Добірка наукової літератури з теми "Stress oxydatif – Détoxication"

Les glutathion S-transférases répresentent une famille d'enzymes impliquée dans la détoxification de composés d’origine éxogène et endogène. Les GSTs peuvent avoir des activités péroxidase ou isomérase et également d’exprimer fonctions non-catalytiques, comme l’interaction avec differents ligands ou la modulation de la signalisation cellulaire. Un éventail des mutants de S. Cerevisiae a été choisi pour étudier le rôle des GSTs dans la réponse au peroxide et à l’arsenic. Notre criblage a montré l’existance de deux GSTs, qui peuvent avoir un rôle dans la détoxification de ces composés. Tef4p est un facteur de transduction dont le mutant correspondant est sensibile à l'As(V) et au H2O2. Au contraire, Ure2p joue un rôle dans la détoxification de l’As(III). Ce rôle, déterminé par la partie GST de la molécule est résultat de la fonction de la protéine dans la régulation du type GATA. La fonction régulatrice est dans l’origine également de la sensibilité aux oxydants du mutant ure2Δ
Glutathione S-transferases are an enzyme family playing an important role in cellular detoxification of exogenous and endogenous toxic compounds. In addition, GSTs can serve as peroxidases, and isomerases or have non-catalytic functions, among which binding of non-substrate ligands and the modulation of signaling processes. A systematic approach, using defined yeast mutants, has been taken to demonstrate the connection between GSTs and the oxidative stress caused by peroxide and arsenic. This screening revealed that two yeast GSTs, Ure2p and Tef4p, may play a role in arsenic and oxidant detoxification. Tef4p is a translatation factor and the corresponding disruption mutant is sensitive to H2O2 and As(V). In contrast, Ure2p is required for the detoxification of As(III) in S. Cerevisiae. This protection role is determined by the GST domain of the molecule and is a result of the GATA repression role of Ure2p. GATA regulation is also in the origin of oxidant sensitivity of the mutant ure2Δ

Fin de résoudre les problèmes d’ambigüité et d’hétérogénéité de l’annotation des génomes procaryotes, incompatibles avec des études de génomiques comparatives, ces travaux de thèse ont eu pour objet de développer une nouvelle stratégie d’annotation fonctionnelle des génomes procaryotes, basée sur la notion de sous-système et d’annotation par ancrage. En prenant comme exemple le sous-système des enzymes de détoxication des ROS/RNS (SEDRR), cette stratégie a été implémentée au sein d’une nouvelle plateforme d’annotation et d’analyse des enzymes du SEDRR appelée OxyGene. Cette plateforme permet de fournir une annotation fonctionnelle précise, non ambigüe et homogène. Une étude de génomique comparative a ensuite permis de mettre en relation la composition du SEDRR et le type d’environnement rencontré par les organismes dont le génome a été séquencé. Enfin, nous avons enrichi l’annotation fonctionnelle avec la localisation sub-cellulaire des enzymes du SEDRR en intégrant des résultats consensus de prédictions de la localisation sub-cellulaire
The ambiguity and heterogeneity of the initial prokaryotic genome annotation are not compatible with genomic comparative studies. In order to solve these problems, we developed a new functional annotation strategy for prokaryotic genomes, based on sub-systems and anchor-driven annotation. By taking as model the ROS and RNS detoxification sub-system (RRDS), we have implemented this new annotation strategy in an annotation and analysis platform called OxyGene. The latter provides a precise, unambiguous and homogeneous annotation of the RRDS genes. A second part of this work focused on a genomic comparative analysis that lead to relate the sub-system composition with the environment met by the organisms whose genome is completely sequenced. Finally, we enriched the functional annotation of RRDS genes with the integration of consensus of sub-cellular localisation predictions

L’hypertension de grossesse (HG) se retrouve chez 5 à 10% des femmes enceintes. Son étiologie demeure inconnue à ce jour, mais sa physiopathologie impliquerait une perfusion sanguine abaissée de l'unité foeto-maternelle entraînant un stress oxydatif suivi d’une dysfonction de l'endothélium vasculaire maternel. Nos travaux de recherche visent l’identification des facteurs génétiques liés au stress oxydatif et pouvant prédisposer à l’HG chez la femme. Dans ce but, nous avons évalué certains polymorphismes de gènes impliqués dans la biotransformation des dérivés actifs de l’oxygène et des xénobiotiques : glutathion S-transférase pi (GSTP1), mu (GSTM1) et thêta (GSTT1) ; cytochrome p450 (CYP1A1), époxyde hydrolase (EPXH), NO-synthase endothéliale (eNOS), catalase (CAT) et superoxyde dismutase (MnSOD). Notre étude a permis de mettre en évidence quatre polymorphismes associés au risque d’HG et/ou de prééclampsie (PE) : GSTπ A313G (RC= 0.42 IC 95% [0.22-0.80]) ; GSTM1dél (RC= 0.26 [0.07-0.91]) ; eNOS G849T (RC = 3.19 [1.33-7.67]) ainsi que CAT G-844A (RC= 0.24 [0.07-0.85]). Nos résultats montrent également plusieurs associations d’allèles indépendants combinés deux à deux prédictives d’un risque d’HG. En corollaire, certains marqueurs génétiques d’enzymes impliquées dans la biotransformation pourraient permettre d’identifier précocement les femmes à risque d’HG et pourraient avoir des implications sur le risque de maladies cardiovasculaires à long terme.

Les perturbations environnementales peuvent induire des changements au niveau génétique, biochimique et physiologique chez les organismes exposés. Pour faire face à ces perturbations, les bivalves possèdent des défenses antioxydantes telles que la métallothionéine (MT), la superoxide dismutase (SOD), la catalase (CAT), la glutathion peroxidase sélénium dépendante (Se-GPx) et la glutathion S-transférase de classe pi (pi-GST). L'objectif de ce travail est de contribuer à la compréhension des mécanismes de détoxication chez les bivalves d'eau douce Unio tumidus et Corbicula fluminea. Les mollusques bivalves sont largement utilisés comme espèce sentinelle pour étudier la qualité de l'écosystème aquatique. Ce sont des organismes sédentaires, filtreurs, pouvant bioaccumuler une grande quantité de micropolluants environnementaux et qui peuvent être facilement transférés dans des milieux contaminés. La séquence codante de MT de Corbicula fluminea, ainsi que les séquences codantes de MT, SOD et CAT d'Unio tumidus ont été identifiées par RT-PCR en utilisant des amorces dégénérées. L'expression de ces gènes, ainsi que ceux de la Se-GPx et de la GST-pi, a ensuite été étudiée au niveau des ARNm dans différents cas d'études : (i) chez des bivalves prélevés sur une période d'un an dans le but d'identifier une éventuelle variation de l'expression en fonction de la saison, (ii) chez Corbicula fluminea exposée au cuivre et au cadmium, (iii) et chez Unio tumidus transférée au niveau de stations situées le long de la Moselle. Nous avons mis en évidence des variations du niveau d'expression des gènes dues à des paramètres saisonniers tels que la température de l'eau et le cycle de reproduction, principalement chez Unio tumidus. Nos résultats ont montré que les niveaux d'expression des ARNm de MT, SOD, CAT, Se-GPx et GST-pi peuvent être utilisés en tant que biomarqueurs précoces d'exposition au cuivre et au cadmium chez Corbicula fluminea. Des variations d'expression de tous les gènes étudiés ont également été observées chez Unio tumidus, mettant en évidence une anthropisation du milieu aquatique, non détectée par les analyses physicochimiques. Les approches biologiques apparaissent donc comme des outils indispensables à la détection de perturbations environnementales
Environmental perturbations can induce genetic, biochemical and physiological changes in exposed organisms. To protect from oxidative stress, bivalves possess defences such as metallothionein (MT), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), selenium-dependent glutathione peroxidase (Se-GPx) and pi class glutathione S-transferase (pi-GST). The aim of this study is to contribute to the understanding of the detoxification mechanisms in the freshwater bivalves Unio tumidus and Corbicula fluminea. Bivalve molluscs are appropriate sentinel species to study the quality of the aquatic environment. They are sedentary, filter-feeding species, bioaccumulating high amounts of environmental micropollutants and can easily be transferred to contaminated areas. The MT coding sequence of Corbicula fluminea and the MT, SOD and CAT coding sequences of Unio tumidus were identified by RT-PCR using degenerated primers. Then, the mRNA expression level of MT, SOD, CAT, Se-GPx and pi-GST was measured in different studies: (i) in bivalves sampled during a 1-year period in order to identify possible seasonal variations of the expression pattern, (ii) in Corbicula fluminea exposed to copper and cadmium, (iii) and in Unio tumidus transplanted in stations located along the Moselle River. Fluctuations of the mRNA level, supposed to correspond to seasonal parameter such as water temperature and reproductive statute, were noted, principally in Unio tumidus. Our results pointed out that MT, SOD, CAT, Se-GPx and GST-pi mRNA expression level could be used as early exposure biomarkers of copper and cadmium exposure in Corbicula fluminea. Variations of gene expression were observed in Unio tumidus, highlighting anthropic impacts on aquatic ecosystem no detected by chemical analysis. Biological approaches appear as essential tools to detect environmental degradations

Les cellules vivantes, telles que les cellules de mammifères en particulier, sont continuellement exposées à des types de stress multiples et variés. Ces stress peuvent perturber l'homéostasie cellulaire et induire des dégâts sur les composants cellulaires qui pourraient induire plusieurs types de maladies. C'est notamment le cas d'un changement d'état redox cellulaire appelé stress oxydatif induit par production excessive ou une consommation insuffisante d'espèces réactives de l'oxygène. L'une des espèces réactives de l'oxygène les plus importantes est le peroxyde d'hydrogène (H2O2).Les cellules ont développé des mécanismes de défense efficaces contre le stress oxydatif qui impliquent des systèmes anti-oxydants tels que les glutathions qui réduisent les molécules oxydantes, mais aussi des voies métaboliques telles que la voie des Pentoses Phosphates (PPP) et la glycolyse. Ces voies métaboliques sont connues pour rediriger les ressources de flux de carbone de la glycolyse vers le PPP, ce qui induit un recyclage élevé du NADPH nécessaire à un taux de détoxification efficace des systèmes anti-oxydants. Il n'est cependant pas clair comment les mécanismes de régulation (i) contribuent à une telle réallocation des ressources de flux métaboliques pendant le stress oxydatif et (ii) donnent lieu aux profils d'adaptation observés des concentrations intracellulaires de H2O2.Dans la thèse, le rôle des régulations dans la réponse métabolique au stress oxydatif est abordé à l'aide d'un cadre de modélisation cinétique. Tout d'abord, un modèle est construit à partir d'un ensemble de données métabolomiques et de marquage 13C,en utilisant des méthodes classiques d'estimation de paramètre mais aussi une nouvelle technique d'analyse des flux métaboliques basée sur un algorithme de simulation stochastique. L'analyse systématique du modèle révèle que de nombreuses inhibitions métaboliques, notamment sur G6PD, PGI et GAPD, peuvent favoriser le reroutage des flux pour la production de NADPH. En particulier, nous montrons que toutes ces régulations fonctionnent de manière dose-dépendante et complémentaire, ce qui explique certains paradoxes et controverses, et est cohérent avec les phénotypes d'adaptation observés. Un modèle plus phénoménologique a également été développé pour montrer comment un tel phénotype d'adaptation pourrait contribuer à l'hétérogénéité du destin cellulaire, comme la mort fractionnée, en tant que résultat à long terme du stress oxydatif
Living cells such as mammalian cells in particular, are continuously exposed to multiple and varied types of stress. These stresses can perturb the cellular homeostasis and induce damages on the cellular components which could induce several types of diseases. It is particularly the case for a change of cellular redox state called oxidative stress induced by an excessive production or insufficient consumption of reactive oxygen species such as hydrogen peroxide (H2O2).Cells have developed efficient defence mechanisms against oxidative stress that involve anti-oxidant systems such as glutathiones which reduce the oxidizing molecules, but also metabolic pathways such as Pentose Phosphate Pathway (PPP) and glycolysis. These metabolic pathways are known to reroute the carbon flux resources from the glycolysis toward the PPP which induces high NADPH recycling that is required for efficient detoxification rate of the anti-oxidant systems. It remains however unclear how regulatory mechanisms (i) contribute to such reallocation of metabolic flux resources during oxidative stress and (ii) give rise to observed adaptation profiles of intracellular H2O2 concentrations. In the thesis, the role of regulations in the metabolic response to oxidative stress is addressed using a comprehensive kinetic modeling framework. First, a model is built from a set of metabolomics and 13C labeling data, using conventional parameter estimation methods but also a novel metabolic flux analysis techniques based on a stochastic simulation algorithm. Systematic analysis of the model reveals that many metabolic inhibitions, especially on G6PD, PGI and GAPD, can favour flux rerouting for NADPH production. In particular, we show that all these regulations work in a dose-dependent and complementary manner, which explains some paradoxes and controversies, and is consistent with observed adaptation phenotypes. A more phenomenological model has also been developed to show how such adaptation phenotype could contribute to cell-fate heterogeneity, such as fractional killing, as a long-term outcome of oxidative stress