Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Acide aminé non canonique“

Pour équilibrer les acides aminés essentiels d’un régime, le nutritionniste dispose de tables de recommandations moyennes issues de méta-analyses bibliographiques. L’estimation du besoin en un acide aminé essentiel dépend du critère de production que l’on cherche à optimiser et de la méthodologie adoptée pour analyser les résultats expérimentaux. Les conditions d’élevage et les types d’animaux étudiés expliquent une autre part de la variabilité des recommandations. Les moyennes issues des méta-analyses de données bibliographiques sont finalement assez peu précises et d’autant plus difficiles à adapter aux conditions pratiques qu’elles concernent essentiellement les poulets de chair à croissance rapide dans des conditions optimales. L’intégration des bases du métabolisme énergétique et protéique à l’aide de modèles mécanistes peut constituer un moyen complémentaire de quantifier les effets d’une recommandation en acide aminé essentiel dans des conditions variables. La modélisation permet non seulement la synthèse des connaissances acquises par l’expérimentation, mais également la prise en compte des interactions multiples entre plusieurs facteurs de variation. Dans la pratique, les modèles commercialisés permettent de mesurer les effets des principales caractéristiques de l’aliment et des conditions d’élevage sur la croissance ou les besoins en acides aminés des poulets de chair. Leurs résultats semblent suffisamment précis pour une utilisation pratique, mais leur présentation de type «boîte noire» et la complexité de leur fonctionnement sont un frein à leur mise à jour ou à leur adaptation à de nouveaux modes de production. Le modèle INAVI, présente une structure plus ouverte à l’utilisateur qui permet une meilleure adaptation aux diverses situations d’élevage. INAVI prédit la croissance des animaux en se basant sur l’effet des conditions d’élevage et d’alimentation sur l’ajustement de l’ingestion.

Cet article traite des données récentes sur les relations d’équilibre entre les acides aminés dans l’alimentation du porc en croissance, au travers du concept de la protéine "idéale". Après avoir précisé les limites de ce concept, sur le plan de la constance des rapports entre les teneurs en acides aminés indispensables et celle en lysine, prise comme référence, sont considérés les ratios entre les acides aminés limitants secondaires (tryptophane, thréonine, méthionine et acides aminés soufrés) et la lysine, compte tenu des spécificités de leur rôle fonctionnel au plan métabolique et physiologique. Pour cela, l’incidence des écarts entre le profil de composition en acides aminés de la protéine alimentaire et celui de la protéine idéale (excès de protéines) sur l’ingestion alimentaire et les performances de croissance est étudiée selon la nature de l’acide aminé le plus limitant. En raison de sa faible contribution aux processus métaboliques autres que ceux concernant la synthèse de protéines corporelles, la lysine constitue une référence stable pour l’expression des rapports entre les acides aminés. A la différence de la lysine, le tryptophane interagit fortement et négativement avec les protéines excédentaires (acides aminés neutres de grande taille) au niveau de l’appétit et de la croissance, en liaison avec un dysfonctionnement du système sérotoninergique. Ceci met en défaut la constance du rapport tryptophane / lysine, qui devrait être corrigé sur la base d’un ratio minimum tryptophane / acides aminés neutres de 4 %, pour se prémunir d’un risque d’excès de ces derniers dans certaines protéines alimentaires. Dans le cas de la thréonine, lorsqu’elle est limitante, il ressort une interaction positive avec les acides aminés non indispensables (acide glutamique). L’équilibre méthionine / cystine a été reconsidéré en fonction des données récentes de la bibliographie. En conclusion, les recommandations concernant les rapports acides aminés / lysine pour le porc en croissance ont été réactualisées.

RésuméLa découverte simultanée de l’action antidépressive de l’imipramine ainsi que la mise en évidence d’une action sur la transmission sérotoninergique au niveau du système nerveux central a renforcé l’idée d’une perturbation biologique concomitante des dépressions. Devant l’impossibilité d’accéder in vivo aux structures cérébrales, ces explorations ont porté en périphérie sur la mesure du neurotransmetteur, de son précurseur le tryptophane, de son catabolite le 5 HIAA, des activités enzymatiques de synthèse et de son catabolisme, de sa vitesse de capture ou de stockage. Dans les dépressions, le tryptophane libre plasmatique serait abaissé chez les patients par rapport aux sujets témoins, mais d’autres auteurs ne retrouvent pas de modification voire même une augmentation de ce paramètre. Une distribution bimodale du tryptophane chez les sujets dépressifs et une variation saisonnière différente de ses taux plasmatiques entre sujets dépressifs et témoins sont deux explications possibles de ces résultats contradictoires. L’anorexie fréquemment présentée par les patients déprimés pourrait entraîner une baisse de cet acide aminé chez ces patients. À la suite des travaux d’Ashcroft et al en 1966, de nombreuses études ont montré que la concentration de 5 HIAA dans le LCR est abaissée chez certains déprimés comparativement à des témoins. Cette diminution de 5 HIAA lombaire pourrait refléter une diminution du turnover de la sérotonine. En fait, elle n’a pas été mise en évidence par tous les auteurs. Ceci pourrait s’expliquer par la mise en évidence d’une distribution bimodale du 5 HIAA chez les patients déprimés. Environ 30% des patients présenterait une baisse du taux de 5 HIAA dans le LCR et serait caractérisé par des conduites suicidaires plus fréquentes, une agressivité plus marquée. Les concentrations de sérotonine et de 5 HIAA ont été mesurées postmortem chez des patients décédés après une tentative de suicide de même que chez des patients décédés d’autres causes. Ces études qui ne sont toutefois pas concordantes tendent à mettre en évidence une diminution des taux cérébraux de sérotonine et de 5 HIAA. Il semble bien que les résultats soient beaucoup plus nuancés selon les régions explorées et que de nombreux facteurs non spécifiques de variation soient à prendre en compte. Cette diminution des taux cérébraux de 5 HT chez les suicidés « peut aussi bien résulter d’une activation du turn-over de I’antine que d’une diminution de sa synthèse » (Tissot, 1975). Divers auteurs ont relevé une baisse significative du taux de la sérotonine sérique chez les patients déprimés majeurs. Environ 60% des travaux montre une diminution des concentrations plaquettaires en 5HT. Après quelques travaux négatifs n’utilisant pas de faibles concentrations de substrats, Tuomisto et Tukiainen (cité in Loo, 1987) ont été les premiers à mettre en évidence une diminution de la capture plaquettaire de 5 HT chez des patients déprimés. Depuis, un consensus semble s’être établi sur cette baisse d’activité chez les déprimés endogènes. Tous ces résultats doivent être interprétés avec une grande prudence. Les modifications objectivées sont inconstantes et variables et it reste difficile de déterminer si elles peuvent être considérées comme une cause ou une conséquence de la maladie. Il s’agit, très certainement, d’un chaînon intermédiaire dans la perpétuelle régulation d’un système plurifactoriel complexe aux multiples connexions.

La O-GlcNAcylation est une modification post-traductionnelle (MPT) régulée par deux enzymes antagonistes, l'OGT (O-GlcNAc transférase), qui transfère le résidu GlcNAc à partir de l'UDP-GlcNAc sur le groupe hydroxyle d'une sérine ou d'une thréonine des protéines cibles, et l'OGA (O-GlcNAcase) qui hydrolyse ce résidu. Cette MPT est étroitement liée à la voie de biosynthèse des hexosamines qui produit l'UDP-GlcNAc et fait intervenir différents nutriments tels que le glucose ou autres monosaccharides, les acides gras, l'UTP et l'ensemble des acides aminés, la glutamine en particulier. L'émergence de certaines pathologies, notamment le cancer, est associée à une O-GlcNAcylation aberrante. En ce sens, les travaux antérieurs de l'équipe ont indiqué une augmentation des niveaux d'expression de la β-caténine O-GlcNAcylée dans les cancers épithéliaux. Quatre sites de O-GlcNAcylation ont été identifiés au niveau de l'extrémité N-terminale de la β-caténine (S23/T40/T41/T112). La T41 revêt un intérêt particulier car elle influence la sensibilité au protéasome de la β-caténine selon qu'elle soit O-GlcNAcylée ou phosphorylée, les deux MPTs antagonistes jouant des fonctions opposées sur l'expression de la protéine. Cependant, il était difficile voire impossible de suivre spécifiquement cette protéine sous sa forme O-GlcNAcylée ou phosphorylée dans la même cellule. Pour pallier cette lacune, nous avons combiné la technologie d'expansion du code génétique avec la chimie click pour suivre la O-GlcNAcylation de la T41 en utilisant une S-GlcNAc, un analogue enzymatiquement stable de la O-GlcNAc. Une forme non modifiée en T41 ainsi qu'une forme phosphomimétique (T41E) de la β-caténine ont été générées. Nous avons synthétisé un ensemble de cassettes d'expression β-caténine-XFP (fusionnées ou non à un TAT-HA) et introduit le codon ambre TAG à la position T41 par mutagenèse dirigée du site pour produire la forme S-GlcNAcylée. Chaque forme (wt, T41S-GlcNAc et T41E) présentant une fluorescence spécifique a été produite chez E. coli, purifiée puis introduite en cellule humaine par transduction cellulaire ou par lipofection. Nos résultats indiquent que selon l'isoforme, les protéines n'occupent pas exactement le même espace dans la cellule, aucune superposition totale n'ayant été observée. La forme S-GlcNAcylée de la β-caténine en T41 semble plus stable dans le temps que la forme phosphomimétique, renforçant le rôle protecteur de la O-GlcNAcylation de la β-caténine vis-à-vis de la dégradation au contraire de sa phosphorylation.La technologie que nous avons développée doit permettre de fabriquer à façon des protéines modifiées par des groupements chimiques différents sur des sites bien précis, et d'en étudier l'impact sur le comportement de la protéine en réponse à divers stimuli
O-GlcNAcylation is a post-translational modification (PTM) regulated by two antagonistic enzymes, OGT (O-GlcNAc transferase), which transfers the GlcNAc residue from UDP-GlcNAc to the hydroxyl group of a serine or a threonine of target proteins, and OGA (O-GlcNAcase) which hydrolyzes this residue. This PTM is closely linked to the hexosamine biosynthesis pathway that produces UDP-GlcNAc by using different nutrients such as glucose or other monosaccharides, fatty acids, UTP and all amino acids, glutamine in particular. The emergence of certain pathologies, cancer in particular, is associated with aberrant O-GlcNAcylation. In this sense, the previous work of the team showed an increase in the expression levels of O-GlcNAcylated β-catenin in epithelial cancers. Four O-GlcNAcylation sites were identified at the N-terminus of β-catenin (S23/T40/T41/T112). T41 is of particular interest because it influences the proteasome sensitivity of β-catenin depending on whether it is O-GlcNAcylated or phosphorylated, the two antagonistic PTMs playing opposite functions on the expression of the protein. However, it was difficult or impossible to specifically track this protein in its O-GlcNAcylated or phosphorylated form in the same cell. To fill this gap, we combined genetic code expansion technology with click chemistry to monitor O-GlcNAcylation of T41 using S-GlcNAc, an enzymatically stable analogue of O-GlcNAc. An unmodified form at T41 as well as a phosphomimetic form (T41E) of β-catenin were generated. We synthesized a set of β-catenin-XFP expression cassettes (fused or not to a TAT-HA) and introduced the amber TAG codon at position T41 by site-directed mutagenesis to produce the S-GlcNAcylated form. Each form (wt, T41S-GlcNAc and T41E) presenting a specific fluorescence was produced in E. coli, purified and then introduced into human cells by cell transduction or by lipofection. Our results indicate that depending on the isoform, the proteins do not occupy exactly the same space in the cell, no total overlap having been observed. The S-GlcNAcylated form of β-catenin at T41 seems more stable over time than the phosphomimetic form, reinforcing the protective role of O-GlcNAcylation of β-catenin against degradation as opposed to its phosphorylation.The technology that we have developed should make it possible to custom manufacture proteins modified by different chemical groups on specific sites, and to study their impact on the behavior of the protein in response to various stimuli

Les énamides constituent des groupes fonctionnels importants présents dans plusieurs produits naturels possédant des activités biologiques diverses. Quelques méthodes concernant la préparation de ces énamides sont rapportées dans la littérature. Toutefois, à notre connaissance il n'existe que très peu de méthodes rapides et efficaces pour préparer des énamides β-fonctionnalisés. Pourquoi s'intéresser à ces énamides β-fonctionnalisés? Parce qu'on peut leur ajouter un groupement oxyallylique en position β. Cet ajout conduit à la formation de β-allyloxyénamides susceptibles de subir un réarrangement de Claisen et ainsi conduire à la synthèse stéréosélective de composés carbonylés Y, δ-insaturés qui conduisent ultimement à la formation d'acides aminés non naturels. La synthèse des énamides β-fonctionnalisés revêt donc un intérêt synthétique important. Nous avons mis au point une nouvelle méthode pour la synthèse stéréosélective de β-iodoénamides. Le couplage entre le diiodoéthène et les amides fournit des β-iodoénamides avec des rendements allant de bons à excellents de façon stéréospécifique. L'atome d'iode en position β permet l'insertion d'autres fragments moléculaires simplifiant la construction des structures plus complexes. Cet attribut nous a permis de confirmer la faisabilité d'un deuxième couplage avec les alcools allyliques. Les réactions de couplage catalysées par l'iodure de cuivre entre les amides et le diiodoethène suivi par l'insertion d'un fragment oxyallylique constituent le premier exemple d'un double couplage hétéreoatomique effectué sur une double liaison carbone-carbone. Nos résultats préliminaires concernant le réarrangement de Claisen de β-allyloxyénamides démontrent que ceux-ci sont susceptibles de subir ce réarrangement. Ce travail a permis de confirmer la viabilité globale de la stratégie de synthèse conçue pour préparer de façon stéréosélective des intermédiaires synthétiques forts utiles comme les composés carbonylés Y, δ-insaturés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Acide aminé, Catalyse, Couplage, Cuivre, Énamide, Radicaux, Réarrangement de Claisen.

Les composés carbonylés y, δ - insaturés constituent des groupes fonctionnels important présents dans plusieurs produits naturels possédant des activités biologiques diverses. Quelques méthodes de préparation de composés carbonylés y, δ - insaturés obtenues par des réactions type réarrangement [3,3] sont rapportées dans la littérature. Cependant, à notre connaissance il n'existe aucun exemple de réarrangement de Claisen [3,3] sur des composés type B-allyloxyénamides. Pourquoi s'intéresser aux composés carbonylés y, δ - insaturés? Parce que l'on peut obtenir des acides aminés non naturels par oxydation et hydrolyse de ces derniers. Les composés carbonylés y, δ - insaturés sont obtenus par un réarrangement de Claisen [3,3], de composés type B-allyloxyénamides. Ces derniers ont pu être synthétisés dans le cadre de travaux préliminaires dans notre laboratoire, par couplage cuivré entre des alcools allyliques et des B-iodoénamides. En outre, les B-iodoénamides ont été synthétisés grâce à une méthodologie de couplage cuivré, entre un amide et du (E)-diiodoéthène. Cette méthodologie a été développée et optimisée dans notre laboratoire, et cela dans le cadre d'une étude précédant celle-ci. Nous avons optimisé la synthèse des B-allyloxyénamides, et ainsi nous avons pu décrire une méthode générale permettant l'obtention de ces derniers, avec des rendements allants de bons à excellents. Nous avons également développé une méthodologie permettant la synthèse de composés carbonylés y, δ - insaturés, en effectuant un réarrangement de Claisen [3,3] des B-allyloxyénamides. Nous avons montré via cette étude, que l'on pouvait obtenir de manière diastéréosélective, des composés carbonylés y, δ - insaturés, avec de bons rendements, et cela notamment par l'emploi des micro-ondes. Ce travail a permis de confirmer la viabilité globale de la stratégie de synthèse conçue pour préparer de façon diastéréosélective des composés très prisés par l'industrie pharmaceutique, tels que les acides aminés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : acides aminés, couplage, cuivre, réarrangement de Claisen, micro-ondes