% mayor (4.72 ± 1.04 vs. 3.56 ± 0.92 μg/mL; p = 0.003) al comparar los resultados de fase IV (proteínica) con las fases I—III (sin proteínas). CONCLUSIONES: Los datos sugieren la absorción de gabapentin no se altera cuando se mezcla el contenido de las cápsulas con varios nutrientes. Esta ruta de administración es un método alternativo para pacientes que no pueden tragar las cápsulas enteras. Los datos también sugieren que la composición de los macronutrientes (proteína en particular) puede influir de manera positiva la absorción oral de gabapentin. OBJECTIF: Compare le profil d'absorption orale du gabapentin suite à l'administration de capsules mélangées à de la nourriture de composition protínique différente. DEVIS EXPÉRIMENTAL: Étude randomisée, ouverte à dose unique en chassécroisé chez neur volontaires sains adultes. MÉTHODOES: Après un jeûne nocturne, une dose unique de 600 mg de gabapentin (deux capsules de 300 mg) fut administrée sous différentes conditions: entiètres avec un verre d'eau (phase I, groupe contrôle) ou encore mélangées avec soit 4 onces de purée de pommes (phase II), soit 120 mL de jus d'oranges (phase III), ou soit 4 onces de pouding au chocolat sans gras (phase IV). Les volontaires sont demeurés à jeun jusqu'à 4 heures après la dose orale. Des échantillons sanguins furent prélevés sur 24 heures en vue de déterminer les concentrations sériques du gabapentin. Les paramètres cinétiques tels l'aire sous la courbe, le Cmax et le tmax furent calculés par la méthode non compartimentale. Les volontaires furent assignés à une séquence des phases au hasard et une période de 7 jours les séparait. L'analyse statistique fut effectuée via le t-test de Student et l'analyse de variance, selon le cas. RÉSULTATS: Aucune différence significative des paramètres cinétiques ne fut observée. Cependant, une tendance fut notée entre l'élévation modérée du Cmax et l'aire sous la courbe en phase IV et celle observée en phase I (+18.6% vs. +13.2%). Lorsqu'on compare la phase protéinique (phase IV) et celles non protéiniques (I–III), l'aire sous la courbe du gabapentin est 26% plus élevée (47.28 ± 14.65 vs. 37.43 ± 9.78 μg/mL· h; p = 0.03) et le Cmax est 32% plus élevé (4.72 ± 1.04 vs. 3.56 ± 0.92 μg/mL; p = 0.003). CONCLUSIONS: Nos données suggèrent que mélanger le contenu de la capsule de gabapentin à de la nourriture n'en altère aucunement l'absorption. Cette possibilité s'avère une option pratique pour les patients qui sont incapables d'avaler les capsules intactes. Par contre, la composition de la diète, en particulier les protéines, semble augmenter favorablement l'absorption orale du gabapentin.

Les microdomaines membranaires sont des zones spécialisées de la membrane plasmique enrichies en sphingolipides et cholestérol, impliquées dans les mécanismes de communication cellulaire et de transduction du signal. Nous avons entrepris la caractérisation physicochimique des interactions lipide-lipide stabilisant ces structures en étudiant l'interaction du cholestérol avec le squelette de base des sphingolipides : la sphingosine. En utilisant des modèles cellulaires, nous avons caractérisé les mécanismes impliqués dans le transport de ces deux lipides et démontré l'existence d'un effet inhibiteur réciproque de l'un sur l'absorption intestinale de l'autre. Nous avons mis en évidence, au sein d'une enzyme, l'existence d'un domaine structural de reconnaissance des sphingolipides (lui permettant de rester au contact des membranes lors de son adressage), dont la déstabilisation nous a permis pour la première fois d'impliquer les rafts dans la régulation de la sécrétion d'une protéine
Plasma membrane microdomains are specialized zones enriched in sphingolipids and cholesterol, which are involved in the mechanisms of cellular communication and signal transduction. We have characterized the lipid-lipid interactions that stabilized lipid rafts by studying the interaction of cholesterol with sphingosine, which is the common backbone of sphingolipids. By using cellular models, we characterized the mechanisms involved in the transport of both lipids and demonstrated the existence of a mutual inhibitory effect of sphingosine and cholesterol on their intestinal absorption. Finally, we demonstrated the presence of a sphingolipid binding domain in a pancreatic enzyme. This domain allows the enzyme to remain in contact with membranes during its secretion pathway. The destabilization of this structural domain allowed for the first time to imply lipid rafts in the regulation of the secretion of a protein

Un immunocapteur consiste à utiliser les propriété de reconnaissance d'un anticorps pour détecter spécifiquement un analyte cible dans un milieu complexe. L'immobilisation de des anticorps (IgG) est cruciale et doit aboutir à un nombre optimal d'IgG accessibles. Ce travail a porté sur l'étude de l'interface biomolécules/surface d'or par quatre techniques d'analyse (PM-IRRAS, QCM, XPS et AFM). Trois modes d'immobilisation des IgG ont été testés, et leur liaison orientée par la protéine A (PrA) répond le mieux aux critères définis. Puis, l'influence de la première couche de thiols (ou SAM) sur l'activité des PrA a été étudiée. Trois SAM ont été comparées (une SAM pure et deux SAM mixtes). La nature chimique du thiol diluant influence l'adsorption des protéines et leur activité. Une couche hydrophile hétérogène favorise l'espacement des PrA, avec une couverture en anticorps optimale. Enfin, ce capteur a été testé pour détecter une toxine marine, l'acide okadaïque.

Le biofilm bactérien constitue un obstacle majeur à la cicatrisation des plaies. Par ailleurs, il est responsable de l’émergence d’une résistance et d’une tolérance accrues aux antibiotiques. Par conséquent, le développement de systèmes de délivrance contrôlée d’un agent ciblant la structure du biofilm apparaît comme une approche thérapeutique alternative indispensable et urgente pour la prise en charge des plaies chroniques. A travers cette étude, nous avons développé des systèmes membranaires pour pansements libérant une protéine, la dispersine B (DB),capable de cibler de manière sélective la matrice du biofilm, en créant un microenvironnement délétère pour le biofilm bactérien. Pour ce faire, nous nous sommes intéressés aux membranes asymétriques (MAs) à base de polyesters biodégradables tels que le poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), le poly (butylène succinate-co-butylène adipate) (PBSA), et l’acide polylactique. En incorporant dans la solution de polymère des agents porogènes hydrophiles (APs), nous avons pu obtenir des MAs à porosité élevée, un réseau poreux interconnecté, perméables au dioxygène et à l’eau vapeur. En utilisant l’albumine de sérum bovin, nous avons pu montrer que la capacité de piégeage de la protéine et sa libération contrôlée à partir des MAs de PBSA était influencée par la structure de celles-ci et la présence d’APs résiduels. Les études in vitro ont montré une très grande efficacité anti-biofilm à la fois en inhibition et en dispersion (jusqu’à 80%). Les tests standards normalisés de cytotoxicité in vitro ont montré que les MAs de PBSA non chargées et chargées en DB répondaient aux critères de cytocompatibilité exigées pour une application de type pansement
Bacterial biofilms are a major obstacle to the wound healing process. In addition, they are responsible for the emergence of resistance and tolerance to antibiotics. Hence, the development of controlled drug delivery systems targeting the bacterial biofilm appears as an urgent and essential alternative therapeutic approach for the effective management of chronic wound. In this work, we developed wound dressings in which a protein, dispersin B (DB), is released capable of selectively targeting the biofilm matrix, creating a deleterious microenvironment for the bacterial biofilm. To this end, we were interested in asymmetric membranes (AMs) from biodegradable polyesters such as the poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), the poly (butylene succinate-co-butylene adipate) (PBSA) and the polylactic acid. By the incorporation of hydrophilic porogen agents (PA), we were able to obtain AMs with a high level of porosity, exhibiting a porous interconnected network and oxygen and water vapor permeability. Using bovine serum albumin as a model protein, we demonstrated that protein loading and release from the PBSA AMs were affected by the membrane structure and the presence of residual PA. In vitro studies showed highest antibiofilm efficiency both in inhibition and dispersion (up to 80%). Normalized in vitro cytotoxicity standard assays revealed that unloaded and DB-loaded PBSA membranes met cytocompatibility criteria required for wound dressing applications

Adsorption of proteins at interfaces has an important role in biotechnological and pharmaceutical applications. Indeed, several undesirable processes are related to protein adsorption, as for example: fouling of contact lenses, clotting on blood contacting devices, triggering inflammation around artificial organs, diminished circulation time of therapeutic proteins and drug bearing liposomes. Neutral water soluble polymers, such as poly(ethylene glycol) (PEG), are used to repress protein adsorption: by coating the surface with a polymer brush, a "cushion" is created between the protein and the surface, that can reduce, or even completely repress the adsorption. Understanding the mechanism that inhibits the adsorption at interfaces is an active field of research, and could lead to relevant improvements in biomaterials performances and design.

A clear understanding of the mechanism of protein adsorption onto polymer brushes is still missing. The first models describing the interactions of a polymer brush with adsorbing particles predicted two adsorption modes: primary adsorption at the grafting surface, and secondary adsorption at the outer edge of the brush (occurring for large cylindrical proteins). Primary adsorption can be repressed by increasing the grafting density of the brush, and secondary adsorption by increasing its thickness, in agreement with the experiments reported in the literature. But experimental evidences (a maximum in the adsorbed amount observed for long brushes) suggested then the existence of a third mode: ternary adsorption within the brush itself, due to attractive interactions between the protein and the brush. Standard techniques can in general only probe the total adsorbed amount. The aim of this work was to separate primary and ternary adsorption isotherms, by using neutron reflectivity and deuterated proteins. As neutrons interact differently with hydrogen and deuterium atoms, the contrast between the hydrogenated brush and the deuterated protein is high enough to separate the two contributions.

We studied the adsorption of deuterated myoglobin on PEG brushes with different degrees of polymerisation (N = 56, 146 and 770), and as a function of the area per grafted chain. The contribution of primary and ternary adsorption was separated for the different systems, and the adsorbed amount was extracted and the adsorption isotherms compared to the theoretical predictions. The ability to distinguish between the different adsorption modes, and the quantification of their relative contribution to the overall amount of adsorbed proteins, represents a major advance in optimising surface properties. In particular, the occurrence of ternary adsorption onto PEG brushes affects their status as tool for repressing protein adsorption.

L’adsorption de protéines aux interfaces a un rôle important pour certaines applications pharmaceutiques ou biotechnologiques. En effet, plusieurs processus indésirables sont liés à l’adsorption de protéines, par exemple l’encrassement de lentilles de contact, la coagulation dans des appareils contenant du sang, l’inflammation d’organes artificiels ou encore la diminution du temps de circulation dans le corps de protéines ou liposomes thérapeutiques. Certains polymères, tels que le polyéthylène glycol (PEG), sont utilisés pour réprimer l’adsorption de protéines :en greffant une brosse de PEG sur la surface, une couche est créée entre la protéine et celle-ci qui diminue, voire même réprime complètement l’adsorption. Comprendre le mécanisme qui entrave l’adsorption aux interfaces est un sujet de recherche actif, qui pourrait mener à des améliorations significatives dans la conception de biomatériaux.

À ce jour, la compréhension du mécanisme d’adsorption de protéines sur des brosses de polymère n’est pas claire. Les premiers modèles décrivant les interactions entre brosses de polymères et particules adsorbantes prédisaient deux modes d’adsorption :l’adsorption primaire sur la surface de greffage, et l’adsorption secondaire à l’extérieur de la brosse (pour les grandes protéines cylindriques uniquement). L’adsorption primaire peut-être réprimée en augmentant la densité de greffage de la brosse, et l’adsorption secondaire en augmentant son épaisseur, en accord avec les expériences reportées dans la littérature. Mais d’autres évidences expérimentales (un maximum dans la quantité adsorbée observé pour les brosses longues) ont ensuite suggéré l’existence d’un troisième mode :l’adsorption ternaire à l’intérieur même de la brosse, due aux interactions attractives entre la protéine et la brosse.

Les techniques standards peuvent en général mesurer la quantité adsorbée totale. Le but de ce travail était de séparer les isothermes d’adsorption primaire et ternaire, en utilisant la réflectivité de neutrons et des protéines deutérées. Comme les neutrons interagissent différemment avec les atomes d’hydrogène ou de deutérium, le contraste entre la brosse hydrogénée et la protéine deutérée est ainsi suffisant pour séparer les deux contributions.

Nous avons étudié l’adsorption de myoglobine deutérée sur des brosses de PEG avec différents degrés de polymérisation (N = 56, 146 and 770), en fonction de l’aire par chaîne Σ. La contribution des adsorptions primaire et ternaire put être séparée pour les différents systèmes, et les quantités adsorbées extraites pour finalement comparer les isothermes d’adsorption aux prédictions théoriques. La possibilité de distinguer les différents modes d’adsorption, et la quantification de leur contribution relative à la quantité totale de protéines adsorbées représente une avancée majeure dans l’optimisation des propriétés des surfaces. L’adsorption ternaire dans les brosses de PEG en particulier remet en question leur utilisation pour réprimer l’adsorption de protéines.
Doctorat en Sciences
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La physiopathologie du diabète de type II se caractérise par de sévères anomaliesmétaboliques telles que l'hyperglycémie et les dyslipidémies contribuant au développementdes maladies cardiovasculaires. Une altération de l'activité de l'AMPK dans les tissus tels quele muscle squelettique et le foie est associée à ces désordres métaboliques alors que sonactivation pharmacologique permet de les rétablir. Toutefois, le complexe hétérotrimériqueαβγ tissu-spécifique de l'AMPK confère une régulation et des rôles distincts qui demeurentinexplorés dans l'intestin, un organe favorisant pourtant l'augmentation de l'absorption desnutriments en situation de diabète de type II. La présente étude démontre une prépondérancedu complexe α1β2γ1 de l'AMPK dans les cellules intestinales Caco-2 dont l'un des rôles de lasous-unité α1 est de réguler l'ACC, l'enzyme de synthèse des acides gras. Contrairement àl'AMPK exprimée dans le foie, elle ne régule pas l'HMG-CoA Réductase impliquée dans lasynthèse du cholestérol. L'activation de l'AMPK mime l'effet de l'insuline en réduisantl'absorption intestinale du glucose et des lipides alors que son altération en situationd'insulino-résistance (e.g : induite par le 4-HHE dans un modèle cellulaire Caco-2 ou induitepar la diète dans le modèle animal Psammomys obesus) favorise l'absorption du glucose etdes lipides, ce qui exacerberait l'hyperglycémie et la dyslipidémie postprandiale associées audiabète de type II. L'AMPK au niveau intestinal constitue donc une cible thérapeutiquepotentielle complémentaire pour la prévention et le traitement du diabète de type II.

Les métalloprotéines utilisent les propriétés chimiques de leur site actif, un métal de transition, afin d'accomplir un large éventail de processus biologiques. Une description détaillée de la géométrie autour de ces sites est un pré-requis pour comprendre leur mode de fonctionnement et à terme synthétiser des molécules thérapeutiques. Le XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure) est une spectroscopie capable de fournir une description locale fine autour de l'atome absorbeur. A l'aide de modélisation ab-initio de spectres XANES, nous montrons qu'il est possible de discriminer entre des modèles structuraux obtenus par diffraction des rayons X à haute résolution. La méthode de calcul reposant sur la théorie de la fonctionelle de la densité utilise une base d'ondes planes. Nous l'avons appliquée pour analyser le site du fer dans différents dérivés de la myoglobine et le site du cobalt dans la méthyle-cobaloxime, un composé modèle pour la vitamine B12. Une attention particulière est portée à la description des états électroniques impliqués dans la liaison chimique au travers de la région du préseuil K du métal
Metalloproteins use the chemical properties of their active site, a transition metal, to carry out a wide range of biological processes. A detailed description of the geometry around these sites is a prerequisite for understanding their mode of operation and ultimately synthesizing therapeutic molecules. The XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure) is a spectroscopy capable of providing a fine local description around the absorbing atom. Using ab-initio modeling of XANES spectra, we show that it is possible to discriminate between structural models obtained by high-resolution X-ray diffraction. The calculation method based on density functional theory uses a plane wave basis. We applied it to analyze the iron site in different derivatives of myoglobin and the cobalt site in methyl-cobaloxime, a model compound for vitamin B12. Special attention is paid to the description of the electronic states involved in the chemical bond through the K pre-edge region of the metal

Cette thèse concerne l'étude des propriétés physico-chimiques des complexes collecteurs de lumière périphériques (LH2) des bactéries pourpres sulfureuses. Après avoir développé la culture de ces bactéries et la purification de leurs complexes LH2, j'ai utilisé une combinaison de techniques spectroscopiques (dichroi͏̈sme circulaire et linéaire, absorption électronique à température ambiante et à basse température, diffusion Raman de résonance) pour déterminer les propriétés électroniques et vibrationnelles de ces complexes. Ces protéines présentaient des différences marquées avec leurs homologues plus étudiés, les LH2 de bactéries pourpres non-sulfureuses. Les LH2 de bactéries pourpres sulfureuses présentent un certain nombre de propriétés qui les rapprochent des complexes de cœur ( LH1). Ce résultat est intéressant car la structure des LH2 et des LH1, bien que fondée sur le même principe, est très différente. Ces complexes sont tous formés de l'association sous forme d'anneaux de dimères de polypeptides membranaires. Cependant les LH1 sont formés de 16 de ces dimères, tandis que les LH2 n'en contiennent que 8 ou 9 et ont des tailles très différentes. J'ai montré que la technique de cryo-fracture et de microscopie électronique donne une estimation de la taille des complexes collecteurs de lumière. Avec cette méthode, j'ai estimé que les LH2 de Chromatium vinosum possédaient une taille intermédiaire (11/12 dimères) située entre les LH1 et les LH2. La découverte de cette nouvelle forme d'association de ces polypeptides ouvre des perspectives pour comprendre les déterminants qui guident les complexes collecteurs de lumière vers l'obtention d'une structure quaternaire donnée
This thesis concerns the study of the physico-chemical properties of peripheral light-harvesting (LH2) complexes from purple sulphur bacteria. After culturing the bacteria and purifying their LH2 complexes I used a combination of spectroscopic techniques (circular and linear dichroism, room- and low-temperature electronic absorption and resonance Raman) in order to determine the electronic and vibrational properties of the complexes. These proteins possess marked differences with their homologues from purple non-sulphur bacteria. The LH2 from purple sulphur bacteria possess a certain number of properties that resemble core light-harvesting (LH1) complexes. This result is interesting because the structures of LH2s and LH1s, which are based on a similar construction, are different. These complexes are all formed by the association of dimers of membrane polypeptides, in the form of a ring. LH1 contains 16 dimers, whereas, the LH2 has 8 or 9. Therefore, the sizes of these proteins are very different. I demonstrated that the technique of freeze fracture, combined with electron microscopy, gives an estimation of the size of these complexes. With this methodology, I showed that the LH2 from Chromatium vinosum possesses an intermediate size (11/12 dimers) between previously studied LH1 and LH2 complexes. The discovery of this new form of dimer association opens up the way towards a better understanding of the factors that govern the quaternary structure of light-harvesting complexes

Les cellules épithéliales du segment intestinal postérieur de la Truite, espèce carnivore pourvue d'un estomac et dont le développement s'effectue sans passage par une forme larvaire, possèdent des caractéristiques ultrastructurales évoquant celles des cellules iléales du rat nouveau-né. Chez celui-ci, l'absorption des protéines du colostrum et du fait et leur digestion intracellulaire sont liées à l'immunisation durant cette phase de l'alimentation. Ce processus disparaît quand la sécrétion peptique commence. Chez la truite adulte nous montrons que les cellules de l'intestin postérieur absorbent des protéines, comme l'HRP et la ferritine, retrouvées dans le système vacuolaire caractéristique de ces cellules. La visualisation d'une activité phosphatasique acide au niveau de ce système vacuolaire et la mise en évidence biochimique d'une forte activité catheptique caractéristique des cellules de l'intestin postérieur, nous laissent penser à une digestion intracellulaire des protéines. Nous montrons ensuite par des techniques immunologiques, que ces cellules absorbent et digèrent une même protéine (IgGH et HBSAg) et nous visualisons l'activité des enzymes lysosomales essentielles {cathepsines D et B) qui permettent cette digestion dans le système vacuolaire. Chez la truite juvénile, au moment de la première prise de nourriture, les cellules épithéliales de l'intestin postérieur qui possèdent déjà leur différenciation ultrastructurale caractéristique, voient leur activité catheptique augmenter brutalement. Le phénomène d'absorption des macromolécules est similaire à celui observé chez l'adulte, les vitesses de pénétration étant supérieures. Durant toute la vie de l'animal, l'intestin postérieur présente donc des caractéristiques ultrastructurales et fonctionnelles en relation avec l'absorption et la digestion intracellulaire des protéines. L'hypothèse, émise par différents auteurs, limitant l'éventualité d'un tel processus aux seules formes larvaires des téléostéens dépourvus d’estomac n'est donc pas avérée. Nous avons de plus montré qu’une partie des protéines jusqu’à 6% de PHRP ingérée échappe à la dégradation lysosomale, gagne l'espace intercellulaire, la lamina propria sous épithéliale et la circulation générale. Ce passage déclenche une réponse immunitaire locale qui se traduit par une augmentation considérable du nombre des cellules immunocompétentes infiltrées susceptibles de produire des anticorps agglutinants spécifiques. Chez une espèce carnivore pourvue d'un estomac, la Truite arc-en-ciel, nous démontrons donc que l'intestin postérieur assure deux fonctions essentielles a priori exclues, nutritionnelle et immunitaire
The epithelial cells of the posterior intestinal segment of Trout, a carnivorous species with a stomach and with a developmental cycle which does not include a larval phase, possess the ultrastructural characteristics resembling that of ileal cells of neonatal rat. For this one the absorption of proteins of colostrum and milk and their intracellular digestion arc related to the immunization during this phase of alimentation. This process disappears when peptic secretion begins. Ln the adult we show that cells of the posterior intestine absorb proteins like HRP and ferritin, which are found in the vacuolar system which is characteristic of these cells. Furthermore a capacity for intracellular protein digestion is strongly suggested by the visualization of a phosphatasic acid activity in the intracellular vacuolar system and the demonstration of a high catheptic activity which is characteristic of the posterior intestinal cells. Always in the adult we show by immunological methods, that cells absorb and digest the same protein (lgGH and HBSAg) and we visualize the essential lysosomal enzymes (cathepsins B and D) enabling this digestion to occurs. Ln the juvenile trout at the moment of the first feeding, the epithelial cells of the posterior intstine possess yet the characteristic ultrastructural differentiation, at the same time their catheptic activity increases. The phenomenon of macromolecular absorption is similar to that observed in adult, but the rates of penetration are superior. During the whole life of the animal the posterior intestine presents the ultrastructural and functional characteristics related to the intracellular absorption and digestion of proteins. The hypothesis emits by differents authors, limiting the eventuality of such a process only for teleost larval forms without a stornach, is not established. Furthermore we observed that a quantity of proteins (about 6% of the dose of ingested HRP) escapes from lysosomal degradation, reach the intercellular space, the intraepithelial lamina propina and general circulation. The immediate result of this passage is the beginning of a local immunological response with a considerable increase of the number of immunocompetents cells infiltrated between susceptible to produce specific agglutinating antibodies. Ln a carnivorous species, with a stornach, the rainbow Trout, we demonstrate that the posterior intestine assure two essential functions excluded a priori, nutritional and immune

Ce projet de thèse concerne l’étude des interactions entre la Orange Carotenoid Protein (OCP) et la silice mésoporeuse SBA-15, visant à la mise au point de nanodispositifs photo-actifs. La OCP est une protéine photo-active impliquée dans la photoprotection des cyanobactéries. Il implique la dissipation thermique de l’excès d’énergie solaire en prévenant le stress oxydatif et les photo-dommages. L’OCP se compose de deux domaines structurels partageants un caroténoïde antioxydant, qui agit comme chromophore. La lumière bleue induit la photo-activation de l’OCP et son changement de couleur de l’orange au rouge. La SBA-15 a été choisie comme support inorganique pour l’OCP, visant à développer des nanodispositifs photochromiques biocompatibles. En effet la SBA-15 est largement utilisée pour l’immobilisation des protéines. Les paramètres structurels de la SBA-15, tels que le diamètre des pores, peuvent être modifiés en ajustant les paramètres de sa synthèse. Dans ce travail, nous avons immobilisé l’OCP sur différents types de nanoparticules de silice mésoporeuse SBA-15, vides ou fonctionnalisées en surface. Nous avons ensuite caractérisé structurellement les systèmes. Les matrices de SBA-15 se sont avérées être des supports appropriés pour l’OCP, dont le taux d’immobilisation est fortement renforcé par la pré-photo activation de la protéine. L’OCP reste photo-active à l’intérieur de la matrice de silice mésoporeuse, produisant ainsi des nanoparticules photochromiques. Les études de spectroscopie IRTF différentielle suggèrent que le mécanisme de photo-activation est le même qu’en solution, et très similaire pour tous les types d’OCP étudiés. En outre, dans des conditions appropriées, l’OCP peut également être relarguée à partir des nanoparticules de SBA-15. Enfin, nous avons développé des nanodispositifs photo-activables avec une fluorescence réglable en intensité, basée sur des nanoparticules de SBA-15 chargées de colorants et OCP. Plus en détail, nous avons immobilisé des molécules colorants et fluorescents (cyanine ou flavonols) sur la SBA-15, en présence d’OCP. L’éclairage à lumière bleue entraine une diminution réversible de la fluorescence. Également, la SBA-15 agit non seulement comme un échafaudage biocompatible, mais aussi comme un agent de protection contre le vieillissement des nanodispositifs développés
This thesis deals with the study of interactions between the Orange Carotenoid Protein and mesoporous silica SBA-15, aiming to the development of photoactive nano-devices. The photoactive Orange Carotenoid Protein (OCP) is a protein involved in photo-protective responses in cyanobacteria. It induces the thermal dissipation of excess solar energy counteracting oxidative stress and photodamage. OCP consists of two structural domains sharing a non-covalently linked antioxidant carotenoid as a chromophore. Blue light induces photoactivation of OCP and its colour changes from orange to red. SBA-15 (Santa Barbara Amorphous) was chosen as an inorganic support for OCP aiming at the development of photochromic bio-compatible nanodevices. SBA-15 is a mesoporous silica matrix that has attracted much attention as host for immobilization of enzymes as well as drug delivery systems. The structural parameters of SBA-15, such as the diameter of pores, can be modified by tuning parameters of its synthesis. Furthermore, the ability to modify the surface properties of SBA-15 can provide higher protein immobilization capacity. In this work we have immobilized OCP on different kinds of raw and surface-functionalized SBA-15 mesoporous silica nanoparticles, and we have structurally characterized the systems. SBA-15 matrices have demonstrated to be suitable supports for OCP, whose immobilization is strongly enhanced by the pre-photoactivation of the protein. OCP remains photoactive inside the mesoporous silica matrix, thereby producing photochromic nanoparticles. FTIR difference spectroscopy studies strongly suggest that the photoactivation mechanism is the same as in solution, and very similar for all the studied OCPs. Furthermore, under appropriate conditions, OCP can also be released from SBA-15 nanoparticles. Finally, we have developed photoactivable nanodevices with intensity-tuneable fluorescence based on OCP- and dye-loaded SBA-15 nanoparticles. More in details, we have immobilized synthetic cyanine dyes or natural fluorescent antioxidant flavonols on SBA-15, in presence of OCP. Blue light illumination was found to provide reversible quenching of red or green fluorescence under green or violet illumination, respectively. In addition, SBA-15 act not only as a biocompatible scaffold, but also as a protecting agent against aging of the developed nanodevices