Dissertations / Theses on the topic 'Protéine (IPP)'

Les interactions protéine – protéine (IPP) sont essentielles à la régulation des phénomènes cellulaires. Elles impliquent deux partenaires : une protéine adaptatrice et une protéine effectrice, cette dernière étant régulée positivement ou négativement. Bien que l’inhibition des IPPs constitue une approche thérapeutique solide, la stabilisation reste encore peu étudiée, mais pourrait mener à de nouvelles modalités prometteuses. Ce projet se concentre sur la famille de protéines adaptatrices 14-3-3 qui interagit avec plus de 200 partenaires. Parmi eux, la protéine p53 est l’objet de multiples recherches dû à sa fonction régulatrice clé de nombreux processus biologiques (réparation de l’ADN, apoptose). Ces fonctions majeures sont cependant altérées dans la moitié des cancers, favorisant ainsi le développement tumoral. Des études préliminaires ont montré que la stabilisation de l’interaction entre p53 et 14-3-3 à l’aide d’une colle moléculaire permettait de restaurer l’activité antitumorale de p53. Parmi ces colles moléculaires, la fusicoccine-A (FC-A) se localise dans la vallée formée par 14-3-3 et permet d’augmenter la stabilisation du complexe protéique. Dans ce contexte, ce projet se concentre sur l’accès à des analogues simplifiés de la FC-A à travers la synthèse de squelettes tricycliques afin d’élargir la librairie de colles moléculaires. Des analogues [6-8-5] à partir d’un substrat aromatique sont envisagés, ainsi que des analogues [5-8-5] à partir d’un dérivé cyclopentane, plus proches de la structure cible. Différentes stratégies de synthèse ont été explorées afin d’accéder à ces analogues
In biological media, protein-protein interactions (PPI) are of huge importance, as they allow the regulation of many cellular events. PPI classically involve two partners: an adapter protein and its effector protein(s) regulated either in a positive or a negative manner. Inhibition of PPI has thus been considered as a solid therapeutic approach. On the other hand, stabilization of PPI remains scarcely investigated, but may lead to new promising approaches. This project focuses on the 14-3-3 family adapter protein which interacts with more than 200 protein partners. Among them, p53 protein is subjected to a lot of studies as this tumor suppressor protein regulates multiple biological processes (DNA repair, apoptosis). However, those major functions appear to be silenced in most cancer cases, thus allowing tumor cells proliferation. Some studies have shown that stabilization of the 14-3-3/p53 pair with the help of a molecular glue permitted to restore tumor suppressor activity of p53. Among the examined molecular glues, the fusicoccin-A (FC-A) natural product is shown to lodge in the valley formed by 14-3-3 and increases stabilization of the 14-3-3/p53 interaction. In this context, to enlarge the p53/14-3-3 molecular glue library, this project focuses on the access to simplified FC-A analogs through the synthesis of tricyclic scaffold. [6-8-5] analogs from an aromatic substrate are envisaged, as well as [5-8-5] analogs from a cyclopentane derivative, closer to the target structure. Various strategies have been explored in order to access these analogs

Les protéines impliquées dans les voies de signalisation sont souvent activées et inactivées par des interactions de faible affinité. En particulier, les domaines protéiques liant spécifiquement de courts fragments protéiques permettent une régulation intra- et inter-moléculaire efficace des domaines catalytiques auxquels ils sont associés. Citons par exemple les domaines FHA ou des tandems BRCT fréquemment impliqués dans les réponses aux dommages de l'ADN. Etant donnée leur importance dans les réseaux d'interactions et dans la signalisation cellulaire, la prédiction par bioinformatique des propriétés de liaison de ces petits domaines constitue un enjeu majeur. Toutefois, les stratégies bioinformatiques sont jusqu'à présent limitées par des difficultés méthodologiques associées aux caractéristiques intrinsèques de ces domaines. Leurs séquences sont souvent très divergentes et les affinités pour leurs cibles physiologiques sont généralement faibles malgré une excellente spécificité. Le travail présenté dans cette thèse a donc pour objectif de dépasser les limites actuelles des outils de prédictions pour développer de nouvelles méthodologies bioinformatiques performantes. Trois points ont été plus particulièrement abordés : (i) la prédiction de la structure tridimensionnelle de ces domaines ; (ii) la prédiction des sites reconnus par ces domaines lorsque les partenaires sont connus ; (iii) la prédiction des motifs spécifiquement reconnus par ces domaines sur la base de leur structure tridimensionnelle.

Les interactions protéine-protéine (PPI) sont une grande source de cibles thérapeutiques potentielles. Cependant les cibler avec des composés synthétiques représente un défi majeur. L'objectif de cette thèse était de trouver un moyen de surmonter ces défis en étudiant le profil physico-chimique des inhibiteurs de PPI (i. E leur espace chimique). Pour cela, nous avons manuellement collectés les structures, les données pharmacologiques et physico-chimiques des inhibiteurs de PPI (iPPI) dans une base de données appelée iPPI-DB. Puis, nous avons identifié de nouvelles propriétés iPPI à favoriser et ne faisant pas obstacle au processus de développement d'un médicament. En effet, 4 descripteurs spécifiques des iPPI ont été trouvés ne reposant ni sur l'hydrophobicité ni la taille. Ils représentent soit la forme 3D des composés soit la distribution de leurs régions d'interactions hydrophobes/hydrophiles. Cela ouvre de nouvelles pistes de conception des iPPI. Dans une seconde analyse, nous avons validé ces propriétés sur un plus grand jeu de données et évalué les disparités entre les familles PPI. Nous avons montré qu'il est possible d'identifier des classes comparables de cibles PPI en effectuant soit une analyse centrée sur l'espace des ligands soit centrée sur l'espace des cibles. Cette analyse peut aider à caractériser les propriétés physico-chimiques des futurs iPPI en utilisant les profils spécifiques à chaque classe. Enfin, en utilisant un protocole combinant les approches de criblage virtuel ainsi qu'un test de survie cellulaire, nous avons pu identifier 6 composés inhibant l'interaction entre TRAIL et DR5 impliquée dans le VIH (virus de l'immunodéficience humaine)
Protein-protein interactions (PPI) represent a wealth of potential therapeutic targets. However targeting them with synthetic compounds represent a major challenge. The aim of this thesis was to find a way to overcome these challenges by studying the physicochemical profile of PPI inhibitors (aka chemical space). We firstly manually collected structures, pharmacological and physicochemical profiles of inhibitors of PPI (iPPI) in a database named iPPI-DB. Then, we identified new iPPI properties to favour and that did not preclude further drug development. Indeed, 4 descriptors were found specific to iPPI and that do not rely on the hydrophobicity and on the size. They represent either the 3D shape of the compounds or the distribution of their hydrophobic/hydrophilic interacting regions. This opens new ways to design and select iPPI. In a second analysis, we further validated these properties on larger datasets and address the disparity between PPI families. We could demonstrate that comparable classes of PPI targets can identified using separately their target- or their ligand-space. This analysis may help to prioritize the desired physicochemical properties of iPPI using class-specific profiles. Finally, using a combination virtual screening and cell viability assay, we were able to identify 6 compounds that inhibit the interaction between TRAIL and DR5 implied in HIV (human immunodeficiency virus)

Le criblage des interactions protéine/métal grâce à l’utilisation du couplage CE-ICP/MS a été étudié. La mise au point de ce nouvel outil analytique nécessite, outre un interfaçage de ces deux techniques, ine séparation efficace des protéines et une détection sensible des métaux. L’optimisation de la séparation électrophorétique d’un mélange de protéines-test a conduit à l’utilisation d’un tampon borate à pH 9,2, qui minimise l’adsorption et permet la séparation de toutes les protéines du mélange avec une bonne reproductibilité des temps de migration. L’interfaçage entre l’électrophorèse capillaire et l’ICP/MS a été réalisé à l’aide d’une interface avec une solution conductrice. L’optimisation des paramètres tels que débits des gaz, débit et composition de la solution conductrice et position du capillaire dans le micronébuliseur a été réalisée afin d’obtenir les meilleures sensibilité de détection et efficacité de séparation. Toutefois, ce type d’interface entraîne des dilutions importantes des échantillons, qui nous ont conduits à développer un système de préconcentration en ligne afin d’améliorer les limites de détection. Le calcul des limites de détection réalisé sur le cuivre et le zinc contenus dans l’anhydrase carbonique, protéine la moins efficacement concentrée, montre une amélioration des limites de détection en CE-ICP/MS de 6 fois pour le cuivre et 5 fois pour le zinc. Ce couplage a ensuite été utilisé dans l’étude des interactions de trois métaux de transition (Cd, Co et Ni) avec un mélange de protéines constitué de métalloprotéines et protéines majeures du sérum sanguin. Ces études montrent un comportement similaire du cobalt et du nickel, différant totalement de celui du cadmium. Dans le cas des métalloprotéines, le couplage CE-ICP/MS permet également de conclure quant à la nature probable des sites d’interaction. De plus, cette méthode a permis d’étudier l’affinité relative des différents métaux vis-à-vis du mélange de protéines. L’aspect dissociatif du couplage a également été exploité pour obtenir des données cinétiques, permettant l’accès aux constantes de dissociation des complexes et dans certains cas, à la mise en évidence de sites d’interaction multiples. Enfin, la technique a été appliquée à des cations dits « durs » : lanthanides et uranyle (UO22+). Les premiers résultats démontrent une adsorption massive de ces cations à la surface des capillaires. Néanmoins, les études réalisées sur un mélange de six protéines, préalablement identifiées comme cibles de l’uranium, montrent que quatre d’entre elles interagissent avec l’uranium, parmi lesquelles l’albumine et la transferrine
The screening of metal/protein interactions using CE coupled to ICP/MS was investigated. The development of this new analytical tool requires, besides the hyphenation of the two techniques, both an efficient separation of the proteins and a sensitive detection of metals. The optimization of the electrophoretic separation of a protein-test mixture led to the use of a borate buffer, pH 9. 2, which both minimizes adsorption and allows the separation of all proteins’ mixture with a good migration times reproducibility. The hyphenation between capillary electrophoresis and ICP/MS was performed using a sheath flow interface. The optimization of parameters, such as coolant, auxiliary and nebulizer gases, composition and flowrate of the sheath flow solution and position of the capillary in the nebulizer was carried out in order to obtain the best detection sensitivity and separation efficiency. However, this type of interface involves important samples dilutions, which led us to develop an on-line preconcentration technique in order to improve the detection limits. The detection limits calculated for the copper and zinc contained in the carbonic anhydrase, the less efficiently concentrated protein, showed an improvement of the detection limits in CE-ICP/MS of 6 times for copper and 5 times for zinc. CE-ICP/MS was then used in the study of the interactions of three transition metals (Cd, Co and Ni) with a mixture of proteins made of metalloproteins and major blood serum proteins. These studies revealed a similar behavior of cobalt and nickel, completely different from that of cadmium. In the case of the metalloproteins, hyphenated CE-ICP/MS allowed to identify the probable nature of the interaction sites. Moreover, this method allowed studies on the relative affinity of various metals with a mixture of proteins. The dissociative aspect of the separation was also exploited in order to obtain kinetic data which allowed the access to the dissociation constants of the complexes and in certain cases, highlighted the presence of multiple interaction sites. Finally, the technique was applied to so-called “hard cations”: lanthanides and uranyl ion (UO22+). The first results showed a massive adsorption of these cations on the capillaries surface. Nevertheless, the studies, carried out on a mixture of six proteins, previously identified as uranium-targets, showed that four of them interact with the uranium, among which albumin and transferrin

Les ARNms des cellules eucaryotes sont liés à des protéines de liaison aux ARNs (RBPs) et empaquetés au sein d’assemblages macro-moléculaires appelés granules RNP. Dans les cellules neuronales, les granules RNP de transport sont impliqués dans le transport d’ARNms spécifiques jusqu’aux axones et dendrites, ainsi que dans leur traduction locale en réponse à des signaux externes. Bien que peu de choses soient connues sur l’assemblage et la régulation de ces granules in vivo, des résultats récents ont indiqué que la présence de domaines de type prion (PLDs) dans les RBPs facilite les interactions protéines-protéines et protéines-ARN, favorisant ainsi la condensation de complexes solubles en granules RNP. La RBP conservée Imp est un composant central de granules RNP qui sont transportés dans les axones lors du remodelage neuronal chez la drosophile. De plus, la fonction de Imp est nécessaire au remodelage des axones lors de la maturation du système nerveux de drosophile. Une analyse de la séquence de la protéine Imp a révélé qu’en plus de quatre domaines de liaison aux ARNs, Imp contient un domaine C-terminal désordonné enrichi en Glutamines et Serines, deux propriétés caractéristiques des domaines PLDs. Lors de ma thèse, j’ai étudié la fonction de ce PLD dans le contexte de l’assemblage et du transport des granules RNP. J’ai observé en culture de cellules que les granules Imp s’assemblent en absence de PLD, bien que leur nombre et leur taille soient augmentés. Des protéines présentant une séquence PLD mélangée, au contraire, s’accumulent dans des granules au nombre et à la taille normale, indiquant que l’état désordonné de ce domaine, et non sa séquence primaire, est essentiel à l’homéostasie des granules. De plus, des expériences de FRAP réalisées en culture de cellule et in vivo ont révélé que le domaine PLD de Imp favorise la dynamique des granules. In vivo, ce domaine est nécessaire et suffisant à l’accumulation axonale de Imp. Comme montré par une analyse en temps réel, l’absence de domaine PLD aboutit également à une diminution du nombre de granules axonaux motiles. Fonctionnellement, le domaine PLD de Imp est essentiel au remodelage neuronal car des protéines sans ce domaine ne sont pas capables de supprimer les défauts de repousse axonale observés après inactivation de imp. Enfin, la génération d’un variant de Imp dans lequel le domaine PLD a été déplacé en N-terminus a montré que les fonctions du PLD dans le transport des granules et dans leur assemblage sont découplées, et que la modulation des propriétés des granules Imp médiée par le domaine PLD n’est pas nécessaire au remodelage neuronal in vivo. En conclusion, mes résultats ont montré que le domaine PLD de Imp n’est pas nécessaire à l’assemblage des granules RNP Imp, mais régule leur nombre et leur dynamique. De plus, mon travail a mis en évidence une fonction inattendue pour un domaine PLD dans le transport axonal et le remodelage des neurones lors de la maturation du système nerveux
Eukaryotic mRNAs are bound by RNA Binding Proteins (RBP) and packaged into diverse range of macromolecular assemblies named RNP granules. In neurons, transport RNP granules are implicated in the transport of specific mRNAs to axons or dendrites, and in their local translation in response to external cues. Although little is known about the assembly and regulation of these granules in vivo, growing evidence indicates that the presence of Prion Like domains (PLD) within RBPs favours multivalent protein–protein and protein-RNA interactions, promoting the transition of soluble complexes into RNP granules. The conserved RBP Imp is as a core component of RNP granules that are actively transported to axons upon neuronal remodelling in Drosophila. Furthermore, Imp function was shown to be required for axonal remodelling during Drosophila nervous system maturation. Analyses of the domain architecture of the Imp protein revealed that, in addition to four RNA binding domains (RBD), Imp contains a Cterminal domain showing a striking enrichment in Glutamines and Serines, which is one of the characteristics of a PLD. During my PhD, I explored the function of the PLD in the context of granule assembly and transport. In cultured cells, I observed that Imp granules assembled in the absence of the PLD, however their number and size were increased. Proteins with scrambled PLD sequence accumulated in granules of normal size and number, implying that the degree of disorder of this domain, and not its sequence, is essential for granule homeostasis. Moreover, FRAP experiments, performed on cultured cells and in vivo, revealed that Imp PLD is important to maintain the turnover of these granules. In vivo, this domain is both necessary and sufficient for efficient transport of Imp granules to axons. These defects are associated with a reduction on the number of motile granules in axons. Furthermore, mutant forms lacking the PLD do not rescue the axon remodelling defects observed upon imp loss of function. Finally, a swapping experiment in which I moved Imp PLD from the C-terminus to the N-terminus of the protein revealed that the functions of Imp PLD in granule transport and homeostasis are uncoupled, and that PLD-dependent modulation of Imp granule properties is dispensable in vivo. Together, my results show that Imp PLD of is not required for the assembly of RNP granules, but rather regulates granule number and dynamics. Furthermore, my work uncovered an unexpected in vivo function for a PLD in axonal transport and remodelling during nervous system maturation

Les ARNms des cellules eucaryotes sont liés à des protéines de liaison aux ARNs (RBPs) et empaquetés au sein d’assemblages macro-moléculaires appelés granules RNP. Dans les cellules neuronales, les granules RNP de transport sont impliqués dans le transport d’ARNms spécifiques jusqu’aux axones et dendrites, ainsi que dans leur traduction locale en réponse à des signaux externes. Bien que peu de choses soient connues sur l’assemblage et la régulation de ces granules in vivo, des résultats récents ont indiqué que la présence de domaines de type prion (PLDs) dans les RBPs facilite les interactions protéines-protéines et protéines-ARN, favorisant ainsi la condensation de complexes solubles en granules RNP. La RBP conservée Imp est un composant central de granules RNP qui sont transportés dans les axones lors du remodelage neuronal chez la drosophile. De plus, la fonction de Imp est nécessaire au remodelage des axones lors de la maturation du système nerveux de drosophile. Une analyse de la séquence de la protéine Imp a révélé qu’en plus de quatre domaines de liaison aux ARNs, Imp contient un domaine C-terminal désordonné enrichi en Glutamines et Serines, deux propriétés caractéristiques des domaines PLDs. Lors de ma thèse, j’ai étudié la fonction de ce PLD dans le contexte de l’assemblage et du transport des granules RNP. J’ai observé en culture de cellules que les granules Imp s’assemblent en absence de PLD, bien que leur nombre et leur taille soient augmentés. Des protéines présentant une séquence PLD mélangée, au contraire, s’accumulent dans des granules au nombre et à la taille normale, indiquant que l’état désordonné de ce domaine, et non sa séquence primaire, est essentiel à l’homéostasie des granules. De plus, des expériences de FRAP réalisées en culture de cellule et in vivo ont révélé que le domaine PLD de Imp favorise la dynamique des granules. In vivo, ce domaine est nécessaire et suffisant à l’accumulation axonale de Imp. Comme montré par une analyse en temps réel, l’absence de domaine PLD aboutit également à une diminution du nombre de granules axonaux motiles. Fonctionnellement, le domaine PLD de Imp est essentiel au remodelage neuronal car des protéines sans ce domaine ne sont pas capables de supprimer les défauts de repousse axonale observés après inactivation de imp. Enfin, la génération d’un variant de Imp dans lequel le domaine PLD a été déplacé en N-terminus a montré que les fonctions du PLD dans le transport des granules et dans leur assemblage sont découplées, et que la modulation des propriétés des granules Imp médiée par le domaine PLD n’est pas nécessaire au remodelage neuronal in vivo. En conclusion, mes résultats ont montré que le domaine PLD de Imp n’est pas nécessaire à l’assemblage des granules RNP Imp, mais régule leur nombre et leur dynamique. De plus, mon travail a mis en évidence une fonction inattendue pour un domaine PLD dans le transport axonal et le remodelage des neurones lors de la maturation du système nerveux
Eukaryotic mRNAs are bound by RNA Binding Proteins (RBP) and packaged into diverse range of macromolecular assemblies named RNP granules. In neurons, transport RNP granules are implicated in the transport of specific mRNAs to axons or dendrites, and in their local translation in response to external cues. Although little is known about the assembly and regulation of these granules in vivo, growing evidence indicates that the presence of Prion Like domains (PLD) within RBPs favours multivalent protein–protein and protein-RNA interactions, promoting the transition of soluble complexes into RNP granules. The conserved RBP Imp is as a core component of RNP granules that are actively transported to axons upon neuronal remodelling in Drosophila. Furthermore, Imp function was shown to be required for axonal remodelling during Drosophila nervous system maturation. Analyses of the domain architecture of the Imp protein revealed that, in addition to four RNA binding domains (RBD), Imp contains a Cterminal domain showing a striking enrichment in Glutamines and Serines, which is one of the characteristics of a PLD. During my PhD, I explored the function of the PLD in the context of granule assembly and transport. In cultured cells, I observed that Imp granules assembled in the absence of the PLD, however their number and size were increased. Proteins with scrambled PLD sequence accumulated in granules of normal size and number, implying that the degree of disorder of this domain, and not its sequence, is essential for granule homeostasis. Moreover, FRAP experiments, performed on cultured cells and in vivo, revealed that Imp PLD is important to maintain the turnover of these granules. In vivo, this domain is both necessary and sufficient for efficient transport of Imp granules to axons. These defects are associated with a reduction on the number of motile granules in axons. Furthermore, mutant forms lacking the PLD do not rescue the axon remodelling defects observed upon imp loss of function. Finally, a swapping experiment in which I moved Imp PLD from the C-terminus to the N-terminus of the protein revealed that the functions of Imp PLD in granule transport and homeostasis are uncoupled, and that PLD-dependent modulation of Imp granule properties is dispensable in vivo. Together, my results show that Imp PLD of is not required for the assembly of RNP granules, but rather regulates granule number and dynamics. Furthermore, my work uncovered an unexpected in vivo function for a PLD in axonal transport and remodelling during nervous system maturation

ErbB2/HER2 est un récepteur tyrosine kinase de la famille d'EGFR (ErbB1) surexprimé dans plus de 20% des cancers du sein et associé à une forme particulièrement agressive de la maladie. Les récepteurs ErbBs sont actifs seulement sous forme de dimères, permettant la phosphorylation de leur queue C-terminale par leur domaine tyrosine kinase. La phosphorylation entraine l'interaction avec des protéines adaptatrices et l'activation de voies de signalisation, Ras/MAPK et PI3K/Akt principalement. Ces voies contrôlent la prolifération, la motilité cellulaire et la résistance à l'apoptose. Contrairement à ErbB1/3/4, ErbB2 dimérise en l'absence de ligand. Comprendre les autres mécanismes de régulation de la phosphorylation de ses tyrosines et de ses interactions est donc particulièrement intéressant.ErbB2 a fait l'objet de nombreuses études structurales et fonctionnelles. Elles ont permis la mise au point de traitements ciblés efficaces mais sujets à l'apparition de résistance, dont l'anticorps Trastuzumab, ciblant sa partie extracellulaire. La queue C-terminale d'ErbB2 (CtErbB2) a été très souvent ignorée dans ces études. Cette partie étant intrinsèquement désordonnée, il a fallu attendre ces dernières années pour que les concepts et les outils permettant de l'étudier émergent.Dans cette thèse, j'ai d'abord effectué la caractérisation structurale et dynamique de CtErbB2. J'ai montré que bien qu'étant dépourvue de toute structure stable, cette région riche en prolines possède plusieurs structures secondaires transitoires et un contact longue-distance participant très probablement à la régulation de ses interactions intra- et inter-moléculaires. Dans une deuxième partie je me suis intéressée à la caractérisation de la protéine adaptatrice Grb2, partenaire essentiel de ErbB2 pour l'activation de la voie des MAP kinases. L'organisation en solution des domaines de cette protéine modulaire dans sa forme libre était jusque là inconnue. J'ai ensuite étudié l'interaction entre Grb2 et CtErbB2, et montré que CtErbB2 interagit non seulement avec le domaine SH2 de Grb2 (par l'intermédiaire d'une phosphotyrosine), mais aussi avec son domaine SH3 N-terminal (grâce à un motif polyproline). Enfin, j'ai mis en place plusieurs stratégies de phosphorylation des tyrosines de CtErbB2, dans le but d'étudier plus largement l'effet des phosphorylations sur l'ensemble de cette région
ErbB2/HER2 is a receptor tyrosine kinase of the EGFR (ErbB1) family overexpressed in 20% of breast cancers and associated to a particularly aggressive form of the disease. ErbB receptors are only active upon dimerization that enables phosphorylation of their C-terminal tail by their tyrosine kinase domain. Phosphorylation then triggers interaction with adaptor proteins and activation of signaling pathways, mainly Ras/MAPK and Akt/PI3K. Those pathways control cell proliferation, motility and resistance to apoptosis. Contrary to ErbB1/3/4, ErbB2 can dimerize without any ligand. Understanding other mechanisms of regulation of its tyrosine phosphorylation and of its interactions is thus particularly interesting.ErbB2 structure and function have been extensively studied. This has led to the development of several FDA-approved targeted drugs, that are effective but to which resistance occurs, amongst which the Trastuzumab antibody that targets ErbB2 extracellular domain. The C-terminal tail of ErbB2 (CtErbB2) has been widely ignored in these studies. Since it is intrinsically disordered, the concepts and tools to study it have only emerged in the last few years.In the present work, I have performed the structural and dynamic study of CtErbB2. I showed that despite its lack of any stable structure, this proline-rich region exhibits several transient secondary structures and a long-range contact that might participate in the regulation of its intra- and inter-molecular interactions. Then, I characterized the adaptor protein Grb2, which is a partner of ErbB2 that is essential for the activation of the MAPK pathway. The solution organization of the domains of this modular protein in its apo-form was unknown so far. I also studied the interaction between Grb2 and CtErbB2, showing that in addition to the known SH2-phosphotyrosine interaction, a polyproline motif of CtErbB2 binds to the N-terminal SH3 domain of Grb2. Finally, I implemented several strategies to phosphorylate CtErbB2 tyrosines, to study more extensively the effect of phosphorylation on the whole tail

Les rhabdomyosarcomes embryonnaires et aléolaires (RMS) appartiennent aux tumeurs des tissus mous les plus fréquentes chez les enfants dont elles représentent 2/3 des cas. Plusieurs données suggèrent que la dérégulation des cellules progénitrices du muscle squelettique pourrait jouer un rôle dans l'émergence des cellules de RMS qui ont aussi bien perdu le contrôle de la régulation de la prolifération cellulaire que la capacité à se différencier.Néanmoins les mécanismes de développement des RMS restent à caractériser. La famille des IMPs et notamment IMP-2, protéines liant les ARN, sont à la fois fortement exprimées dans le muscle en régénération in vivo mais aussi dans les cellules de RMS.Au cours de ma thèse, j’ai pu mettre en évidence le rôle d’IMP-2 dans la motilité des cellules de RMS et dans les cellules musculaires ainsi que dans le contrôle de l’intégrité du cytosquelette de microtubules (MTs) et dans le remodelage des adhésions focales. En effet, IMP-2 est impliqué à la fois dans la régulation de l’expression de MuRF-3, une protéine lié àla stabilisation des MTs et de Pinch-2, un important médiateur de l’adhésion cellulaire
The RNA-binding proteins IMPs (IGF-II mRNA binding protein) first discovered in rhabdomyosarcoma cells (RMS) are expressed during embryonic development but their expression is decreased in adult tissues.We showed that IMPs and particularly IMP-2 are strongly expressed in mouse myoblatsts, during early regeneration of skeletal muscle in vivo and in and RMS. IMP-2 loss of function experiments using siRNA have shown that IMP-2 is necessary for microtubules stability(MTs), cell motility and invasion of myoblasts and RMS.Expression of IMP-2 specifically increases MTs stability by an enrichment of detyrosinated tubulin Glu-tubulin. Detyrosination is indispensable for myogenic differentiation and plays substantial role in tumor growth. Additionaly, MTs stabilization play an important role in focal adhesion remodeling, in cytoskeleton integrity, cell adhesion and cell motility.To get new insight into molecular mechanism underlying the function of IMP-2 in MTs stability and cell motility, full ranscriptome analysis was performed between IMP-2 knockdown (KD) myoblasts and control myoblatsts. We have further shown that IMP-2 controls the mRNA levels of many important mediators of cell adhesion such as PINCH-2, as well as multiple cytoskeleton remodeling, such as MuRF-3.We have identified a number of functionally relevant protein partners of IMP-2.Moreover subsequent RNAi screens have revealed the importance of IMP-2 regulated transcripts involved in cell motility and cell adhesion In conclusion, we show that IMP-2 dependent regulation of mRNA such as MuRF3 and PINCH2 largely contributes to the motility –deficient in IMP-2 KD cells. Moreover these results indicate clearly, that further analysis of IMP2 protein partners and RNA targets regulated by IMP-2 will help to characterized the function of IMP-2 and to propose a model of IMP-2 transcriptional regulation of gene expression in myoblasts and RMS cells

L'apoptose est un processus cellulaire fondamental pour l'homéostasie tissulaire. Ce type de mort cellulaire est sous le contrôle des protéines de la famille Bcl-2 qui régulent la perméabilité de la membrane externe de la mitochondrie. Cependant, au-delà de leur rôle dans le contrôle de l'apoptose, les protéines de la famille Bcl-2 peuvent intervenir dans d'autres processus tels que le cycle cellulaire ou le métabolisme. Au sein du laboratoire, nous nous intéressons tout particulièrement aux rôles non-apoptotiques des protéines Bcl-2 au cours du développement embryonnaire. Grâce à l'utilisation du poisson zèbre, nous avons pu montrer que les protéines de la famille Bcl-2 contrôlent différents processus au cours du développement grâce à leur capacité à réguler l'homéostasie calcique. En effet, nous avons montré que la protéine anti-apoptotique Nrz participe au remodelage du cytosquelette d'actine au cours de l'épibolie en régulant la concentration de calcium cytosolique par son interaction avec le récepteur à l'IP3 (IP3R). Nous avons de plus pu montrer que Nrz diminue la sortie de calcium du réticulum endoplasmique en inhibant la fixation de l'IP3 sur son récepteur. Nous avons également identifié un nouveau membre pro-apoptotique de la famille Bcl-2, Bclwav, spécifiquement exprimée chez les poissons et le xénope. Cette protéine participe à la régulation de l'homéostasie calcique mitochondriale en interagissant avec VDAC. Nous avons de plus montré que cette activité est essentielle pour les mouvements de convergence et d'extension au cours du développement embryonnaire précoce du poisson zèbre
Apoptosis is a key cellular process for tissue homeostasis. Apoptotic cell death is under control of Bcl-2 family proteins which regulate outer mitochondrial membrane permeability. However, beyond their role in apoptosis, Bcl-2 family proteins are also involved in other cellular processes such as cell cycle or metabolism. In our laboratory we are interested in non-apoptotic functions of Bcl-2 family proteins in embryonic development. Using zebrafish model we have shown that Bcl-2 proteins control different processes during early development thanks to their ability to regulate calcium homeostasis. Indeed, we have shown that the anti-apoptotic protein Nrz participates in actin cytoskeleton remodeling during epiboly by regulating cytosolic calcium concentration via an interaction with the IP3 receptor (IP3R). We have also demonstrated that Nrz decreases calcium release from the endoplasmic reticulum by inhibiting IP3 fixation on its receptor. We have furthermore identified a new pro-apoptotic member of Bcl-2 family, Bcl-wav which is expressed only in fish and frogs. This protein regulates mitochondrial calcium homeostasis by interacting with VDAC. We have moreover shown that this activity is essential for convergence and extension movements during early zebrafish development

L’analyse métalloprotéomique est un nouveau champ d’étude qui couple la détermination du protéome et l’identification, localisation et spéciation des éléments inorganiques complexés aux protéines. La faible concentration de ces hétéroéléments et la labilité possible de ceux-ci nécessite la mise en place d’outils de chimie analytique permettant une séparation des protéines à grande résolution, sans modifier la liaison protéine-hétéroélément, et une spéciation des protéines avec une technique bénéficiant d’une faible limite de détection. L’objet de cette étude est la mise en place de tels protocoles pour une application sur deux systèmes protéiques, modèles représentant les deux principales interactions métal-protéine : formation de complexes métalliques ou de liaisons covalentes. Dans une première partie, nous avons étudié la superoxyde dismutase à cuivre et zinc (CuZnSOD), protéine dont des formes mutantes sont impliquées dans une maladie neurodégénérative, la sclérose latérale amyotrophique. Les isoformes de point isoélectrique de CuZnSOD sauvage et mutante, séparées sur gel d’électrophorèse, ont été analysées par spectroscopie d’absorption des rayons X (XAS). Une analyse XAS sur des protéines séparées sur gel d’électrophorèse a ainsi pour la première fois été menée. Le traitement des spectres obtenus au seuil du Zn révèle la faisabilité de cette technique et celui au seuil du Cu met notamment en évidence des différences d’état d’oxydation Cu(I) et Cu(II) entre les isoformes. Dans une seconde partie, nous avons étudié la métabolisation de l’arsenic dans le cadre de la cancérogénicité de ce métalloïde. Les protéines extraites de cellules hépatiques exposées à l’arsenic ont été séparées par électrophorèse sur gel et chromatographie en phase liquide. L’analyse des échantillons obtenus par spectrométrie de masse a mis en évidence trois espèces protéiques complexant l’arsenic
Metalloproteomic is a new discipline which ally proteome determination and the identification, location and speciation of inorganic elements bound to proteins. The low concentration of these heteroelements and sometimes their non-covalent binding to proteins need to set up analytical tools enabling the protein separation at high resolution, without any modification of the bond protein-heteroelement, and the protein speciation with a technique presenting a low detection limit. The aim of this study is to set up such protocols on two proteic systems, depicting the two main protein-heteroelement interactions: forming of metallic complexes or covalent bonds. First, we studied copper, zinc superoxide dismutase (CuZnSOD), mutants of this protein being involved in a neurodegenerative disease, the amyotrophic lateral sclerosis. Isoelectric point isoforms of wild-type and mutant CuZnSOD, separated on electrophoresis gel, were analyzed using X-ray Absorption Spectroscopy (XAS). XAS experiments on proteins separated on electrophoresis gel were performed for the first time. Data analysis at Zn K-edge demonstrated the feasibility of this technique and the ones at the Cu K-edge highlighted oxidation states Cu(I) et Cu(II) differences between isoforms. Second, we studied arsenic metabolisation to understand its carcinogenicity. Proteins extracted from hepatic cells exposed to arsenic were separated using gel electrophoresis and liquid chromatography. Samples analysis using mass spectrometry highlighted three proteic species which bind arsenic

Cette thèse se situe à l’interface entre la biologie et la biophysique. Les méthodologies utilisées recouvrent principalement la résonance magnétique nucléaire (RMN), la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), le dichroïsme circulaire (CD) et la spectroscopie de fluorescence. Une première partie vise à étudier le domaine de liaison à l’ADN (DBD) du récepteur des androgènes (AR) et les déterminants de l’interaction avec l’ADN. Une mutation faux-sens dans le DBD altère la spécificité de reconnaissance de l’ADN du récepteur bien que la structure tridimensionnelle soit identique au DBD sauvage. Les résultats montrent un changement dans la dynamique du récepteur mutant entrainant une déstabilisation de l’homo-dimère.La seconde partie de ma thèse consiste à établir un lien séquence/fonction au niveau du domaine N terminal (NTD) de AR. D’après la littérature, cette région joue un rôle important pour l’activité du récepteur, et elle est également décrite comme étant intrinsèquement désordonnée. Les résultats révèlent que cette région établit des contacts transitoires avec le DBD. Ceci suggère l’existence d'un couplage allostérique entre le DBD et les résidus adjacents sur le NTD.Ce couplage modifie l'ensemble conformationnel accessible au NTD en favorisant une conformation en hélice-α
My PhD project is at the boundary between biology and biophysic. Methods used include nuclear magnetic resonance (NMR), small ange X-ray scattering (SAXS), circular dichroïsm (CD) and fluorescence spectroscopy. The androgen receptor (AR) DNA binding domain (DBD) and its interaction with DNA was studied in a first part. A mutation in the DBD leads to a modified DNA recognition by the mutant compared to the wild-type. Our results indicate changes in dynamic of the mutant receptor that leads to the homodimer destabilisation.The second part of my project aim to establish a link between sequence and function of the AR N terminal domain (NTD).As described in literature, this region is involved in the activity of the receptor and is also an intrinsically disordered protein (IDP). The results obtained during my thesis indicate that this region is involved in transient contact with the DBD. This suggest an allosteric coupling between the DBD and the neighboring residues on the NTD.This coupling modifies the conformational ensemble accessible to the NTD by stabilizing a α-helix conformation

Déterminer les protéines cibles de l’uranium est un enjeu majeur dans la détermination de la toxicité de ce métal et la conception d’agents décorporants. Dans ce contexte, ce travail étudie les possibilités offertes par le couplage CE-ICP/MS dans la détection de complexes protéine-uranium. Par des conditions de séparation judicieusement choisies, il est possible d’obtenir une distribution de l’uranium dans des échantillons de complexité moyenne. Cette approche a été validée sur des protéines cibles connues (seules ou en mélange) pour lesquelles les constantes d’équilibre apparentes ont été déterminées avec une justesse comparable à celle des méthodes biophysiques. L’intérêt de ce couplage a été illustré au travers de diverses applications. Ainsi l’analyse directe de sérum a confirmé l’implication forte de la fétuine, une glycoprotéine humaine, dans le devenir de l’uranium dans le sang. De plus, l’intégration ce couplage dans une approche multi-techniques (ICP/MS, DLS, CE-ICP/MS) a permis d’étudier l’influence de l’uranium dans la formation de particules de calciprotéines et fournit la preuve du maintien de l’interaction protéine-uranium dans de tels édifices
Identification of proteins targeted by uranium is of major concern in the determination of uranium toxicity and the development of decorporation agents. In this study, we examine the capabilities offered by hyphenated CE - ICP/MS for the detection of protein-uranium complexes. With judicious separation conditions, it is possible to obtain the uranium distribution in samples of moderate complexity. This approach was validated by using known proteins targeted by uranium (individually or in simple mixtures). Apparent equilibrium constants were determined with an accuracy similar to the ones obtained by biophysical methods. The interest of using this hyphenation was illustrated through diverse applications. The direct analysis of human serum confirmed the strong involvement of fetuin, a human glycoprotein, in the uranium blood distribution. Last but not least, the integration of this hyphenation into a multi-techniques approach (ICP/MS, DLS, CE-ICP/MS) allowed evaluating the influence of uranium on the formation of calciprotein particles and provided a proof of the preservation of protein-uranium complexes in such conditions

Les rhabdomyosarcomes embryonnaires et aléolaires (RMS) appartiennent aux tumeurs des tissus mous les plus fréquentes chez les enfants dont elles représentent 2/3 des cas. Plusieurs données suggèrent que la dérégulation des cellules progénitrices du muscle squelettique pourrait jouer un rôle dans l'émergence des cellules de RMS qui ont aussi bien perdu le contrôle de la régulation de la prolifération cellulaire que la capacité à se différencier.Néanmoins les mécanismes de développement des RMS restent à caractériser. La famille des IMPs et notamment IMP-2, protéines liant les ARN, sont à la fois fortement exprimées dans le muscle en régénération in vivo mais aussi dans les cellules de RMS.Au cours de ma thèse, j'ai pu mettre en évidence le rôle d'IMP-2 dans la motilité des cellules de RMS et dans les cellules musculaires ainsi que dans le contrôle de l'intégrité du cytosquelette de microtubules (MTs) et dans le remodelage des adhésions focales. En effet, IMP-2 est impliqué à la fois dans la régulation de l'expression de MuRF-3, une protéine lié àla stabilisation des MTs et de Pinch-2, un important médiateur de l'adhésion cellulaire.

La protéine NS5A est essentielle pour la réplication et l'assemblage du virus de l'hépatite C (VHC), et elle constitue une cible thérapeutique prometteuse pour le développement d'antiviraux. Cependant, aucune fonction claire n'a encore été décrite pour NS5A, et les connaissances structurales restent limitées. Ainsi, nous avons caractérisé l'état intrinsèquement désordonné des domaines D2 et D3 de NS5A en décrivant leurs espaces conformationnels et leurs potentialités de repliement en combinant différentes méthodes biophysiques. Nous avons aussi mis en évidence la variabilité structurale du domaine D2 au sein des génotypes du VHC, ce qui pourrait être en rapport avec les différences de pathogénie et d'efficacité des thérapies observées selon les génotypes. L'interaction de D2 et D3 avec la cyclophiline humaine A (CypA) a été étudiée par résonance plasmonique de surface (SPR). Bien que des mutations au sein du domaine D2 rendent la réplication du VHC moins dépendante de la présence de CypA, ces mutations n'empêchent pas la liaison entre D2 et CypA. En revanche, elles induisent des perturbations structurales qui pourraient affecter la cinétique d'interconversion des conformères de D2. Nous avons montré par SPR que D2 et D3 interagissent avec le domaine de fixation à l'ADN du récepteur nucléaire FXR. Cette interaction pourrait inhiber la fixation de FXR sur sa cible ADN, suggérant une implication de NS5A dans la modulation de l'activité transcriptionnelle de ce récepteur nucléaire. L'ensemble de ces informations, nous a permis de proposer un modèle de la structure globale de NS5A permettant une meilleure compréhension des propriétés structurales et fonctionnelles de cette protéine énigmatique
NS5A is essential for HCV replication and particle assembly, and constitutes a very promising drug target. However, no clear function has yet been described for NS5A, and structural knowledge remains limited. We characterized the intrinsically disordered nature of NS5A domains D2 and D3, and describe their folding propensity and their overall conformational behaviour by combining different biophysical methods. We also highlighted the structural variability of D2 domain in HCV genotypes, which might be correlated with the disparities observed between genotypes in terms of pathogenesis and efficiency of therapies. The interactions between D2 and D3 with human cyclophilin A (CypA) was analysed by surface plasmon resonance (SPR). We showed that mutations in the D2 domain conferring resistance of HCV replication to CypA inhibitors did not prevent the interaction between D2 and CypA. However, they induce structural perturbations that may affect the kinetics of conformers interconversion of D2. We also showed by SPR that D2 and D3 interact with the of DNA-binding domain of the nuclear receptor FXR (farnesoid X receptor alpha). This interaction reduce the binding of FXR to its DNA target, suggesting an involvement of NS5A in the modulation of the transcriptional activity of FXR. All this data led us to propose a model of the overall structure of NS5A, which provides a useful template for a better understanding of structural and functional properties of this enigmatic protein

La Survivine joue un rôle sur la survie cellulaire et la régulation du cycle cellulaire. Sa fréquente surexpression dans les cancers est associée à un mauvais pronostic et à la résistance aux traitements génotoxiques, ce qui en fait une cible thérapeutique anticancéreuse intéressante. Nous avons étudié les conséquences fonctionnelles de la déplétion en Survivine par ARN interférence et par utilisation d'un inhibiteur pharmacologique de son expression, le YM155. Nous avons mis en évidence, dans des lignées du cancer du sein déplétées en Survivine l'apparition de cassures double brin de l’ADN, ainsi qu'un défaut de division cellulaire et l'apparition de cellules polyploïdes. Nous avons également observé une altération fonctionnelle de la recombinaison homologue (RH). La déplétion en Survivine diminue en effet l’expression d’un panel de gènes impliqués dans la RH (e. G. BRCA1-2, RAD51) ainsi que l’expression protéique de RAD51 et MUS81. Fonctionnellement, cette déplétion sensibilise les cellules de cancer du sein à un inhibiteur de PARP-1. Nous avons constaté que le traitement par l'YM155 n'avait pas les mêmes effets cellulaires que la déplétion en Survivine, impliquant l'existence d'autres cibles biologiques. Néanmoins, nous avons observé une très bonne efficacité de cette molécule à induire la mort cellulaire, préférentiellement dans les cellules cancéreuses par rapport aux cellules non transformées. L'efficacité du YM155 est retrouvée sur des explants de tumeurs mammaires primaires cultivées ex vivo, confirmant son intérêt thérapeutique. De manière inattendue nous avons mis en évidence la contribution des voies de l'autophagie et de NF-kB à la mort déclenchée par le YM155
Survivin has attracted considerable attention as a therapeutic target for anticancer strategies because of its dual role in regulating cell division and apoptosis. Survivin, overexpressed in many cancer, has been consistently identified carrying unfavorable implications for cancer prognosis and linked to aggressive tumor and to inhibition of cell death induced by DNA damaging agents. We thus analyzed functional consequences of Survivin depletion by RNA interference and by use of its expression pharmacological inhibitor, YM155. We first pointed out, in Survivin depleted mammary cancer cell lines, DNA damage occuring, cell division failure and polyploid cells accumulation. We also observed that Survivin depletion decreased the efficiency of DNA repair by Homologous Recombination (HR). We further evidenced that this depletion decreased the transcription of a set of genes involved in HR, (e. G. BRCA1-2, RAD51), in several breast cancer cell lines. Consistent with these results, we confirmed that the protein expression of RAD51 and MUS81 was greatly decreased upon Survivin depletion. Moreover, functionally this depletion sensitizes breast cancer cells to PARP-1 inhibitor. We noted that YM155 did not provide similar cellular effects compared to Survivin depletion, suggesting the existence of other targets. We indeed observed that YM155 induce a dramatic cell death, preferentially in breast cancer cells compared to untransformed cells. Induction of cell death by YM155 was also evidenced in ex vivo organotypic cultures of human primary breast tumors, attesting to its therapeutic interest. Finally, we found out autophagy and NF-kB pathways contribution to YM155 induced cell death

Cette thèse est le résultat d’une cotutelle entre l'Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA) à Pau, en France et l'Université Christian Albrecht (CAU) à Kiel, en Allemagne. Dans le cadre de cette collaboration internationale, des méthodes bio-analytiques sont développées pour analyser quantitativement et qualitativement des peptides et protéines marquées par le couplage de la chromatographie avec la spectrométrie de masse. Les peptides et les digestats des protéines sont marquées selon un protocole optimisé par des lanthanides en utilisant des composés à base de DOTA. La séparation des peptides est réalisée par IP-RP-nanoHPLC. Des données complémentaires sont acquises par MALDI-MS pour l'identification et par ICP-MS pour la quantification. Dans ce contexte, une étape de pré-nettoyage en ligne est développée et mise en œuvre dans le protocole de séparation par nanoHPLC. Cette étape permet l'élimination efficace des réactifs appliqués en excès et ainsi la diminution du bruit de fond lié à la présence de métaux lors des analyses par ICP-MS. Les données obtenues sont alors plus facile à interpréter, la sensibilité des signaux des peptides n’étant par ailleurs pas modifié. L'extraction en phase solide (SPE) appliquée comme alternative entraîne des pertes importantes de peptides et peut être considérée comme inadaptée pour l'analyse quantitative. Des additifs pour éluants de nanoHPLC, tels que l'EDTA et le HFBA sont testés et jugés non bénéfiques pour l'analyse des échantillons peptidiques normaux. HFBA peut être reconsidéré pour une application spéciale sur des peptides très hydrophiles. Des peptides marqués sont développés. Leur utilisation en quantité connue pourrait permettre la quantification rapide et simple d'un échantillon de digestat à faible complexité. De plus, cet ensemble de peptides permet la superposition fiable des chromatogrammes, et ainsi de comparer des données complémentaires obtenues par l’analyse d’échantillon par ICP-MS et MALDI-MS. Expériences d'application avec le couplage laser femtoseconde avec ICP-MS sont effectuées sur des plaques métalliques de MALDI MS et montrent des résultats très prometteurs. Pour cela, les échantillons préalablement identifiés par MALDI-MS sont analysés par fsLA-ICP-MS. Les premières tentatives de quantification sur la plaque en acier modifiée sont satisfaisantes et donnent des résultats répondant aux attentes. L’optimisation des paramètres de MALDI-MS facilite l’identification des peptides
This PhD thesis was a Cotutelle between the Université de Pau et des Pays de l’Adour (UPPA) in Pau, France and the Christian-Albrechts University (CAU) in Kiel, Germany. In the course of this international collaboration, bio-analytical methods for the quantitative and qualitative analysis of labelled peptides and proteins were developed, which were based on the hyphenation of chromatography with mass spectrometry. Peptides and protein digests were lanthanide labelled using DOTA-based compounds according to an optimised protocol. Separation on the peptide level was performed using IP-RP-nanoHPLC. Complementary data sets were acquired using MALDI-MS for identification and ICP-MS for quantification. In this context, an online precleaning step was developed and implemented in the nanoHPLC separation routine, which allowed for effective removal of excess reagents. This lead to lowered metal backgrounds during ICP-MS measurements and thus better data interpretability, while guarding peptide recovery at a maximum level. An alternative offline purification using solid phase extraction (SPE) resulted in important peptide losses and can be considered unsuitable for quantitative analysis. Additives to the nanoHPLC eluents, such as HFBA and EDTA were tested and not deemed beneficial for the analysis of normal peptide samples. HFBA can be reconsidered for special application on very hydrophilic peptide species. A set of labelled peptides was developed, which due to application of known quantities could be employed for quick and simple quantification of a low complexity digest sample. In addition this peptide set allowed for the reliable superposition of chromatograms, enabling sample comparability especially for complementary ICP-MS and MALDI-MS data. Experiments for application of fsLA-ICP-MS on MALDI-MS target plates were conducted and showed very promising results. For this purpose, samples that were already identified using MALDI-MS were supposed to be remeasured using fsLA-ICP-MS. First quantification attempts on the modified steel target plate were successful and in the range of expectance. Adjusted parameters for MALDI-MS allowed for proper peptide identifications

La levure pichia pastoris IFP 206 a été cultivée dans un milieu à base de sels minéraux contenant comme source de carbone soit du méthanol (levure très floculante) soit du glucose (levure peu floculante). L'analyse chimique des parois et des phosphopeptidomannanes (PPM) isolés de cellules entières de cette levure a montré des différences significatives notamment dans leur teneur en acides aminés qui augmente avec le degré de floculation et inversement en ce qui concerne celle des hexosamines. Nous n'avons pas observé une forte élévation de la teneur en mannose et en phosphore des parois ou des PPM parallèlement avec le degré de floculation, ce qui laisse supposer que chez la levure pichia pastoris IFP 206, ce phénomène biologique se fait plutôt par le biais d'un facteur parietal caractéristique. En effet, l'étude structurale des oligomannosides composant les PPM a montré qu'ils renferment des liaisons de type alpha (1-2) et/ou beta (1-2) et que le mannopentaose, nettement plus important dans les mannanes de la levure floculante que ceux de la levure peu floculante, pourrait être considéré comme l'un des facteurs responsables de la floculation de la levure pichia pastoris IFP 206

Le objectif de ma thèse était la caractérisation moléculaire de la P des virus Nipah et Hendra (BL4) du genre Henipavirus. Le génome est encapsidé par la N qui sert de substrat pour la transcription et la réplication. La polymérase est composée par la L e son cofacteur la P. La P est composée d’un domaine N-terminal (PNT) désordonné et un domaine C-terminal (PCT) constitué d’une alternance de régions désordonnés et ordonnés (PMD domaine de multimerization). J'ai étudié PMD, PCT et PNT utilisant le «cross-linking», le CD, le SAXS, la RMN et la modélisation moléculaire. J'ai montré que le PMD du Hendra et Nipah sont un coiled-coil triméreric. La région PCT, est également un trimère en solution. Les protéines P des henipavirus constituent à ce jour le seul exemple de protéines P paramyxovirales ayant une organisation trimérique. En utilisant le SAXS, j'ai obtenu une description de Hendra PNT en tant qu’ensemble conformationnel. J'ai entrepris la caractérisation de la PNT par RMN. J’ai divisée la PNT avec l’approche divide et impera (PNT1,2,3,4). J’ai pu réaliser des expériences permettant l’attribution de PNT1, et j’ai également effectué des mesures de relaxation (R1, R2 et NOE) sur les fragments PNT1, PNT2 et PNT3. Les résultats issus des travaux effectués ont ouvert la voie vers l’obtention d’une description atomistique de la PNT en tant qu'ensemble conformationnel. Ces informations avec les informations structurales que j’ai sur PCT, PMD et XD, devraient conduire à une description atomistique de la P entière en tant qu’ensemble conformationnel. Ces informations structurales détaillées constitueront aussi un socle pour des approches antivirales rationnelles
The objective of my PhD project was the molecular characterization of the P protein from the Nipah and Hendra viruses (BL4) belonging to the Henipavirus genus. The genome is encapsidated by the N that is the substrate for transcription and replication. The polymerase is made up the L and its cofactor the P. The P protein consists of an intrinsically disordered N-terminal domain (PNT), and a C-terminal domain (PCT) made of alternating disordered and ordered domain (PMD or P multimerization domain). I investigated the PMD, PCT and PNT regions, using cross-linking, AUC, CD, SAXS, NMR and molecular modeling. I showed that Hendra and Nipah PMD are a trimeric coiled-coil in solution. The Henipavirus proteins constitute so far the unique examples of a trimeric organization in paramyxoviral P proteins. The PCT is a trimer as well. Using SAXS, I obtained an ensemble description of PNT. To obtain site-specific information that improve SAXS-based models, I undertook the characterization of Hendra PNT by NMR. The latter was divided using the “divide et impera” approach to get four fragments (PNT1,2,3,4). Experiments for the assignment have been performed for PNT1. R1, R2 and NOE were carried out on PNT1,2,3. Altogether the results laid the basis for achieving an atomic-resolution conformational ensemble description of Hendra PNT. This information, combined with structural information that I collected on PCT, PMD and XD, is expected to lead an atomistic ensemble description of the full-length P, which would represent the first, such a description of a paramyxoviral P protein. This detailed structural information will also constitute an asset for rational antiviral approaches

Les médicaments thiopuriniques que sont l'azathioprine, la 6-mercaptopurine et la 6-thioguanine sont utilisés depuis des décennies pour leurs propriétés cytotoxiques et immunosuppressives dans le traitement de certaines leucémies, de maladies inflammatoires chroniques ou auto-immunes ainsi que dans la prévention du rejet de greffe. Certains patients, traités par des doses conventionnelles de ces molécules, développent cependant des effets indésirables parfois très sévères. Le déficit d'activité, d'origine génétique, de la thiopurine S-méthyltransférase (TPMT), enzyme impliquée dans le métabolisme des thiopurines, constitue l'un des facteurs majeurs de la myélotoxicité de ces médicaments. La détermination du phénotype TPMT par génotypage, qui est une mesure préventive avant l'introduction d'un traitement thiopurinique, repose sur l'identification des mutations inactivatrices les plus fréquentes du gène TPMT. Une partie de ce travail a consisté en l'analyse fonctionnelle de quatre variants alléliques rares du gène TPMT dans un système d'expression hétérologue, la levure S. cerevisiae. Le caractère non-fonctionnel de deux d'entre eux a ainsi été démontré. Cependant, le déficit d'activité de la TPMT ne permet d'expliquer qu'environ 30 % des cas de myélotoxicité sous thiopurines, ce qui laisse supposer l'existence d'autres anomalies génétiques affectant d'autres gènes impliqués dans la réponse de l'organisme à ces molécules. Ainsi, nous avons étudié le polymorphisme génétique de deux autres protéines candidates, celui de l'inosine monophosphate déshydrogénase de type 2 (IMPDH2), enzyme-clé de la formation des métabolites actifs des thiopurines, et celui de la RhoGTPase RAC1, qui est l'une des cibles pharmacologiques de ces molécules. Certains des polymorphismes que nous avons identifiés dans ces deux gènes semblent affecter in vitro l'expression et/ou l'activité de ces protéines et pourraient, par conséquent, contribuer aux variations inter-individuelles de réponse aux thiopurines

La prévalence croissante du diabète de type II et les risques cardiovasculaires associés, sont maintenant considérés comme un enjeu majeur de santé publique. L'agrégation du polypeptide amyloïde humain des îlots (hIAPP) est liée à une dégénérescence des cel-lules β pancréatiques et à la pathogénèse du diabète de type II. Le mécanisme de la toxi-cité de hIAPP et la nature des espèces concernées (oligomères et/ou fibres) sont loin d'être élucidés, bien que de récentes études ont montré que les oligomères formés lors des étapes précoces du processus pourraient être les plus toxiques. Très peu de tech-niques permettent à l’heure actuelle de suivre cette oligomérisation en temps réel et d’évaluer des inhibiteurs de ce processus pathologique. Au cours de cette thèse, nous avons exploré la CE et l’IMS-MS comme techniques permettant de suivre l’oligomérisation de hIAPP in vitro en temps réel. Une méthode de CE a été développée, permettant d’évaluer de nouveaux inhibiteurs envers cette oligomérisation. Une méthode d’IMS-MS a également été développée pour décrire les interactions formées entre hIAPP et un inhibiteur.Des inhibiteurs peptidomimétiques ont été rationnellement conçus et syn-thétisés afin de déstabiliser les structures β formées lors de l’oligomérisation de hIAPP. L’évaluation de ces composés a permis de mettre en évidence la relation entre leurs structures et leurs activités inhibitrices. Des études de viabilité cellulaire sont en cours afin d’améliorer la compréhension de l’activité de ces molécules
The rising prevalence of type II diabetes, and associated adverse cardiovascular risks, is now considered as a major public health challenge. The aggregation of human islet amyloid polypeptide (hIAPP) is linked to beta-cell degeneration and to the pathogenesis of type II diabetes. The mechanism of hIAPP toxicity and the species involved (oligomers and/or fibrils) are far to be elucidated, although recent studies have shown that early formed species could be the most toxic species. Very few techniques are currently available to monitor in real time this oligomerization and to evaluate inhibitors of this pathological process. During this PhD project, we investigated CE and IMS-MS as potential techniques to monitor in vitro and in real time the oligomerization of hIAPP. A CE-UV method has been developed, which allows the activity evaluation of new inhibitors. An IMS-MS method has also been developed to investigate the interactions formed between hIAPP and the inhibitors. Peptidomimetics inhibitors have been rationally designed and synthesized in order to destabilize beta-sheets structures formed during the oligomerization process of hIAPP. The evaluation of those compounds revealed a relation between their structures and their inhibitory activities. Cellular viability tests are on-going to get more insights on those molecules activity

CIAP1 (cellular Inhibitor of Apoptosis 1) possède une activité E3-ubiquitine ligase et présente des propriétés oncogéniques. Récemment, notre équipe a montré que cIAP1 pouvait réguler l’activité du facteur de transcription E2F1. L’objectif de mon travail de thèse était d’approfondir les mécanismes de cette régulation et d’évaluer l’importance de la coopération cIAP1-E2F1 dans l’activité oncogénique de cIAP1. J’ai démontré une interaction d’E2F1 avec la poche hydrophobe du domaine BIR3 de cIAP1. J’ai par ailleurs démontré l’importance de la première hélice α de ce domaine pour l’interaction de cIAP1 avec E2F1 et avec les autres protéines partenaires de cIAP1 capables de lier la poche hydrophobe du domaine BIR3. De plus, j’ai participé au travail montrant pour la première fois une régulation d’E2F1 par une ubiquitinylation non dégradative. cIAP1 permet la conjugaison de chaînes d’ubiquitines de type K63 sur les lysines 161 et 164 d’E2F1. Cette modification post-traductionnelle est indispensable à la stabilisation de la protéine lors d’un stress génotoxique et elle permet le recrutement du facteur de transcription sur les promoteurs des gènes cibles. Enfin, l’analyse des propriétés oncogéniques de cIAP1 n’ont pas permis, à ce jour, d’évaluer l’importance de la coopération cIAP1-E2F1. Cependant, nous avons montré l’importance du domaine BIR1 pour les propriétés oncogéniques de cIAP1 (domaine nécessaire à l’interaction de cIAP1 avec l’adaptateur moléculaire TRAF2)
The cellular inhibitor of Apoptosis 1 (cIAP1) behaves as an E3 ubiquitin ligase and has oncogenic properties. Previously, our team has shown that cIAP1 can regulate the E2F1 transcription factor activity. My research project has been focused on deepening our current knowledge on this interaction. Firstly, we characterized the E2F1-cIAP1 interaction, then we analyzed the regulation of E2F1 by cIAP1 and finally assessed the importance of the cIAP1-E2F1 interaction for the oncogenic properties of cIAP1. I have demonstrated a interaction of E2F1 with the hydrophobic pocket of the BIR3 domain of cIAP1. Moreover, I highlighted that the alpha 1 helix of the BIR3 domain is mandatory for the stability of this pocket. Moreover, we discovered an ubiquitination on lysine 161 and 164 of E2F1 by cIAP1. This ubiquitination is essential for the stability and transcriptional activity of E2F1. Finally, it appears that the cIAP1 BIR1 domain that is required for the interaction with TRAF2 is involved in its oncogenic properties

Les médicaments thiopuriniques que sont l'azathioprine, la 6-mercaptopurine et la 6-thioguanine sont utilisés depuis des décennies pour leurs propriétés cytotoxiques et immunosuppressives dans le traitement de certaines leucémies, de maladies inflammatoires chroniques ou auto-immunes ainsi que dans la prévention du rejet de greffe. Certains patients, traités par des doses conventionnelles de ces molécules, développent cependant des effets indésirables parfois très sévères. Le déficit d'activité, d'origine génétique, de la thiopurine S-méthyltransférase (TPMT), enzyme impliquée dans le métabolisme des thiopurines, constitue l'un des facteurs majeurs de la myélotoxicité de ces médicaments. La détermination du phénotype TPMT par génotypage, qui est une mesure préventive avant l'introduction d'un traitement thiopurinique, repose sur l'identification des mutations inactivatrices les plus fréquentes du gène TPMT. Une partie de ce travail a consisté en l'analyse fonctionnelle de quatre variants alléliques rares du gène TPMT dans un système d'expression hétérologue, la levure S. Cerevisiae. Le caractère non-fonctionnel de deux d'entre eux a ainsi été démontré. Cependant, le déficit d'activité de la TPMT ne permet d'expliquer qu'environ 30 % des cas de myélotoxicité sous thiopurines, ce qui laisse supposer l'existence d'autres anomalies génétiques affectant d'autres gènes impliqués dans la réponse de l'organisme à ces molécules. Ainsi, nous avons étudié le polymorphisme génétique de deux autres protéines candidates, celui de l'inosine monophosphate déshydrogénase de type 2 (IMPDH2), enzyme-clé de la formation des métabolites actifs des thiopurines, et celui de la RhoGTPase RAC1, qui est l'une des cibles pharmacologiques de ces molécules. Certains des polymorphismes que nous avons identifiés dans ces deux gènes semblent affecter in vitro l'expression et/ou l'activité de ces protéines et pourraient, par conséquent, contribuer aux variations inter-individuelles de réponse aux thiopurines
The thiopurine drugs, azathioprine, 6-mercaptopurine and 6-thioguanine, have been used for decades for their cytotoxic and immunosuppressive properties in the treatment of leukemias, chronic inflammatory or autoimmune diseases and in the prevention of allograft rejection. However, some patients treated with conventional doses of these molecules develop very severe side effects. The deficient activity of the thiopurine S-methyltransferase (TPMT), an enzyme involved in thiopurine inactivation, is one of the key factors in the myelotoxicity of these drugs. The determination of the TPMT phenotype by genotyping test is a preventive measure before the initiation of thiopurine therapy and is based on the identification of the most common inactivating mutations of the TPMT gene. First, our study consisted in the functional analysis of four new allelic variants of TPMT, using an heterologous expression system, the yeast S. Cerevisiae. The non-functional character of two of those variants was demonstrated. However, TPMT deficiency explain only about 30 % of cases of thiopurine myelotoxicity, suggesting the existence of other genetic abnormalities affecting other genes involved in the response toward thiopurines. Accordingly, we studied the genetic polymorphism of two other proteins, the inosine monophosphate dehydrogenase type 2 (IMPDH2), a key enzyme in the production of the active metabolites of thiopurine, and the RhoGTPase RAC1, which is one of the pharmacological targets of these molecules. Some of the polymorphisms that we identified in those two genes seem to affect in vitro the expression and / or activity of these proteins and, therefore, could contribute to inter-individual variations of the response to thiopurine

La maladie d'Alzheimer représente un défi mondial pour la société. Il n'y a pas à ce jour de traitement efficace pour traiter ou ralentir les symptômes de la maladie d'Alzheimer. Cette maladie est caractérisée par une perte de synapses, une augmentation du nombre de plaques extracellulaires d'Abêta et une augmentation de Tau hyperphosphorylée agrégée intracellulaire (neurodégénérescence fibrillaire). Il est communément admis que la maladie d'Alzheimer est principalement liée à l’oligomérisation et à la fibrillation de peptides amyloïdes bêta, et que les oligomères Abêta solubles et les fibres sont des espèces neurotoxiques. Une stratégie pour réduire la présence de ces espèces toxiques de Abêta est l'utilisation de peptides ou de peptidomimétiques pour inhiber l'agrégation de Abêta, soit par interaction avec les oligomères d'Abêta pour empêcher davantage son agrégation en fibres ou en stabilisant les conformations hélicoïdales transitoires de Abêta pour empêcher sa transition vers des structures en feuillets bêta. Dans un premier temps, sur la base des résultats encourageants de glycopeptides contenant un élément polaire casseur de feuillets bêta pour moduler l'agrégation du peptide Abêta, et des propriétés uniques du groupe trifluoromethylhydroxyle, nous avons conçu et synthétisé des mimes de pentapeptides contenant la séquence (Boc) Ala-Val-X-Val-Leu-OMe (X = Ser, Thr, (2S, 3R)-CF3 Thr et (2S, 3S)-CF3 Thr), pour interagir avec le site de nucléation du peptide Abêta dans sa forme monomérique ou oligomérique de manière à perturber l'auto-assemblage en oligomères toxiques. Des études conformationnelles par RMN 2D et par modélisation moléculaire ont indiqué que ces peptides adoptent des conformations étendues dans des solvants polaires (eau et méthanol). Nous avons constaté expérimentalement et théoriquement que les pentapeptides contenant l’acide aminé non naturel (2S, 3S)-CF3-thréonine sont plus étendus que les pentapeptides contenant les acides aminés naturels L-sérine et L-thréonine. Nous avons également observé que les pentapeptides (2S, 3S)-CF3-Thr ont une propension à s’auto-associer en formant des brins bêta intermoléculaires. La capacité de ces pentapeptides à inhiber la formation de fibres amyloïdes a été évaluée sur les peptides Abêta 1-42 et IAPP (impliqué dans le diabète de type II) par des essais de fluorescence à la thioflavine T (ThT). Il a été constaté qu'aucun de ces pentapeptides ont un effet d'inhibition de l'agrégation des peptides Abêta 1-42 et IAPP. Au contraire, certains composés ont montré un effet d'accélération de l'agrégation de IAPP. Accélérer l'agrégation est moins intuitif mais cette stratégie a plus récemment suscité un intérêt. Il pourrait être intéressant d'étudier plus en détail l’intérêt de cette accélération de l'agrégation de IAPP par des techniques complémentaires.Dans une deuxième partie de cette thèse, nous avons assemblé une unité amino acide basée sur un motif CF3-1,4 disubstituted-1,2,3-triazole en homo-oligomères (trimères et tétramères) et en peptidomimétiques. Des études conformationnelles de ces oligomères fluorés ont été menées par RMN 2D et par des simulations de modélisation moléculaire. Nos études préliminaires de modélisation moléculaire prévoient des structures hélicoïdales avec des trimères et des tétramères d'acides aminés à base de ces CF3-triazoles. L'analyse par RMN 2D du tétramère affiche des corrélations NOE très intéressantes, ce qui indique une structure repliée. La capacité de ces oligomères fluorés à moduler la formation de fibres amyloïdes des peptides Abêta 1-42 et IAPP a été évaluée par test de fluorescence à la ThT. Nous avons constaté que le trimère est un faible inhibiteur de l'agrégation de Abêta 1-42, mais aussi un promoteur d'agrégation de IAPP. Le tétramère a été trouvé capable de moduler l'agrégation de Abêta 1-42 et de IAPP, mais non d'une manière classique d'inhibition ou de promotion
It has been widely recognized that Alzheimer’s disease (AD) represents an unsettling, worldwide challenge for society. By far, there has been no effective cure for AD. Pathologically, AD is characterized by a loss of synapses, an increase in the number of extracellular Abeta plaques and an increase in intracellular aggregated hyperphosphorylated Tau (neurofibrillary tangles). It is commonly believed that AD is primarily linked to oligomerization and fibrillization of amyloid beta peptides, and the soluble Abeta oligomers and fibrils are neurotoxic species.One strategy to reduce the Abeta fibrils is the use of peptides or peptidomimetics to inhibit the Abeta aggregation either by interaction with the Abeta oligomers to prevent its further aggregation into fibrils, or by stabilizing the transient Abeta α-helical conformations to prevent its transition to beta-sheet structures.In the first direction, based on the encouraging results of the glycopeptides containing the polar sugar beta-sheet breaker element to modulate Abeta peptide aggregation and the unique properties of trifluoromethylhydroxyl group, we designed and synthesized pentapeptide mimics with the sequence (Boc) Ala-Val-X-Val-Leu-OMe (X = Ser, Thr, (2S, 3R)-CF3-Thr and (2S, 3S)-CF3-Thr) to interact with the nucleation site of Abeta peptide in its monomeric or oligomeric form so as to disrupt the self-assembly into toxic oligomeric form. Both 2D NMR and molecular modelling studies indicated that these peptides in polar solvent (water and methanol) adopt mainly extended backbone conformations. It is found both experimentally and theoretically that, the (2S, 3S)-CF3-threonine-containing pentapeptides are more extended than the L-serine- and L- threonine-containing pentapeptides. It is also observed that the (2S, 3S)-CF3-Thr pentapeptides have a propensity to self-associate of by forming intermolecular beta-strand contacts. The ability of these pentapeptides to inhibit amyloid fibril formation was evaluated on Abeta1-42 and IAPP peptides by ThT fluorescence assay. It was found that none of these pentapeptides have any inhibition effect in Abeta1-42 peptide and IAPP aggregation. On the contrary, some compounds showed an acceleration effect in IAPP aggregation. Accelerating the aggregation pathways is less intuitive but this strategy has more recently aroused interest. It could be interesting to further study the effect of accelerating IAPP aggregation by complementary techniques.In the other direction, we have assembled novel a CF3-1,4-triazole-based amino acid mimic into homo-oligomers (trimer and tetramer) and peptidomimetics. The fluorinated oligomers were investigated both by NMR conformational studies and molecular modelling simulations. Our preliminary modelling studies predict helical structures with trimer and tetramers of CF3-1,4-disubstituted- 1,2,3- triazole-based amino acid. NMR analysis of tetramer displayed very interesting NOE correlations, indicating a folded structure. The ability of these fluorinated oligomers to modulate the amyloid fibril formation of Abeta1-42 and IAPP peptides were evaluated by ThT fluorescence assay. It was found that trimer was a weak inhibitor of Abeta1-42 aggregation but also a promoter of IAPP aggregation. The tetramer was found able to modulate the aggregation of Abeta1-42 and IAPP but not in a classical inhibition or promotion manner

L'apoptose, ou « mort cellulaire programmée », joue un rôle clé dans de nombreux processus biologiques. Les protéines de la famille Bcl-2, dont l'expression est souvent altérée dans les cellules tumorales, sont les principaux régulateurs de l'apoptose. Parmi cette famille, la fonction exacte du répresseur apoptotique Nrh, aussi appelé BCL2L10 ou Bcl-B, reste à ce jour mal comprise. Bien que son expression ne soit pas détectable dans la plupart des tissus sains, on retrouve des niveaux élevés de Nrh corrélés à un mauvais pronostique dans les cancers du sein et de la prostate. Nous avons mis au jour un nouveau mécanisme selon lequel Nrz, l'orthologue de Nrh chez le poisson zèbre, interagit avec le domaine de liaison du ligand IP3 du canal calcique IP3R1. Il s'est avéré que la régulation négative des flux calciques par Nrz est critique lors du développement embryonnaire du poisson zèbre. Grâce à ces nouvelles données, nous avons cherché à comprendre la fonction de Nrh chez l'Homme, dans un contexte pathologique. Nous avons montré que Nrh interagit via son domaine BH4 avec le domaine de liaison du ligand du récepteur IP3R1 humain pour réguler l'homéostasie calcique et la mort cellulaire. Cette interaction définit Nrh comme la seule protéine de la famille Bcl-2 à réguler négativement la mort cellulaire exclusivement au niveau du réticulum endoplasmique. Pour aller plus loin, nous avons montré que la dissociation du complexe Nrh/IP3Rs sensibilise des cellules tumorales mammaires à l'action d'agents chimiothérapeutiques. Pour finir, nos résultats apportent une explication moléculaire sur la contribution de Nrh dans la résistance aux thérapies anti-tumorales
Apoptosis, also called “Programmed Cell Death”, plays a key role in many biological processes and pathologies. The B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) proteins, whose expression is often altered in tumor cells, are the main regulators of apoptosis.Among this family, the actual physiological function of the human apoptosis inhibitor Nrh, also referred to as BCL2L10 or Bcl-B, remains elusive. Although in most healthy tissues the Nrh protein is nearly undetectable, clinical studies have shown that Nrh expression is correlated with poor prognosis in breast and prostate carcinomas. We have shed light on a novel mechanism by which Nrz, the zebrafish ortholog of Nrh, was found to interact with the Ligand Binding Domain (LBD) of the Inositol-1,4,5-triphosphate receptor (IP3R) type-I Ca2+ channel. Indeed, the regulation of IP3Rs-mediated Ca2+ signaling by Nrz was shown to be critical during zebrafish embryogenesis. We used the knowledge gained with the zebrafish model to investigate Nrh function in cancer. We showed that Nrh interacts with the LBD of IP3Rs via its BH4 (Bcl-2 Homology 4) domain, which is critical to regulate intracellular Ca2+ trafficking and cell death. Actually, this interaction seems to be unique among the Bcl-2 family, and sets Nrh as the only Bcl-2 homolog to negatively regulate apoptosis by acting exclusively at the Endoplasmic Reticulum. Furthermore, we showed that disruption of the Nrh/IP3Rs complex primes Nrh-dependent cells to apoptotic cell death and enhances chemotherapy efficiency in breast cancer cell lines.Lastly our results bring a new insight to the role of Nrh regarding chemotherapy resistance

L’objectif de cette thèse porte sur l’étude de la compartimentalisation cellulaire et de la prise en charge de l’uranium (U) par les protéines cytosoliques des cellules branchiales du poisson zèbre (Danio rerio, espèce modèle en toxicologie aquatique) après exposition contrastées (chronique vs. aiguë, 20 et 250 µg.L-1) par voie directe. Cette étude a nécessité le développement, l’utilisation et le couplage d’outils analytiques de pointe (SEC, IEF hors-gel, RP-UHPLC pour la séparation, ICP-SFMS, ESI-FTMS/MS pour la détection) avec comme défis majeurs la conservation des interactions non-covalentes U biomolécule et une sensibilité maximale pour travailler à des niveaux d’exposition proches de ceux rencontrés dans l’environnement. Après extraction, 24 à 32% de la charge branchiale totale en U est contenue dans le cytosol dans lequel la distribution de l’U sur les biomolécules (en fonction de leur PM mais aussi de leur pI) diffère selon le niveau d’exposition. Enfin, une cartographie des biomolécules cibles de l’U a permis (i) de mettre en évidence une affinité particulière de l’U pour les protéines à caractère acide et/ou contenant du phosphore et (ii) d’identifier 24 protéines candidates pour lier U
The objective of this thesis is to study the cellular compartmentalization and the chelation of uranium (U) by cytosolic proteins of gill cells of the zebrafish (Danio rerio, model species in aquatic toxicology) under different direct exposure conditions (chronic vs. acute, 20 and 250 µg.L 1). This study required the development of hyphenated techniques (SEC, IEF off-gel, RP-UHPLC for the separation, ICP-SFMS, ESI-FTMS/MS for the detection) with the main challenges of maintaining the non-covalent U-biomolecule interactions and enhancing sensitivity for the analysis of environmentally relevant samples. After extraction, 24% to 32% of the total U detected in the gills were present in the cytosolic fraction, in which the U distribution on the biomolecules (as a function of their MW and pI) varied depending on the exposure level. Finally, U target biomolecules mapping allowed us (i) to highlight a particular affinity of U for acidic and/or P-containing proteins and (ii) to identify 24 protein candidates for U binding

La Fibrose Pulmonaire Idiopathique (FPI), est une maladie pulmonaire chronique, sans aucune thérapeutique curative à l’heure actuelle. Les fibroblastes sont les cellules clés du développement de la fibrose. D’origine mésenchymateuse, la régulation de leur phénotype est toujours assez peu comprise et parmi les régulateurs possibles, peu de facteurs de transcription (FT) spécifiques de ces cellules ont été découverts. Nos travaux mettent en évidence pour la première fois, l’implication du FT mésenchymateux PRRX1 dans la régulation du comportement aberrant des fibroblastes et dans le développement de la fibrose pulmonaire. In vitro, PRRX1 favorise l’acquisition d’un phénotype pro-fibrosant des fibroblastes, avec l’induction de leur prolifération, de leur survie et de leur différenciation en myofibroblastes.In vivo, l’inhibition de PRRX1 par stratégie antisens diminue le développement des lésions fibrotiques et la déposition des protéines de collagène, de fibronectine et d’actine du muscle lisse dans le poumon des souris induites par la bléomycine. L’ensemble de ce travail a donc permis d’identifier PRRX1 comme un nouveau régulateur des fibroblastes au cours de la FPI et dont l’inhibition pourrait être une ouverture thérapeutique
Idiopathic Pulmonary Fibrosis (IPF) is a chronic pulmonary devastating disease, with no current therapeutic available. Fibroblasts are key cells driving fibrogenesis during IPF. From mesenchymal origin, their phenotype regulation is still poorly understood. And among the potential regulators, only few transcription factors (TF) are specific to these cells. Our work demonstrates for the first time, the implication of the mesenchymal TF PRRX1 in the regulation of fibroblast phenotype during IPF development. In vitro, PRRX1 induce proliferation, survival and myofibroblast differentiation. In vivo, the PRRX1 inhibition by antisens strategy lead to attenuate fibrotic lesions and extracellular matrix deposition of collagen, fibronectine, and smooth muscle actin of bleomycin lung mice. Here we identify PRRX1 as a new fibroblast transcription factor regulator during IPF, and inhibit it could be a promising therapeutic

Os gliomas são tumores cerebrais intracraniais caracterizados pelo seu rápido crescimento e pela sua resistência à quimioterapia e radioterapia atuais. Assim, a procura por novos agentes terapêuticos com múltiplos mecanismos de ação têm identificado o ácido g-linolênico (GLA), antiinflamatórios não esteroidais (AINEs) e compostos contendo rutênio como possíveis candidatos. Dessa forma, a principal proposta deste projeto foi entender melhor o mecanismo de ação dessas drogas sobre as células C6 de glioma de rato. Foram analisadas proteínas envolvidas no controle do ciclo celular, apoptose, angiogênese, invasão e migração através de RT-PCR e Western Blotting após tratamento in vitro e in vivo. Alterações da expressão de ciclina D1, E2F-1, pRb, p27, p21, p16, p65, c-myc, ERK1/2, nm23 e b, MMP-2, Brevican GPI e Secretado, Tenascina-R, Tenascina-C, VEGF-A, Flt1, Flk1, Bax, PPARg, p53, COX-2, EP1, 2, 3 e 4, Ku70 e 80 foram encontradas. Em conclusão, o GLA e o complexo Rutênio-Ibuprofeno possuem múltiplos alvos que levam à inibição da proliferação celular.
Gliomas are intracranial tumors of cerebral origin characterized for its rapid growth and resistance to both conventional chemotherapy and radiotherapy. The search for new therapeutics agents with multiple mechanisms of action has identified g-linolenic acid (GLA), nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and ruthenium containing compounds as possible candidates. The aim of this study was to better know the mechanism of action of these drugs on C6 rat glioma cells. Expression of proteins involved in control of the cell cycle, apoptosis, angiogenesis, invasion and migration was analyzed using RT-PCR and Western Blotting methods after treatment in vitro and in vivo. Alterations in cyclin D1, E2F-1, pRb, p27, p21, p16, p65, c-myc, ERK1/2, nm23 e b, MMP-2, GPI and Secreted Brevican, Tenascin-R, Tenascin-C, VEGF-A, Flt1, Flk1, Bax, PPARg, p53, COX-2, EP1, 2, 3 and 4, Ku70 and 80 expression were observed. In conclusion, GLA and Ruthenium-Ibuprofen complex has multiple target wich translate into the inhibition of proliferation.