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Dissertations / Theses on the topic 'Canaux potassium'
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BEHAEGEL, HELENE. "Les activateurs des canaux potassiques." Lille 2, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL21974.
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2
Margaill, Isabelle. "Mise en évidence d'un rôle des canaux potassiques ATP-dépendants centraux à l'aide d'un modèle biochimique "in vitro"." Paris 5, 1991. http://www.theses.fr/1991PA05P166.
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3
Beeton, Christine. "Bloqueurs des canaux potassium : Propriétés immunosuppressives et thérapeutiques de l'encéphalomyélite autoimmune expérimentale." Aix-Marseille 2, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX22029.
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4
Mountadem, Sarah. "Contribution des canaux astrocytaires Kir4.1 dans l'allodynie mécanique." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2020. http://www.theses.fr/2020CLFAC060.
Full textAbstract:
La douleur inflammatoire chronique est une affection fréquente et invalidante qui est maintenue par une sensibilisation centrale, responsable de l’apparition de l’hypersensibilité douloureuse. Alors que la réaction microgliale contribue à l'apparition de la douleur chronique, l’activation des astrocytes et des médiateurs associés semble jouer un rôle essentiel dans le maintien de la douleur chronique et de la sensibilisation centrale. Les canaux potassiques entrants rectifiants Kir4.1 sont majoritairement exprimés par les astrocytes et sont impliqués dans les fonctions physiologiques astrocytaires, en particulier en contrôlant leur potentiel de membrane au repos. Ils interviennent aussi dans les interactions astrocytes-neurones en contrôlant la recapture du glutamate et la concentration extracellulaire de potassium (K+). De plus, il a été démontré que le dysfonctionnement de ces canaux est associé à plusieurs pathologies du système nerveux central, notamment l'épilepsie, la maladie de Huntington, la dépression ou la sclérose amyotrophique latérale. Cependant, le rôle du canal Kir4.1 central dans la douleur n'a pas été clairement étudié. Dans ce projet, nous avons exploré l'implication des canaux Kir4.1 astrocytaires du sous-noyau caudal (Sp5C) du trijumeau dans la chronicisation de l'hypersensibilité à la douleur inflammatoire trigéminale. En combinant des techniques biochimiques, électrophysiologiques et comportementales, nous avons montré chez le rat que l’allodynie mécanique provoquée par l’injection sous-cutanée d’une subtance algogène (Adjuvant Complet de Freund, CFA) est associée à une activation des astrocytes, qui se traduit par des changements de leur morphologie et de leurs propriétés intrinsèques, dont une diminution drastique des courants Kir4.1. Cette diminution est corrélée à une baisse de l’expression protéique des canaux Kir4.1. En outre, ces modifications sont associées une augmentation de la concentration extracellulaire de K+, qui in vitro,est responsable d'une augmentation de l'excitabilité neuronale. Par ailleurs, la déplétion virale des canaux Kir4.1 dans les astrocytes trigéminaux mime les effets du CFA en déclenchant une allodynie mécanique persistante et une augmentation de l’excitabilité neuronale, tandis que la restauration des canaux Kir4.1 sur des animaux CFA prévient l’allodynie mécanique et l’hyperexcitabilité des neurones trigéminaux. L’ensemble des résultats montre pour la première fois que le déficit du canal astroglial Kir4.1 dans le Sp5C sous-tend l'allodynie mécanique inflammatoire, et pourrait donc offrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour ce symptôme invalidantChronic inflammatory pain is a frequent and disabling condition that is significantly maintained by centralsensitization, which results in pain hypersensitivity. While microgliosis seems to contribute to the onset ofchronic pain, reactive astrocytes and associated chemical mediators play a critical role in chronic painmaintenance and central sensitization.Inward rectifier potassium channels Kir4.1 are mainly expressed by astrocytes and are known to beinvolved in astrocytic physiological functions, particularly by controlling their resting membrane potential,but also in astrocyte-neuron interactions by controlling the glutamate uptake and extracellular potassium(K+) concentration. Accordingly, it has been shown that dysfunction of these channels is associated withseveral central nervous system pathologies including epilepsy, Huntington disease, depression or lateralamyotrophic sclerosis. However, the role of central astroglial Kir4.1 in pain has not been investigated.Here, we explored the involvement of the medullary dorsal horn (MDH) astroglial Kir4.1 channels inthe maintenance phase of trigeminal inflammatory pain hypersensitivity. By combining biochemical,electrophysiological and behavioral techniques, we showed that MDH astrocytes from inflamed rats havesmaller Kir4.1 currents, correlated with a decrease in Kir4.1 protein expression. Moreover, thesemodifications are associated with elevated extracellular K+ concentration, which increased MDH neuronalexcitability in vitro. Viral delivery of a dominant negative form of Kir4.1 channels to MDH astrocytesmimics CFA effects by inducing neuronal hyperexcitability and mechanical allodynia. Finally, restorationof Kir4.1 function recovered aspects of neuronal dysfunction and attenuated pain behaviors in CFA-injectedanimals.Together, these findings suggest that astroglial Kir4.1 channel deficit underlies inflammatory staticmechanical allodynia, and thus may offer novel avenues for the treatment of this debilitating symptom
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Fila, Marc. "Transport du sodium et du potassium dans le canal collecteur cortical dans le syndrome néphrotique." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066517.
Full textAbstract:
Le syndrome néphrotique défini par l’association d’une protéinurie massive et d’une hypoalbuminémie s’associe à une rétention hydro-sodée responsable de la constitution d’un syndrome oedémato-ascitique. Cette rétention hydro-sodée est une conséquence de la dysrégulation du transport de sodium au niveau de la cellule principale du canal collecteur cortical (CCD) avec une augmentation de l’activité de la pompe Na/K ATPase basolatérale. Classiquement, l’augmentation de la réabsorption de sodium dans le CCD est médiée par l’aldostérone, par le canal sodium épithélial ENaC et a comme résultante une augmentation de l’excrétion de potassium médiée par le canal ROMK. Cependant, des travaux préalables ont permis de montrer qu’au cours du syndrome néphrotique, la rétention de sodium était indépendante du système rénine angiotensine aldostérone (SRAA) et du canal ENaC. Le présent travail se décompose en 2 parties, la première consistant en l’étude de l’excrétion de potassium dans le CCD au cours du syndrome néphrotique, ayant permis de mettre en évidence une down régulation de ROMK induite par la présence pathologique d’albumine au niveau luminal et médiée par la voie de signalisation ERK/P-ERK. La seconde partie de ce travail, concernant le transport de sodium au cours du syndrome néphrotique, a permis de mettre en évidence un nouveau transporteur de sodium, ASIC2, dans le CCD indépendant du SRAA. Ce canal a des propriétés biophysiques et pharmacologiques propres différentes du canal ENaC ayant permis sa caractérisation fonctionnelle. L’expression d’ASIC au niveau rénal n’a, à ce jour, jamais été rapportée et son expression semble spécifiquement liée au syndrome néphrotiqueNephrotic syndrome which is defined by a heavy proteinuria and hypoalbuminemia, features a severe sodium retention which is implicated in ascites and edema formation. Sodium retention is a consequence of a dysregulation of sodium transport in the cortical collecting duct (CCD) with an increase activity of the basolateral Na,K ATPase pump. Traditionally, sodium absorption in the CCD is regulated by renin angiotensin aldosterone systeme (RAAS) with an implication of apical sodium channel ENaC and potassium apical channel ROMK. Previous works highlighted that, in nephrotic syndrome, sodium absorption was independent of RAAS and that ENaC was not implicated. The present work contains two distincts parts: the first one is a study of potassium excretion in the CCD in the nephrotic syndrome. It highlighted that nephrotic animals showed a down regulation of potassium channel ROMK induced by luminal albumin that activated ERK pathway. The second part, a study of sodium transport in the CCD in the nephrotic syndrome highlighted a new sodium channel independent of RAAS system and sensitive to amiloride: ASIC2 implicated in sodium absorption in the CCD. This channel exhibits some specific biophysic and pharmacologic properties different from ENaC. To our knowledge, it’s the first time that expression of an ASIC family channel was reported in the kidney
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Treptow, Werner Leopoldo Chipot Christophe. "Canaux ioniques sensibles à la tension contribution à l'étude de l'excitabilité cellulaire /." [S.l.] : [s.n.], 2004. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2004_0014_TREPTOW.pdf.
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7
GUILLEMARE, ERIC. "Biophysique, pharmacologie et regulation de canaux potassium de structures moleculaires distinctes : approche electrophysiologique." Nice, 1996. http://www.theses.fr/1996NICE4970.
Full textAbstract:
Nous avons etudie la biophysique, la pharmacologique, et la regulation de canaux k#+ clones par expression des arnc dans l'ovocyte de xenope. Trois familles de canaux ont ete caracterisees. Les canaux potassium dependants du potentiel (kv): (1) le canal kv1. 2 clone est sensible a la dendrotoxine, au peptide mcd et a la beta-bungarotoxine. Il est localise dans le cerveau et son profil pharmacologique ressemble a celui du canal k#+ natif. Nous avons montre qu'une grande densite d'expression de kv1. 2 conduit a une diminution de l'inactivation et de la sensibilite aux toxines. (2) les niveaux d'expression des variants du canal kv1. 5 obtenus par epissages alternatifs sont tres differents les uns des autres. Les canaux potassium a rectification entrante (kir): le clonage des canaux kir3. 2 et kir3. 4 a permis de montrer que: (1) l'heteromultimerisation est indispensable pour obtenir une bonne expression fonctionnelle ; (2) ces canaux sont actives par la proteine g beta-gama et (3) l'atp agit en synergie avec le na#+ pour augmenter l'activite des canaux kir3. Les canaux potassium a deux domaines p: (1) le canal york est constitue par l'assemblage d'un canal kv avec un canal kir. Son activite dependante de la driving force donne lieu a un courant k#+ sortant. (2) le canal twik est constitue par l'assemblage de deux canaux de type kir. Le courant k#+ regule le potentiel membranaire. Il possede une faible rectification entrante. Il est sensible au ph, a la quinine et au ba#2#+. Parallelement, nous avons montre que la pharmacologie et la regulation du canal k#a#t#p des cellules folliculaires de l'ovocyte sont comparables a celles du canal k#a#t#p du muscle lisse. L'ovocyte constituerait un modele d'etude de ce canal
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BREJON, MANUEL. "Etude de l'adressage des canaux potassium romk1 et irk3 dans des cellules polarisees." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066077.
Full textAbstract:
L'homeostasie potassique est assuree au niveau renal par des canaux k + strictement regules. Certains, dits k a t p, sont apicaux et excretent le k + de la cellule alors que d'autres dits k i r sont basolateraux et regulent le volume des echanges transmembranaires de k +. La situation subcellulaire exacte de tels canaux est donc indispensable a la survie de l'organisme. Responsable de certains cas de syndrome de bartter antenatal, romk1 participerait a la formation des canaux k a t p de la branche large ascendante de l'anse de henle et des cellules principales du canal collecteur cortical (ccc). Dans les cellules epitheliales mdck, nous montrons que romk1 seul est incapable a 37\c d'atteindre le plasmalemme alors que son expression membranaire est possible a 26\c. Cette thermosensibilite pourrait temoigner d'un defaut de maturation lors de la synthese de romk1 du a sa propre sequence proteique ou a l'absence d'une sous-unite auxiliaire, qui pourrait aussi etre celle necessaire a la formation des canaux k a t p avec romk1. Cette situation a 37\c empeche de determiner une eventuelle expression membranaire polarisee de romk1, donc de trancher si romk1 entre ou non dans la composition des canaux renaux k a t p apicaux. Irk3, issu de la lignee cellulaire m1 provenant du ccc, est fonctionnellement tres proche de canaux basolateraux k i r presents in vivo dans le ccc. Confortant l'idee que irk3 constitue seul ces canaux k i r, nous demontrons son expression exclusive dans le plasmalemme basolateral des cellules mdck. De plus, nous montrons que cette expression polarisee est determinee par l'hendecapeptide dnisyrresai carboxyterminal, dont les 7 residus dnisyrr sont impliques dans l'adressage proprement dit (l'acheminement) de irk3 a la membrane basolaterale ; les 4 derniers residus esai sont quant a eux tres probablement engages dans une liaison avec un domaine pdz d'une proteine, encore a caracteriser, qui assurerait la retention plasmalemmale basolaterale de irk3.
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Blin, Sandy. "Hétéromérisation des canaux potassiques à deux domaines pore." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4140/document.
Full textAbstract:
Les canaux ioniques sont exprimés dans tous les types cellulaires, des plantes à l’Homme, où ils sont impliqués dans de nombreux processus physiologiques. Parmi ces canaux, les canaux potassiques à deux domaines pore ou K2P forment des dimères qui produisent des courants de fond, contrôlant le potentiel de repos de la membrane et ainsi l’excitabilité cellulaire. De ce fait, ils jouent un rôle dans de nombreuses fonctions physiologiques et pathophysiologiques telles que la respiration, la nociception ou la dépression et sont de plus en plus considérés comme des cibles thérapeutiques intéressantes pour le traitement de ces pathologies. La structure de ces canaux est une caractéristique importante à considérer pour le développement de nouveaux médicaments mais les mécanismes et les régulations qui contrôlent leur activité sont peu connus.Durant mon doctorat, nous avons démontré que les canaux K2P, en particulier les sous-familles THIK et TREK, peuvent s’assembler avec un autre canal de la même sous-famille pour former un hétérodimère fonctionnel. Nous avons tout d’abord prouvé que les canaux interagissent physiquement en combinant biochimie, immunocytochimie, FRET ainsi que l’électrophysiologie. De manière intéressante, les hétérodimères ont des conductances, des régulations et une sensibilité aux agents pharmacologiques différentes de celles des canaux homodimères.Ces études montrent que la famille des canaux K2P est plus étendue et diversifiée que ce qu’il avait été attendu. La combinaison de ces canaux au sein de la même sous-famille permet de créer de nouveaux canaux fonctionnels aux propriétés originales et donc de nouvelles cibles thérapeutiquesPotassium channels are highly conserved among organisms, from plants to humans, where they are involved in several functions. Among them, the two pore domain potassium channels or K2P channels are dimers that produce background channels to control membrane resting potential and thus cell excitability. They are involved in physiological functions and diseases such as breathing, nociception or depression. They are now more and more considered as important therapeutic targets for the development of new drugs targeting these diseases. Structure-function relationship of ion channels is an important feature for the drug design but we only know little about mechanisms and regulations that control the activity of K2P channels.During my PhD, we showed that K2P channels and particularly subunits of THIK and TREK subfamilies channels can also form functional heterodimers with other subunits of the same subfamily. We first proved that subunits physically interact combining biochemistry, immunocytochemistry, FRET and electrophysiology. Interestingly, heterodimers display specific conductances, regulations and pharmacology compared to homodimers.These studies showed that the diversity and number of K2P channel conductances are larger than expected. In conclusion, mixing among subunits from the same subfamily form new channels with unique properties and so new therapeutic targets
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Rioux, Yann. "I[indice K1] et l'inhibition métabolique : hétérogénéité dans la réponse des cellules sous-endocardiques et sous-épicardiques?" Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 1997.
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M'Barek, Sarrah. "Synthèse chimique et ingénierie des toxines de scorpions actives sur les canaux sodium et potassium : contribution à leurs études de relation structure-fonction." Aix-Marseille 2, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX20668.
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Fournier, Catherine (1970. "Role des canaux potassium dépendant du calcium sensibles à l'apamine dans les processus mnésiques." Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11051.
Full textAbstract:
Le blocage pharmacologique des canaux skapa par l'apamine, qui sur un plan electrophysiologique induit une diminution de la post-hyperpolarisation (ahp) lente, entraine au niveau comportemental, une action facilitatrice sur un type de memoire mis en jeu lors d'une epreuve de discrimination olfactive chez le rat, et sur des stades mnesiques precis. L'apamine injectee a la dose de 0,3 ng par voie intracerebroventriculaire n'a pas d'effet sur l'acquisition de la procedure de discrimination de deux odeurs. En contraste, l'apamine agit sur la memoire declarative, mise en jeu de facon preferentielle par un changement quotidien de paires d'odeurs. L'apamine ameliore l'acquisition et facilite la consolidation mnesique d'un test de discrimination olfactive mettant en jeu la memoire declarative. La technique d'autoradiographie quantitative permet une visualisation des sites de fixation de l'apamine iodee et par consequent des canaux skapa. Cette technique a ete employee pour montrer que, dans les conditions physiologiques, les canaux skapa jouent un role dans les processus mnesiques. La densite de canaux skapa diminue dans l'hippocampe et l'habenula et augmente dans le noyau accumbens lors des processus mnesiques. Une diminution de la densite de ces canaux au niveau de l'hippocampe aurait pour consequence une diminution de l'ahp et donc, une augmentation d'excitabilite cellulaire, mises en evidence chez le lapin par des enregistrements electrophysiologiques au cours des phases d'acquisition et de consolidation. L'ensemble de nos resultats montre que l'apamine facilite les phenomenes spontanes de plasticite liee a l'apprentissage. Une diminution de la densite de canaux skapa, notamment au niveau de l'hippocampe, pourrait induire une reduction de l'ahp. L'apamine potentialiserait l'effet de cette diminution de canaux skapa.
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Di, Luccio Eric. "Etude in vitro du processus de repliement-oxydation de toxines courtes de scorpion actives sur les canaux potassium. Etude par modélisation moléculaire des interactions de toxines courtes de scorpion avec les canaux potassium." Aix-Marseille 2, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX20676.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse comporte deux parties distinctes: (1) l'étude in vitro du processus de repliement/oxydation de toxines courtes de scorpions actives sur les canaux potassium et (2) l'étude par modélisation moléculaire des interactions entre les toxines courtes de scorpions et les canaux potassium. La problématique abordée dans la première partie est fondamentale car elle concerne l'étude des mécanismes, encore malconnus, présidant à l'acquisition de la structure native d'une protéine ou d'un peptide. Notamment, la mise en place des ponts disulfure natifs, constitue en chimie des peptides, une étape limitante à l'obtention de produits de synthèse. La première partie de mes travaux a permis d'analyser l'influence des constituants d'un milieu d'oxydation sur la cinétique de formation des ponts disulfure de peptide fortement réticulés comme la maurotoxine (MTX), en utilisant la spectrométrie de masse MALDI-TOF. Ces travaux ont été ensuite prolongés par la mise en corrélation de la formation des structures secondaires avec l'apparition des ponts disulfure et l'activité pharmacologique associée. Il se dégage alors de ces études, que les ponts disulfure se forment en synergie avec la mise en place des structures secondaires. Ces données permettent de mieux appréhender le processus de repliement/oxydation de peptides fortement réticulés comme les toxines de scorpions tout en optimisant les conditions d'obtention de molécules synthétiques. La seconde partie de ces travaux aborde les problèmes cruciaux d'arrimage moléculaire entre une toxine courte de scorpion et un canal potassique. En effet, la conception et la synthèse de peptides d'intérêt ne peuvent s'effectuer sans en étudier les mécanismes d'interaction avec leurs cibles comme les canaux potassiques. A travers l'étude des interactions entre toxines courtes de scorpions et les canaux hSKCa2 et 3, nous avons élaboré une nouvelle stratégie d'analyse par modélisation moléculaire permettant de mettre en relation une constante d'affinité expérimentale et une énergie de contact calculée. Cela permet d'obtenir, in fine, des cartes fonctionnelles d'interactions détaillées et de prédire une constante d'affinité pour une toxine sur un canal potassique. Par extension, ces études d'arrimage moléculaire ont pour objectif de rationaliser la conception de nouvelles molécules sélectives et spécifiques envers une cible donnéeThis work contains two different parts: (1) the in vitro study of the process of oxidation/folding of short scorpions toxins which act on potassium channels and (2) the study by molecular modelling of the interactions between short toxin of scorpions and canals potassium. The first part was to assess the medium influence on the disulfide bridges forming with high reticulated peptide such as maurotoxin, by using MALDI-TOF mass spectrometry. This work has been extended by setting in correlation the secondary structure development, the disulfide bridges formation and the pharmacological activity appearance. Then, we focused on the study of the interactions between short scorpions toxin and hSKCa2 and 3 channels. We elaborated a new analysis docking strategy by molecular modelling which allowed to put in relation an experimental affinity constant and a computed contact
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Chever, Oana. "Implication du canal glial Kir4.1 dans la régulation du potassium extracellulaire : étude in vivo chez la souris knock-out Kir4.1 sous anesthésie." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25879/25879.pdf.
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Goutierre, Marie. "Contribution of the potassium / chloride cotransporter KCC2 to hippocampal rhythmopathy." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS600.
Full textAbstract:
Dans le système nerveux central, la transmission inhibitrice est principalement assurée par le relargage du neurotransmetteur GABA dans la fente synaptique. La fixation du GABA sur les récepteurs GABAA induit en effet un flux entrant d’ions chlorure, résultant en une hyperpolarisation du neurone. Le maintien d’une faible concentration intraneuronale en chlore est donc essentielle à l’action inhibitrice du GABA. Dans les neurones matures, cette fonction est principalement réalisée grâce à l’activité du transporteur potassium – chlore KCC2 qui exporte en permanence les ions chlorures. Dans de nombreuses pathologies neurologiques, telles que l’épilepsie, le syndrome de Rett ou encore les douleurs neuropathiques, on observe une diminution de l’expression de KCC2. Cela conduit à une élévation du niveau de chlore intraneuronal et à une altération de la transmission GABAergique. Cet effet est supposé être à la base de nombre des symptômes observés dans les pathologies citées précédemment. Cependant, KCC2 est également fortement exprimé à proximité des synapses glutamatergiques. Sa présence influence ainsi l’efficacité de la transmission excitatrice et est nécessaire à l’expression de la potentialisation à long terme des synapses. Ces fonctions inattendues de KCC2 aux synapses excitatrice ne reposent pas sur sa fonction de transport de chlore mais plutôt sur ses interactions avec diverses protéines. Ainsi, le transporteur KCC2 possède de multiple fonctions et régule différemment les transmissions excitatrice et inhibitrice. Prédire l’effet de la perte du transporteur sur l’activité globale d’un réseau neuronal est donc compliqué. Durant ma thèse, j’ai caractérisé les effets de la suppression de KCC2 dans les cellules en grains du gyrus denté sur leurs propriétés cellulaires, synaptiques et sur l’activité du réseau hippocampique. De façon inattendue, j’ai montré que la perte de KCC2 ne s’accompagnait pas de modifications majeures de la transmission inhibitrice. En revanche, j’ai mis en évidence un nouveau mécanisme indépendant du transport de chlore par lequel KCC2 contrôle l’excitabilité des neurones et la rythmogénèse hippocampique à travers son interaction avec le canal potassique Task-3. Mes résultats prédisent que les déficits associés à une perte de KCC2 pourraient être en partie expliqués par cet effet sur l’excitabilité. Ils suggèrent également que Task-3 pourrait constituer une nouvelle cible thérapeutique dans le traitement de ces pathologiesIn the CNS, synaptic release of GABA neurotransmitter is mainly responsible for fast inhibitory transmission. This is mediated by chloride flow through GABAARs. Hence, tight control of chloride homeostasis is critical for maintenance of the efficacy of GABAergic transmission. In mature neurons, this is primarily achieved by the activity of the potassium – chloride transporter KCC2 which extrudes chloride from the cells. Expression of KCC2 is compromised in numerous neurological disorders including epilepsy, Rett syndrome or neuropathic pain. Subsequent alterations of GABAergic signaling through accumulation of intraneuronal chloride are thought to underlie many of the pathological symptoms observed in these conditions. However, KCC2 is also highly expressed in the vicinity of glutamatergic synapses where it plays a major role in controling the efficacy of glutamatergic transmission and gates long-term potentiation of excitatory synapses. Remarkably, these functions did not depend on chloride transport but rather on KCC2 interaction with several protein partners. Hence, KCC2 can be classified as a moonlightning protein with multiple functions at excitatory and inhibitory synapses. This complicates predictions of the overall effect of its suppression on a neuronal network. During my PhD, I characterized the effects of KCC2 downregulation in dentate granule cells at the cellular, synaptic and network levels. Unexpectedly, lack of KCC2 did not impact steady-state GABAergic transmission. In contrast, my work shed light on a novel critical role of KCC2 in controling neuronal excitability through its interaction with the leak-potassium channel Task-3. This in turn alters hippocampal rhythmogenesis. My results thus described a novel mechanism through which KCC2 influence neuronal activity indepently of its transport function. They predict that deficits associated with KCC2 downregulation may be at least partly explained by regulation of cell excitability and point to Task-3 as a new potential therapeutic target in the treatment of these pathologies
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Hugues, Michel. "Etudes des canaux potassium sensibles à l'apamine pharmacologie, structure, physiopathologie : cartographie dans le système nerveux central, purification d'un modulateur endogène de ces canaux /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37605992j.
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Hugues, Michel. "Études des canaux potassium sensibles à l'apamine : pharmacologie, structure, physiopathologie : cartographie dans le système nerveux central, purification d'un modulateur endogène de ces canaux." Nice, 1987. http://www.theses.fr/1987NICE4133.
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Crest, Marcel. "Rôle des canaux potassium activés par le calcium dans la modulation de l'activité du neurone." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612834k.
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DAUPLAIS, MARC. "Etude structurale de deux ligands peptidiques des canaux potassium et comparaison de leur site d'interaction." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112187.
Full textAbstract:
La noxiustoxine, extraite du venin du scorpion mexicain centruroides noxius hoffmann, fut la premiere toxine animale dont l'activite sur les canaux potassium ait ete mise en evidence. Les experiences classiques de rmn biologique furent effectuees, aboutissant a la definition de 572 contraintes de distances et de 42 contraintes angulaires. 39 structures furent calculees, en utilisant les logiciels diana et x-plor. Ce nombre eleve de contraintes a conduit a des structures bien definies (ecart-type de 0,75 a). La noxiustoxine adopte un repliement similaire a celui observe chez les toxines de scorpions de la meme famille, constitue d'un feuillet relie a une helice par deux ponts disulfure et appele repliement /. Une comparaison avec les structures de toxines homologues a permis de montrer des differences dans l'incurvation de l'helice et dans l'angle forme par la direction du feuillet et l'axe de l'helice, mettant en evidence une plasticite du motif /. La bgk, de l'anemone de mer cubaine bunodosoma granulifera, fut la premiere toxine d'anemone dirigee contre les canaux potassium a etre isolee. 767 contraintes de distance et 12 contraintes angulaires furent deduites des experiences rmn classiques, conduisant a des structures bien definies (ecart-type de 0,8 a). Le repliement de la bgk est compose de deux helices (9-16 et 24-30). Une etude fonctionnelle fut menee parallelement a la resolution de la structure. Chez la bgk, comme chez les toxines de scorpions, les residus dont la mutation entraine la plus forte perte d'affinite sont une lysine et une tyrosine. Or, les paires lysine-tyrosine sont superposables sur les structures de la bgk et de la toxine de scorpion charybdotoxine. En outre, ces deux residus sont conserves chez toutes les toxines des deux familles. Cette paire de residus semble constituer un determinant commun utilise par les toxines de scorpion et d'anemone pour se lier aux canaux potassium.
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Crest, Marcel. "Rôle des canaux potassium activés par le calcium dans la modulation de l'activité du neurone." Aix-Marseille 3, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX30036.
Full textAbstract:
Etude du canal potassium active par l'entree de calcium. Deux populations de canaux k(ca) ont ete discriminees par la presence ou non d'un systeme d'inactivation. L'inactivation du canal k(ca) est provoquee par l'accumulation du calcium cytosolique. La sensibilite du calcium du systeme inactivateur est superieure a celle de l'activation. Le role fonctionnel de ces deux courants k(ca) a ete etudie dans deux types de neurones identifies par les caracteristiques de leur potentiel d'action et par leur mode de decharge
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Lourdel, Stéphane. "Etude des canaux potassium et chlorure de la membrane basolatérale du tubule distal de souris." Paris 7, 2003. http://www.theses.fr/2003PA077070.
Full text
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Legros, Christian. "Contribution à l'étude des toxines de scorpion sur les canaux potassium : approche par la biologie moléculaire." Aix-Marseille 3, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX30115.
Full textAbstract:
Les toxines courtes de scorpion sont des peptides basiques reticules par trois ponts disulfures qui se sont revelees des outils indispensables pour l'etude des differents types de canaux k#+. Nous avons aborde leur etude par le biais de la biologie moleculaire. Nous avons purifie et caracterise deux nouvelles toxines courtes et cloner leurs precurseurs. Il s'agit de la kaliotoxine 2 (ktx 2) du venin du scorpion androctonus australis et de la ts du scorpion tityus serrulatus. La ktx 2 est un peptide apparente a la kaliotoxine, specifique des canaux k#+ potentiel-dependants. La ts , originale par sa sequence peptidique, s'est averee specifique des sites apamine dans les synaptosomes de cerveau de rat. Les adnc codant pour les precurseurs de ces peptides montrent qu'ils s'organisent suivant un modele identique a celui des precurseurs des toxines longues actives sur les canaux na#+. Des adnc nouveaux ont ete obtenus codant pour des precurseurs de peptides contenant trois ponts disulfures et pouvant constituer des ligands des canaux k#+. Il s'agit de aah-x1 et aah-x2, deux courts peptides de 37 residus et de la aah k, un long peptide de 64 residus. Les genes codant pour les precurseurs de la ktx 2 et de la aah-x1 sont constitues de deux exons separes d'un court intron, comme pour les genes des toxines longues. L'expression de la ktx2 et de son mutant presentant un n-terminal allonge a ete realisee chez e. Coli sous forme de proteine de fusion. L'extension de l'extremite n-terminale de la ktx 2 aboutit a une diminution importante de sa toxicite et de son activite. De plus, des anticorps polyclonaux diriges contre la fusion mbp-ktx 2 empechent la fixation de la #1#2#5i-ktx (1-37) dans les synaptosomes de cerveau de rat
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Blanc, Eric. "Structure en solution de neurotoxines de scorpion : vers un nouveau modèle d'interaction toxine -canal potassium." Aix-Marseille 3, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX30051.
Full textAbstract:
Les canaux potassium sont presents dans tous les types cellulaires. En partie responsables de la transmission de l'influx nerveux, ils sont impliques dans de nombreux autres phenomenes biologiques, de la secretion d'insuline a la croissance cellulaire et sont devenus des cibles potentielles pour de nouveaux agents therapeutiques. L'etude de ces canaux au niveau moleculaire a progresse grace a la caracterisation des neurotoxines de scorpion, ligands specifiques de haute affinite, et a la determination de leur mode d'action. La determination de la structure de ces neurotoxines est une etape indispensable a la comprehension des phenomenes qui regissent leur interaction avec les canaux potassium. Nous avons ainsi determine la structure en solution de la maurotoxine, une toxine active sur les canaux potassium sensibles au potentiel, purifiee du venin du scorpion scorpion maurus ; de la ts kapa, purifiee a partir du venin du scorpion tityus serrulatus et active sur les canaux potassium sensibles a l'apamine ; de p01 du venin d'androctonus mauretanicus mauretanicus, faiblement active sur les canaux sensibles a l'apamine. L'analyse de la specificite et de l'activite de ces toxines nous a conduit a impliquer l'ensemble des residus charges portes par ces toxines dans l'interaction avec le recepteur. Nous avons analyse l'influence de l'anisotropie de charges de ces toxines sur leur capacite de fixation au canal en modelisant et testant un analogue electrostatique de l'iberiotoxine, une toxine specifique des canaux potassium de grande conductance, actives par le calcium. L'analogue synthetise agit selon un mecanisme different de l'iberiotoxine naturelle, alors que le residu modifie se situe hors de la zone de contact de la toxine avec le canal. Par ailleurs, nous avons egalement etudie l'influence des ponts disulfures sur le maintien de la structure de la leiurotoxine. Nous avons determine la structure d'analogues a deux ponts de la leiurotoxine et constate une influence differentielle des ponts disulfures de cette toxine sur son repliement.
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Pinelli, Laurent. "Caractérisation des canaux potassiques du tubule contourné proximal et des propriétés régulatrices des canaux chlorure de la membrane basolatérale des cellules intercalaires du tubule connecteur." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066180/document.
Full textAbstract:
Un canal chlorure de 10 pS de la membrane basolatérale des cellules intercalaires du canal connecteur présente des propriétés proches de celles de ClC-K2. Nos données de patch clamp montrent que son activité et le nombre de canaux actifs (N) augmentent avec (i) la dépolarisation membranaire (ii) la concentration en calcium externe et (iii) l’alcalinisation extra et intracellulaire. L’alcalinisation extracellulaire déplace la dépendance au voltage vers des potentiels négatifs, alors que l’alcalinisation intracellulaire augmente leur activité à des potentiels négatifs. Ces données suggèrent que le Ca2+ extracellulaire et le pH modulent l’activité des canaux ClC-K2 via une action sur la porte commune plutôt que sur les protopores des autres canaux ClC. Nous avons cherché à établir le rôle et l’identité moléculaire des canaux potassiques basolatéraux du tubule contourné proximal (PCT), peu connus. Nos résultats montrent la présence d’ARNm codant pour les sous-unités Kir4.2 et Kir5.1 dans le PCT et, par western blot et par immunohistochimie, leur expression sur la membrane basolatérale du PCT. Un canal potassique, étudié par patch-clamp, présente des propriétés semblables à celles des canaux hétérotétramériques Kir4.2/Kir5.1 sur la membrane basolatérale du PCT de souris : il présente une conductance de 47 pS, une rectification entrante induite par le Mg2+ intracellulaire, une dépendance de son activité au pHi et un blocage par le Ba2+ extracellulaire. Cependant, un phénotype rénal chez des souris invalidées pour le gène Kcnj15 codant pour Kir4.2 n’a pas pu être mis en évidenceA 10 pS chloride channel at the basolateral side of connecting duct intercalated cells shares properties with the cloned ClC-K2 channel. Patch-clamp experiments show that its activity and the number of active channels increase with (i) membrane depolarization (ii) external calcium concentration and (iii) external and internal alkalinization. External alkalinization also shifts the voltage-dependence curve towards negative voltages while internal alkalinization flattens the voltage-dependence curve thereby raising channel activity at negative potentials. These data suggest that extracellular calcium and both extra and intracellular protons modulate ClC-K2 channels activity through an action on the common gate rather than on the protopores present in others ClC channels.The role and the molecular identity of basolateral potassium channels of the proximal convoluted tubule (PCT) are not very well known. RT-PCR results revealed the presence of mRNA encoding the Kir4.2 and Kir5.1 potassium channels subunits in mouse PCT tubular cells, and western blot and immunohistochemistry experiments showed that both proteins are expressed at the basolateral membrane of these cells. The most frequent channel observed by patch-clamp on the basolateral membrane of PCT presents a conductance of 47 pS, an inward rectification induced by intracellular Mg2+, an inhibition by extracellular Ba2+ and an activity dependent on intracellular pH. These electrophysiological properties are consistent with the presence of heteromeric Kir4.2/Kir5.1 channels in the basolateral membrane of mouse PCT. The study of mice knocked out for the Kir4.2-encoding gene Kcnj15 did not highlight a renal phenotype
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LAGARDE, DELPHINE. "Approche moleculaire de l'absorption du potassium chez les vegetaux : role physiologique des canaux akt1 et kat1." Montpellier, ENSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ENSA0019.
Full textAbstract:
Ce travail presente les resultats d'une approche in planta de la localisation et des fonctions des canaux potassiques akt1 et kat1. L'accumulation des transcrits et de la proteine akt1 a ete etudiee chez arabidopsis et le colza. L'activite du promoteur du gene akt1, fusionne au gene rapporteur gus, a ete analysee chez des plantes d'arabidopsis transgeniques. Le promoteur est actif surtout dans les racines: l'activite est essentiellement localisee (95%) dans les cellules racinaires de l'epiderme et du cortex. Dans les feuilles, le promoteur est actif dans les hydathodes, groupes de cellules situes a l'extremite des vaisseaux du xyleme et impliques dans la reabsorption des ions de la seve xylemique. L'expression du gene akt1 n'est apparemment pas regulee par le statut nutritionnel de la plante. Les resultats d'expression suggerent que akt1 est implique dans l'absorption de k#+. Ce travail a ete poursuivi par l'obtention de plantes transgeniques (tabac et arabidopsis) chez lesquelles l'expression des genes akt1 et kat1 est modulee par des strategies de genetique inverse (sens et antisens). Le criblage des transformatns indique que pour akt1, la strategie antisens n'a pas fonctionne. Les plantes transgeniques akt1 sens et kat1 sens ont une accumulation des transcrits akt1 ou kat1 modifiee. L'expression du transgene chez les lignees akt1 sens est apparemment instable et depend des conditions de culture. De premieres caracterisations physiologiques ont ete faites sur certaines de ces lignees. La sur-expression de akt1 ne semble pas modifier l'influx de k#+, ni la selectivite de l'absorption de k#+ vis a vis de na#+, nh#4#+ et li#+. Cependant, la plupart des plantes akt1 sens sont tolerantes a cs#+. Cette tolerance est associee a une sur-expression de akt1 chez les plantes transgeniques en presence de cs#+. Plusieurs hypotheses sur les fonctions physiologiques d'akt1 et de kat1 sont avancees
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Lybaert, Pascale. "Mise en évidence et rôle potentiel des canaux potassium ATP-dépendants dans la fonction de reproduction." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2009. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210215.
Full textAbstract:
Parmi les différents types de canaux ioniques, les canaux potassium (K+) sont très largement exprimés au niveau des cellules eucaryotes. Ils se répartissent en plusieurs familles et sous-familles. Parmi celles-ci, les canaux K+ ATP-dépendants (KATP) représentent une classe tout à fait particulière. En effet, ils ont la particularité d’être sensibles à la concentration cytosolique d’ATP et permettent ainsi de coupler le potentiel membranaire de la cellule à son statut métabolique.Le canal KATP est un complexe hétéro-octamérique constitué de 2 sous-unités :une sous-unité Kir6.x (Kir6.1 ou Kir6.2) formant le pore du canal et appartenant à la famille des canaux potassiques de type « inward rectifier », et une sous-unité régulatrice SURx (SUR 1 ou SUR2A/B) faisant partie des protéines ABC (ATP-binding cassette). L’expression hétérologue des sous-unités Kir6.x et SURx suivant différentes combinaisons conduit à la formation de plusieurs types de canaux KATP possédant des propriétés électro-physiologiques et des sensibilités aux nucléotides et aux agents pharmacologiques distinctes. \
Doctorat en sciences biomédicales
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Gardaire, Eric. "Étude des caractéristiques du transfert de l'ion potassium par l'épithélium branchial de la truite d'eau douce." Nice, 1986. http://www.theses.fr/1986NICE4064.
Full text
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Roucou, Xavier. "Etude des flux de potassium sur les mitochondries isolées de la levure Saccharomyces Cerevisiae : effet du potassium sur les phosphorylations oxydatives." Bordeaux 2, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR28424.
Full text
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Devaux, Jérôme. "Caractérisation des canaux potassium dépendants du potentiel des fibres myélinisées de rat au cours du développement postnatal." Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30049.
Full textAbstract:
Les fibres myélinisées périphériques contiennent trois types de canaux K+ ayant des sensibilités différentes à la dendrotoxine-I(DTX-I), à la 4-AP et au TEA. Nous avons démontré que ces trois types de canaux K+ sont présents dans les fibres myélinisées centrales aux cotés d'un quatrième type de canal, jamais identifié jusqu'à présent, sensible à la kaliotoxine (KTX). Les canaux sensibles au TEA et ceux sensibles à la 4-AP apparaissent dès la naissance dans le nerf optique et semblent localisés dans le nœud de Ranvier chez l'adulte. Les canaux sensibles à la KTX et ceux sensibles à la DXT-I apparaissent respectivement dès la naissance et dès l'élaboration des contacts axo-gliaux, et sont séquestrés sous la myéline chez l'adulte. Ces deux derniers types de canaux ne peuvent être démasqués qu'après démyélinisation chez l'adulte, et leur blocage permet de restaurer la conduction. Par la suite, nous avons démontré, en collaboration avec l'équipe d'E. Béraud (Lab. D'immunologie, Marseille), que l'administration de KTX entraîne une amélioration des scores cliniques chez les rats atteints d'EAE, une pathologie centrale comparable à la sclérose en plaquesPeripheral myelinated fibres contains three types of K+ channels having different sensibilities to dendrotoxine-I (DTX-I), 4-AP and TEA. We demonstrated that these three K+ channel types are present in central myelinated fibres in addition to a fourth type of channel, never identified until now, sensitive to kaliotoxine (KTX). The channel sensitive to TEA and this sensitive to 4-AP appear at birth in the optic nerve, and seem localised in the node of Ranvier at adult age. The channel sensitive to KTX and this sensitive to DTX-I appear respectively at birth and during the elaboration of axo-glial contacts, and are held under the myelin at adult age. These last two types of channels can be unmasked after demyelination at adult age, and their blocking allows restoring of the conduction. Afterward, we demonstrated, in association with th team of E. Béraud ( Lab. Of Immunology, Marseille), that the administration of KTX induce an improvement of the clinical scores of rats affected by EAE, a central pathology comparable to multiple sclerosis
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Vacher, Hélène. "Caractérisation pharmacologique d'un courant potassium de type A bloqué par une nouvelle famille de toxines de scorpions." Aix-Marseille 2, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX20683.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse ont permis d'identifier une nouvelle sous-famille (appelée a-KTx15) de toxines de scorpions, actives sur le courant K+ de type A des neurones de striatum en culture. Ces toxines, BmTX3 (du scorpion Buthus martensii Karch), et AmmTX3 (du scorpion Androctonus mauritanicus), sont sélectives et possèdent une très haute affinité pour leur cible, qu'elles inhibent par occlusion du pore. La distribution de leur cible dans le cerveau de rat est très hétérogène avec peu de régions présentant de fortes densités: le caudete putamen, les cellules en grain de cervelet, l'hippocampe, le colliculus supérieur et le thalamus. Lors de l'ontogénèse, ce canal cible garde la même distribution, seule sa densité évolue nettement. Ce canal est aussi présent dans le coeur de rat adulte au niveau des noeuds sinoauriculaire et auriculoventriculaire. A ce jour, il est certain que ce canal cible ne correspond pas aux canaux K+, Kv1. 4 et Kv3. 4, mais semble s'apparenter aux canaux Kv4In this work, a new subfamily (named a-KTx15) of toxins of scorpions, active on A-type K+ current of the striatum neurons in culture, have been characterized. These toxins, BmTX3 (of the scorpion Buthus martensii Karch), and AmmTX3 (of the scorpion Androctonus mauritanicus), are selective and present a high affinity for their target, which inhibit by occlusion of the pore. The distribution of their target in the rat brain is very heterogenous with few areas of strong density: the caudete putamen, the granular cells of cerebellum, hippocampus, the superior colliculus and the thalamus. During rat brain ontogenesis, this target keeps the same distribution, only the density increase. This channel is also present in the adult rat heart in sino-atrial and atrio-ventricular nodes. To date, it is certain that this target does not correspond to Kv1. 4 and Kv3. 4 channels, but could be associated with Kv4 channels
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Bouteau, François. "Canaux potassium et symports proton-sucre : implication dans la regeneration du latex chez les laticiferes d'hevea brasiliensis." Paris 7, 1994. http://www.theses.fr/1994PA077125.
Full textAbstract:
Le laticitifere d'hevea brasiliensis a la particularite de synthetiser du polyisoprene (caoutchouc naturel). Sous l'effet d'une saignee, le latex est expulse. Le laticifere doit alors le regenerer et donc absorber des composes tant mineraux qu'organiques. Les experiences menees grace a la technique du voltage-impose a une electrode ont permis de mettre en evidence des canaux potassium entrants et des canaux sortants impliques dans la regulation du potentiel de membrane. Le fonctionnement des canaux entrants permettrait aussi l'absorption de potassium au travers du plasmalemme. Deux types de canaux potassium sortants ont ete mis en evidence, l'un possedant la caracteristique de s'inactiver rapidement. Ils pourraient participer a la phase de repolarisation d'un potentiel d'action. L'absorption de sucre, necessaire a la synthese du polyisoprene, mise en evidence par l'incorporation de saccharose et de glucose marque, est vraisemblablement realisee via un symport proton-saccharose dependant du fonctionnement de la pompe a protons. L'existence d'autres symports proton-sucre n'est pas exclue. Il apparait que l'homeostasie du cytosol et la regulation des systemes de transport membranaire sont certainement de premiere importance pour la regeneration du latex afin que la cellule puisse retrouver sa capacite a repondre a une nouvelle blessure
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Royal, Perrine. "La diversité combinatoire des canaux potassiques à deux domaines pore et son implication dans la migraine." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4114/document.
Full textAbstract:
Le maintien d'un potentiel de membrane de repos négatif est à la base de l'excitabilité neuronale. Ce potentiel négatif est généré par un courant de fuite de potassium induit par les canaux potassiques à deux domaines pore (K2P). Ils se sont révélés impliqués dans de nombreux mécanismes physiologiques et physiopathologiques tels que la dépression, la neuroprotection contre les ischémies, l'anesthésie, la migraine et la perception de la douleur. L'hétéromultimérisation est un mécanisme couramment utilisé dans la nature pour augmenter la diversité fonctionnelle des complexes protéiques. Par exemple, avec 15 gènes classés en 6 sous-familles, les canaux K2P pourraient générer 120 combinaisons et, en théorie, chacune d’elles possèderait des caractéristiques bien distinctes. Ici, nous avons d’abord étudié la capacité des membres de la même sous-famille K2P (sous-famille TREK) à s’assembler pour former des hétéromères fonctionnels dotés de nouvelles propriétés. En alliant l’optopharmacologie, une technique de précipitation de molécules uniques (SiMPull) et une technique de co-localisation à l’échelle de la molécule unique à la membrane plasmique, nous avons déterminé l’existence ainsi que la stœchiométrie des complexes créés entre TREK1, TREK2 et TRAAK. Nous avons caractérisé fonctionnellement les hétérodimères et avons constaté qu'ils formaient tous des canaux sélectifs au potassium rectifiant vers l'extérieur avec une sensibilité à la tension et aux pH variables. Ayant constaté que l’hétéromérisation est possible dans la même sous-famille, nous nous demandons si cela peut être fait entre membres de familles différentes et quelles pourraient en être les conséquences pathophysiologiques. Nous avons trouvé que TREK1 et TREK2 sont capable d’hétéromériser avec le canal plus distant TRESK, un canal K2P impliqué dans la migraine. Chez l'homme, la mutation TRESK-MT, une délétion de 2 paires de base (F139WfsX24) qui induit la formation de TRESK-MT1, un dominant négatif de TRESK, a été corrélé à la migraine. De manière surprenante, nous avons découvert que cette délétion induit un site alternatif de traduction (fsATI), menant à la formation d’un second fragment de TRESK, TRESK-MT2 qui s’assemble spécifiquement avec TREK1 et TREK2. Cet assemblage induit l’extinction des courants TREK, ce qui va augmenter l’excitabilité des neurones trijumeaux, une composante clé dans l’induction de la migraine, à l’origine du phénotype migraineux observé. Ensemble, ces résultats démontrent que l’hétéromérisation des canaux K2P n’est pas rare et doit être considérée pour comprendre leurs fonctions pathophysiologiques. Enfin, les analyses génétiques des mutations liées à des pathologies devraient désormais prendre en compte les fsATIMaintenance of a negative resting membrane potential underlies the basis of neuronal excitability. This negative potential is generated by a potassium leak current mediated by two-pore-domain potassium channels (K2P). Over the years, they have been shown to be involved in many physiological and pathophysiological mechanisms such as depression, neuroprotection, anesthesia, migraine and pain perception. Heteromultimerization is a mechanism commonly used to increase the functional diversity of protein complexes. For example, with 15 genes classified in 6 subfamilies, the K2P channel family can potentially generates 120 combinations and, in theory, each of them would show different functional properties. Here, we first investigated the ability of the members from the same K2P subfamily (TREK subfamily) to assemble and form functional heteromeric channels with novel properties. Using single molecule pulldown (SiMPull) from HEK cell lysates, subunit counting in the plasma membrane of living cells and opto-pharmacology, we show that the TREK channel members TREK1, TREK2, and TRAAK readily co-assemble. We functionally characterized the heterodimers and found that all combinations form outwardly rectifying potassium-selective channels but with variable voltage sensitivity and pH regulation. Having found that heteromerization is possible within the same subfamily we wonder if it can happen between members from different subfamilies with lower sequence homology and what could be the pathophysiological consequences. We found that TREK1 and TREK2 are able to heterodimerize with the distantly-related TRESK, a two-pore-domain K+ channel implicated in migraine. Notably, in humans, TRESK-MT, a 2 bp frameshift mutation (F139WfsX24), which induced the formation of TRESK-MT1 a dominant negative for TRESK, was found to perfectly segregate with typical migraine in a large pedigree. Strikingly, we found that the 2 bp frameshift mutation induced an alternative translation initiation (fsATI) which leads to the translation of a second TRESK fragment, termed TRESK-MT2. We show that by co-assembling with and inhibiting TREK1 and TREK2, TRESK-MT2 increases trigeminal sensory neuron excitability, a key component of migraine induction, leading to a migraine-like phenotype. Together these findings demonstrate that K2P heteromerization is not rare and needs to be considered to understand their pathophysiological functions and that genetic analysis of disease-related mutations should consider fsATI as a distinct class of mutations
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Mouhat, Stéphanie. "Toxines de scorpion actives sur les canaux potassium : de l'étude des relations structure-activité aux applications thérapeutiques potentielles." Aix-Marseille 2, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX20673.
Full textAbstract:
Les toxines peptidiques isolées de venins animaux agissent en se fixant, avec une haute affinité et de façon plus ou moins sélective, sur différents types de canaux ioniques. Parmi elles se trouvent les toxines courtes de scorpion actives sur les canaux K+, comportant une quarantaine de résidus et réticulées par trois à quatre ponts disulfure. Leur faible taille les rend accessibles par synthèse chimique, qui présente l'avantage de fournir une quantité importante des toxines " natives " et analogues structuraux, pour leur caractérisation structurale et pharmacologique. Ainsi, l'étude de Pi1 et OSK1 (et de leurs dérivés) a permis de préciser les mécanismes d'interaction toxine-canal, notamment l'implication de la dyade fonctionnelle et d'autres résidus critiques et d'obtenir de nouveaux bloqueurs présentant un profil pharmacologique d'intérêt pour une application thérapeutique potentielle, notamment l'immuno-modulation avec le plus puissant bloqueur du Kv1. 3 caractérisé à ce jourToxins isolated from animal venoms act mainly by selective blocking of a variety of ion channel types, often with high affinity. Among these are short-chain scorpion toxins acting on potassium channels, which contain between 29 and 39 amino acid residues and are cross-linked by 3 or 4 disulfide bridges. The reduced size of toxins allows their production by chemical peptide synthesis and permits to obtain large amounts of native-like toxins and structural analogs thereof, needed for their structural and pharmacological characterization. The study of Pi1, OSK1 (and derivatives) allowed to describe the molecular mechanisms of interaction between the toxin and its target, especially the implication of the functional dyad and other critical residues, and to obtain new compounds with potential industrial applications in the field of human health, particularly in the immune system modulation, with the best blocker of Kv1. 3 channel characterized hitherto
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Matonti, Julia. "Rôle du canal potassique Kir2.1 dans la morphogenèse osseuse : Modélisation du syndrome d'Andersen." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019AZUR6009.
Full textAbstract:
Le syndrome d'Andersen (AS) est un trouble complexe caractérisé par une triade de symptômes: des paralysies périodiques, des arythmies cardiaques, et des troubles du développement (Andersen 1971). C’est une pathologie rare, héréditaire dominante, associée à des mutations génétiques du gène KCNJ2 (Plaster 2001) qui encode le canal potassique à rectification entrante Kir2.1. Le Kir2.1 est connu pour jouer un rôle majeur dans la stabilisation du potentiel de repos et dans la phase tardive de repolarisation du potentiel d’action cardiaque. Les caractérisations fonctionnelles de ces mutations ont été réalisées in vitro et ex vivo et ont montré l’effet dominant négatif des mutations sur ce canal. Des progrès ont été faits pour comprendre les rôles de ce canal dans les tissus musculaires et cardiaques (Zaritsky 2001). Cependant, peu d’études ont abordé le rôle du canal Kir2.1 dans les manifestations développementales et notamment son rôle dans les cellules non-excitables. De plus, l’invalidation (KO) du gène KCNJ2 chez la souris est létale quelques heures après sa naissance, due à une fente palatine (Zaritsky 2000, Dahal 2012). Cette mortalité post-natale précoce rend les études in vivo difficiles, notamment celles visant à évaluer son rôle dans les tissus adultes. Une alternative est l’utilisation d’un modèle in vitro impliquant des cellules pluripotentes induites humaines (iPS) (Takahashi 2007) qui sont capables d’être différenciées dans tous les types cellulaires. L’équipe du Dr. Bendahhou a précédemment montré que le canal fonctionnel Kir2.1 était nécessaire à la formation de l’os, dans un modèle de différentiation de myoblastes en ostéoblastes (Sacco 2015). De plus, ils ont généré des iPS à partir de biopsies musculaires de personnes saines et de patients atteints du AS (Pini 2016). Nous avons également montré que l’absence du Kir2.1 dans la différenciation ostéoblastique et chondrocytaire impactait la production de matrice mais aussi l’expression des gènes principaux de ces deux lignages (Pini 2018). Dans l’ostéoblastogenèse, l’activité́ de la voie de signalisation Bone Morphogenetic Protein (BMP) est diminuée dans les cellules AS (Pini 2018). Mon projet se focalise sur la détermination du rôle du canal Kir2.1 dans la voie de signalisation BMP dans les ostéoblastes in vitro. Pour ce faire, j’ai utilisé deux types cellulaires. En profitant de leur capacité de différenciation, j’ai utilisé les iPS (saines et AS) déjà générées par l’équipe, mais aussi des iPS générées par mes soins, afin d’étudier le rôle du Kir2.1 dans les tissus osseux. En parallèle, j’ai utilisé une lignée d’ostéoblastes humains fœtaux immortalisés (hFOB) mis au point par Harris en 1995. Une combinaison d'analyses transcriptomiques et protéomiques, ainsi que d’immunohistochimie, ont été utilisées pour déterminer le rôle du canal potassique Kir2.1 dans les étapes clés de la morphogenèse osseuseAndersen's syndrome (AS) is a complex disorder characterized by a triad of symptoms: periodic paralysis, cardiac arrhythmias, and developmental disorders (Andersen 1971). It is a rare pathology, dominant hereditary, associated with genetic mutations of the KCNJ2 gene (Plaster 2001) that encodes the inward rectifier potassium channel Kir2.1. Kir2.1 is known to play a major role in stabilizing resting cell potential and in the late phase of repolarization of cardiac action potential. Functional characterizations of these mutations were performed in vitro and ex vivo and showed the dominant negative effect of mutations on this channel. Progress has been made in understanding the roles of this channel in muscle and heart tissue (Zaritsky 2001). However, few studies have addressed the role of the Kir2.1 channel in developmental manifestations, including its role in non-excitable cells. In addition, the invalidation (KO) of the KCNJ2 gene in mice is lethal within hours of birth due to cleft palate (Zaritsky 2000, Dahal 2012). This early post-natal mortality makes in vivo studies difficult, particularly those to assess its role in adult tissues. An alternative is the use of an in vitro model involving human induced pluripotent cells (iPS) (Takahashi 2007) that are capable of being differentiated in all cell types. Dr. Bendahhou's team has previously shown that the Kir2.1 functional channel is necessary for bone formation in a model of myoblast differentiation into osteoblasts (Sacco 2015). In addition, they generated iPS from muscle biopsies of healthy individuals and AS patients (Pini 2016). We have also shown that the absence of Kir2.1 in osteoblastic and chondrocytic differentiation impacts not only matrix production but also the expression of the main genes of these two lineages (Pini 2018). In osteoblastogenesis, activity of the Bone Morphogenetic Protein (BMP) signaling pathway is decreased in AS cells (Pini 2018). My project focuses on determining the role of the Kir2.1 channel in the BMP signalling pathway in in vitro osteoblasts. To do this, I have used two cell types. Taking advantage of their differentiation capacity, I used the iPS (healthy and AS) already generated by my team, but also the iPS I have generated, to study the role of Kir2.1 in bone tissue. In parallel, I used a cell line of immortalized fetal human osteoblasts (hFOB) developed by Harris in 1995. A combination of transcriptomic and proteomic analyses, as well as immunohistochemistry, were used to investigate the role of the Kir2.1 potassium channel in key stages of bone morphogenesis
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Lande, Gilles Le Marec Hervé. "Le syndrome du QT long acquis." [S.l.] : [s.n.], 2007. http://castore.univ-nantes.fr/castore/GetOAIRef?idDoc=57166.
Full text
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Lecomte, Catherine. "Synthèse chimique et étude des relations structure-fonction de toxines courtes de scorpion actives sur les canaux potassium." Aix-Marseille 2, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX22057.
Full textAbstract:
La transmission de l'influx nerveux est assure par un mouvement des ions NA +, K + et CA 2 + au travers de la membrane grâce a des canaux ioniques spécifiques. Les neurotoxines de scorpion agissent en bloquant sélectivement, et avec une forte affinité, les canaux ioniques. Elles constituent de ce fait des outils pharmacologiques de choix dans l'étude de ces protéines membranaires. Notamment, la purification et la caractérisation des toxines courtes actives sur les canaux k + a largement contribue a améliorer nos connaissances concernant cette sous-famille de canaux qui, de part leur diversité structurale et fonctionnelle ainsi que leur répartition ubiquitaire, joue un rôle déterminant dans de nombreux processus biologiques. L'étude des relations structure-fonction des toxines de scorpion est une étape incontournable a la détermination des mécanismes moléculaires qui régissent l'interaction entre la toxine et le canal. Ainsi, nous avons caractérise la TS , une toxine courte de scorpion (35 résidus d'AA, trois ponts disulfures) qui bloque sélectivement les canaux K + actives par le CA 2 +, de faible conductance (canaux SK). Cette toxine adopte le motif architectural / commun a l'ensemble des toxines de scorpion. Son domaine fonctionnel, identifie a l'aide d'analogues de synthèse, est compose de résidus d'AA basiques (r6 et r9) localises sur la face de l'hélice. Leur orientation est comparable a celle des résidus d'AA impliques dans l'activité d'autres toxines de scorpion spécifiques des canaux SK (toxines de type LTX). Nous avons étudie l'importance des ponts disulfures de la leiurotoxine i (LTX) dans l'acquisition du motif consensus /, a l'aide d'analogues structuraux a deux ponts ; les résultats montrent que seuls les deux ponts disulfures reliant l'hélice au feuillet sont indispensables au maintien d'une conformation biologiquement active de cette molécule. Récemment, des toxines courtes a quatre ponts disulfures ont été purifiées a partir de venins de scorpion. Parmi elles, la maurotoxine (MTX) se distingue par: (i) sa double activité sur les canaux k + dépendant du potentiel et sur les canaux SK, et (ii) un appariement non-conventionnel des demi-cystines qui fait apparaitre une boucle cyclique c-terminale atypique parmi les toxines de scorpion. Nos travaux, destines a définir le rôle de cette boucle dans l'activité de la MTX, suggèrent qu'elle serait engagée dans la reconnaissance et/ou la stabilisation de l'interaction MTX-canal k + avec une efficacité variable suivant le sous-type de canal considère.
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Compoint, Mylène. "Transport d'ions potassium à travers une membrane cellulaire : étude des propriétés physicochimiques des canaux kcsa par dynamique moléculaire." Besançon, 2004. http://www.theses.fr/2004BESA2038.
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Ce travail de thèse concerne l'étude des propriétés physicochimiques des canaux KcsA par dynamique moléculaire. Le but est de mieux connaître les mécanismes responsables à l'échelle atomique du transport d'information dans les canaux transmembranaires à potassium. Dans la première partie, nous passons en revue les méthodes d'investigation des protéines membranaires et rappelons les travaux qui ont été effectués sur le canal ionique KcsA à une résolution très élevée. Les applications utilisant la dynamique moléculaire ont abouti aux résultats principaux suivants présentés dans la seconde partie : 1) une forme stable de la structure fermée avec une séquence d'occupation KWKWKK, 2) des mouvements fortement corrélés entre les ions et les molécules d'eau ainsi qu'entre les différents couples K/W du filtre sélectif, 3) la construction d'une structure ouverte réaliste du KcsA dont la zone responsable de l'ouverture correspond aux hélices internes M2, 4) l'ouverture du canal s'effectue par un mouvement de fermeture éclair des résidus terminaux du milieu intracellulaire vers le milieu extracellulaire, 5) la présence d'un transfert de charge de l'ion K+ situé dans le site S2 sur les atomes environnants de la protéine mise en évidence par l'utilisation d'une méthode quantique de calcul des charges de l'ion K+ au cours de sa progression dans le pore. La troisième partie présente les perspectives offertes par ce travail et ouvre atuellement la voie à l'étude de la polarisation des molécules d'eau de la cavité et du filtre dans les deux conformations fermée/ouverte de la protéine ainsi qu'à l'étude de la sélectivité K+/Na+ du canal KcsA par les mêmes méthodes quantiquesThis thesis is devoted to the study of the physicochemical properties of KcsA channels using classical molecular dynamics simulations. The goal is to reach a better knowledge at the atomic scale of the mechanisms which are responsible forthe ion transport in these transmembrane potassium channels. In the first part,available experimental and theoretical data on the protein properties are presented, while new results obtained during this thesis are discussed in the second part. The main results obtained in part II from restrained MD simulations are as follows : 1) a stable closed conformation for the protein is found with the sequence KWKWKK, 2) strong correlated motions between K+ ions and neighbouring water molecules, and between different K/W couples are determined along the selectivity filter, 3) a realistic open structure is obtained which is consistent with the most recent experimental data. The internal M2 helices rae responsible for the gating mechanism, 4) the gating proceeds according to a zipper mechanism implying first the terminal residues at the innermost part of the M2 helices and then propagating towards the bottom of the cavity, 5) a substantial charge transfer between the K+ ions and the surrounding atoms of the channel is determined using a quantum description for the charges. The third part deals with the presentation of various prospects offered by this work, notably the study of water polarization inside the filter and the cavity in the two protein states, and of the K+/Na+ selectivity of the KcsA by the same quantum methods
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Dumoulin, Marc. "Activation des canaux potassium(+) dépendants du calcium(2+) par l'acide époxyéicosatriénoïque et son rôle en physiologie des muscles lisses des voies respiratoires." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 1998.
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Sibille, Jérémie. "Activity-dependent astroglial potassium and calcium signals contribute to hippocampal short-term plasticity." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077284.
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I- Les astrocytes contribuent à la neurotransmission par une variété de mécanismes, allant de l'isolation de la synapse à la signalisation dynamique. Ces cellules ont une signalisation dynamique qui leur permet à la fois de détecter l'activité neuronale grâce à des canaux ioniques, des récepteurs ou des transporteurs aux différents neurotransmetteurs, et de répondre de manière appropriée par une signalisation calcique élaborée, par une plasticité morphologique ou bien par le relargage de nombreuses substances neuroactives. Cependant la nature, la plasticité, et l'impact des courants induits par l'activité neuronale sur la plasticité synaptique à court-terme est encore élusive dans les astrocytes de l'hippocampe. Nous avons montré qu'une stimulation unique des collatérales de Schaeffer dans des tranches d'hippocampe induit dans les astrocytes de stratum radiatum un courant entrant, complexe et prolongé, lui-même synchronisé à la transmission synaptique rapide des cellules pyramidales de la région CAl. Ce courant est constitué de trois composantes: un courant potassique lent, sous-tendu par les canaux Kir4. 1, un courant de transporteur au glutamate transitoire et un courant résiduel lent, partiellement sous-tendu par des transporteurs au GABA et d'autres canaux potassiques que le Kir4. 1. Tous les courants présentent une plasticité à court-termeactivité dépendante, cependant seul le courant astrocytaire de transporteur au glutamate présente une plasticité de type neuronale. Étant donné que 80% du courant astrocytaire évoqué synaptiquement est sous-tendu par les canaux potassiques de type Kir4. 1, nous avons investigué son effet sur la plasticité synaptique à court-terme de l'hippocampe, en combinant l'électrophysiologie à la modélisation mathématique. En utilisant la souris invalidée pour le gène Kir 4. 1 sélectivement dans les cellules gliales, nous avons trouvé que les canaux Kir4. 1 diminuent les réponses synaptiques aux stimulations répétitives ainsi que la potentialisation post-tétanique. Afin de d'identifier la voie de signalisation et la dynamique du cycle potassique entre les astrocytes et les neurones pendant l'activité neuronale, nous avons construit un modèle mathématique de trois compartiments qui quantifie les échanges de potassium entre les neurones, les cellules gliales et l'espace extracellulaire. Nous avons trouvé que les canaux Kir4. 1 sont responsables de la lente capture de potassium pendant l'activité neuronale, ce qui régule l'excitabilité neuronale dans des conditions tant physiologiques que pathologiques. Finalement, nous avons investigué la signalisation calcique activité-dépendante dans les astrocytes des régions CA1 et CA3 de l'hippocampe ainsi que son impact sur la transmission et la plasticité synaptique à court terme Nous avons trouvé que bien que de tels signaux régulent l'activité synaptique des synapses des collatérales de Schaeffer dans la région CA1, son effet n'est que modeste sur la synapse de la fibre moussue dans la région CA3. Cela est probablement dû à la différence de couverture astrocytaire des synapses dans ces deux régions de l'hippocampe, comme le suggère les études de microscopie électronique ainsi que le patron différentiel d'expression de la connexine 30, une protéine astrocytaire qui détermine la localisation synaptique des prolongements astrocytaires. De façon remarquable, la connexine 30 dans les astrocytes régule fortement la plasticité à court terme des synapses des fibres moussues dans la région CA3 de l'hippocampe, révélant ainsi le rôle important des astrocytes dans la régulation synaptique des niveaux de glutamate.
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Mulder, Paul. "Les activateurs des canaux potassiques dans l'hypertension artérielle et l'insuffisance cardiaque expérimentales." Paris 5, 1991. http://www.theses.fr/1991PA05P608.
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Khider, Nassim. "Etude de la force et de la vitesse de conduction des potentiels d'action musculaires en relation avec le potassium ou la demande fonctionnelle chez le rat." Compiègne, 2002. http://www.theses.fr/2001COMP1376.
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L'adaptation du muscle strié squelettique ne se manifeste pas uniquement au niveau de sa masse mais aussi au niveau de ses propriétés mécaniques, de ses propriétés métaboliques et de ses propriétés électriques. Notre étude s'inscrit dans le cadre de la problématique générale concernant les relations entre les évènements électriques (vitesse de conduction des potentiels d'action musculaire VCPA) et les évènements métaboliques (lactate et potassium) survenant au niveau d'un muscle soumis à différents régimes d'activité. L'évolution de ces évènements associée à celle des évènements mécaniques a été étudiée lors de la fatigue musculaire induite par stimulation électrique à basse fréquence (2-l0Hz) portée sur le nerf moteur. Nous avons ainsi étudié in vivo et in vitro, le comportement du muscle sa/eus de rat en utilisant deux modèles d'induction de plasticité musculaire, hypoactivité par suspension et hyperactivité par entraînement en endurance. Ceci nous a amené à : étudier l'effet d'un apport exogène de lactate ou de potassium, adapter une technique de scintigraphie et de tomographie synchronisée à notre problématique, afm de suivre la distribution du 201Tl en tant qu'analogue du potassium, envisager l'application pharmacologique que constitue l'évaluation de l'effet antifatigue du malate de citrulline. De l'ensemble des résultats obtenus, il ressort que : le potassium semble stabiliser la concentration du lactate dans le sang et accélérer l'installation du phénomène de fatigue musculaire en tenue de modification de l'activité électrique ; la force générée semble plus sensible aux variations de la concentration de potassium que ne l'est la VCPA ; la variation de demande fonctionnelle du muscle, induit un phénomène de transition en type de fibres qui peut être estimé par la VCPA ; la scintigraphie montre que la captation du thallium par le tissu musculaire dépend de la fréquence de stimulation. Cette étude confinne le lien entre la VCPA, la myotypologie et les propriétés métaboliques du muscle. De plus elle montre l'importance de la VCPA comme indicateur de la composition du muscle en types de fibres et de son état de fatigue.
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Dumoulin, Marc. "Activation des canaux potassium(+) dépendants du calcium(2+) par l'acide époxyéicosatriénoïque et son rôle en physiologie des muscles lisses des voies respiratoires." Mémoire, Université de Sherbrooke, 1998. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/3147.
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Ce travail présente l'étude de la modulation des canaux K[indice inférieur Ca] des muscles lisses des voies respiratoires par les EETs. Nous avons démontré que l'isomère 11,12-EET active directement les canaux K[indice inférieur Ca], sans l'implication d'une protéine G. Des concentrations de 0.9-3.0 [mu]M multiplient par 1.2-4 la probabilité d'ouverture des canaux K[indice inférieur Ca] sans affecter leur conductance. De plus, les effets du 11,12-EET sont présents lorsque la molécule exogène est ajoutée du côté extracellulaire (cis), et non du côté cytoplasmique (trans) du canal. Le précurseur du 11,12-EET, l'acide arachidonique, induit aussi une activation des canaux K[indice inférieur Ca], mais à des concentrations beaucoup plus élevées. Par contre, les platelet-activating factors (PAF) n'ont aucun effet direct sur le canal, même à des concentrations de 10 [mu]M. Le 11,12-EET n'induit pas une plus grande activation des canaux K[indice inférieur Ca] avec la présence de GTP du côté cytoplasmique, et donc l'hypothèse de la double activation de ces canaux par le 11,12-EET n'a pas été retenue. Finalement, le 11,12-EET induit une relaxation des muscles lisses des bronches de cobayes contractés avec le carbamylcholine, un agoniste muscarinique".--Résumé abrégé par UMI.
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Corompt, Emmanuelle. "Reactivite des muscles lisses des voies aeriennes : modulation par les canaux potassiques, le facteur atrial natriuretique et la genisteine (doctorat : pharmacologie experimentale et clinique)." Paris 5, 1998. http://www.theses.fr/1998PA05WO69.
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Senatore, Sébastien. "Contribution du modèle drosophile à l'étude des mécanismes de régulation du couplage excitation/contraction cardiaque." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22076.
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Pour mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la genèse et la régulation de l'activité rythmique cardiaque, une bonne connaissance des gènes impliqués dans ces mécanismes et de leur fonction est nécessaire.J'ai mis au point les conditions expérimentales d'un crible génétique et identifié deux gènes régulateur du rythme cardiaque : ork1, code pour un canal potassique à deux pores, pur régulateur du rythme cardiaque ; painless, code pour un canal TRPA, régulateur du rythme cardiaque et acteur essentiel de la réponse cardiaque au stress mécanique. Du fait de l'importance de la régulation de l'activité cardiaque par le stress acide, le rôle de NDAE, échangeur Cl/HCO3, a été recherché. Il est requis pour une meilleure récupération après un stress acide et couplé à l'échangeur Na/Ca.Ces travaux ont permis de valider le modèle Drosophile pour identifier de nouveaux gènes et pour étudier le rôle des gènes encore mal connu dans l'activité cardiaqueA good knowledge of genes implicated in genesis of cardiac activity and in its regulation is crucial for a better understanding of arrhythmia.In this study, I have developed experimental conditions to perform a genetic screen and identified two gens implicated in cardiac activity : ork1, encoding a two-pore potassium channel is a pure regulator of cardiac rhythm ; painless, encoding a TRPA channel, regulates cardiac frequency and mediates the cardiac response to mechanical stress. We know that cardiac activity is particulary sensitive to acidic stress and the study of NDAE, the unique Drosophila Cl/HCO3 exchanger, has shown that NDAE is required for cardiac activity recovery after acidic stress and displayed the genetic link with the Na/Ca exchanger.This work validates Drosophila as a good system to found new genes implicates in cardiac activity, particularly in genetic screen, and to precise the role of genes still unknown in cardiac activity
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Aidi, Knani Sabrine. "Effets de la modulation des canaux potassium SK et Kv4 sur les déficits moteurs et cognitifs de la maladie de Parkinson." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4777.
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La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative caractérisée par une perte dopaminergique (DA) de la voie nigro-striée. Cette dégénérescence des neurones DA, induit un déséquilibre entre les transmissions dopaminergique, GABAergique et glutamatergique au sein des ganglions de la base qui se traduit par des troubles de l'excitabilité neuronale aboutissant à l'apparition des symptômes moteurs et non-moteurs. Nous avons étudié l'effet de la modulation des canaux SK et Kv4 par des toxines issues de venins d'animaux. Pour ce faire, nous avons utilisé deux modèles lésionnels à la 6-hydroxydopamine (6-OHDA): une lésion bilatérale partielle du striatum mimant la phase précoce de la MP pour tester les déficits cognitifs et émotionnels, et une lésion unilatérale totale au niveau de la substance noire mimant la rigidité et la bradykinésie en phase tardive pour tester les déficits moteurs. Nos résultats montrent que le blocage des canaux SK par l'apamine (injection systémique, 0.1-0.3 mg/kg) améliore partiellement et transitoirement les déficits moteurs dans le test du cylindre et la rotation induite par l'apomorphine dans le modèle tardif de la MP. L'AmmTX3 (injection intrastriatale, 0.2-0.4 g), réduit les déficits moteurs et restaure des comportements cognitifs déficitaires (mémoire sociale et spatiale à court terme) et émotionnels (anxiété), après une dégénérescence DA bilatérale et partielle. L'ensemble de ces données suggère que l'inhibition pharmacologique de l'activité des canaux SK par l'apamine et Kv4 par l'AmmTX3, pourrait représenter une voie thérapeutique innovatrice quant au traitement des déficits moteurs, cognitifs et émotionnels de la MPParkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease associated to a loss of dopaminergic nigrostriatal pathway that innervates the basal ganglia (GB). The DA neuron degeneration in PD induces imbalance between dopaminergic transmission, GABAergic and glutamatergic resulting in impaired neuronal excitability leading to the onset of motor and non-motor symptoms. Potassium channels, Kv4 and SK, are extensively involved in the phenomenon of neuronal excitability. We addressed the question of whether further blockade of SK or Kv4 activity could restore normal GB function in vivo. In this aim, we used a neurotoxin, 6-hydroxydopamine (6-OHDA) to produce two lesional models of Parkinson's disease in rats that mimics the cognitive and emotional deficits of the early phase of PD (partial and bilateral striatal lesions) and the motor deficits observed in the late phase of the disease (total unilateral nigral lesion). Apamin from bee venom (systemic injection, 0.1-0.3 mg/kg) and AmmTX3 from scorpion venom (intrastriatal injection, 0.2-0.4 g) were chosen to block SK and Kv4 channels respectively.In a first study, apamin treatment partially reduced motor deficits in the cylinder test and the rotation induced by apomorphine. In the second study, the AmmTX3 also decreased parkinsonian motor deficits. This late toxin restored cognitive behaviors (short-term social and spatial memory) and emotion (anxiety).Taken together, these results underlie the importance of SK channels as modulators of neuronal excitability of Kv4 channels as players of the homeostatic responses, and more importantly, provide potential targets for adjunctive therapies for Parkinson's disease
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Haddjeri, Alexis. "Robustesse du phénotype électrique des neurones dopaminergiques de la substance noire compacte à la délétion des canaux potassium Kv4.3 et SK3." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/191211_HADDJERI_482kf140lioz770fao837wbiyys_TH.pdf.
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Ce travail de thèse concerne la caractérisation des variations du phénotype électrique des neurones DA de la SNc chez les animaux KOs SK3 et Kv4.3, en conditions physiologiques et physiopathologiques. Dans une première étude, j'ai analysé un grand nombre de paramètres électrophysiologiques chez ces animaux. En association avec des blocages pharmacologiques aigus de ces canaux, la délétion chronique du canal Kv4.3 conduit à une variation phénotypique semblable au blocage aigu du canal tandis que la délétion du canal SK3 semble compensée par d'autres canaux (notamment le SK2). Dans une seconde étude, préliminaire, nous avons utilisé un modèle de lésion bilatérale partielle pour étudier les répercussions comportementales et électrophysiologiques de la délétion du canal SK3 dans le développement de la maladie de Parkinson. Nos résultats suggèrent qu’en condition "Parkinson", la suppression constitutive du canal SK3 est associée à un léger effet anxiolytique, à l’abolition de l’hypersensibilité aux agonistes dopaminergiques mais aussi à des déficits de l’apprentissage moteur. Du point de vue électrophysiologique, les neurones DA de la SNc présentent un profil de décharge régulier similaire à la condition non-traitée. Ces deux études suggèrent que l'activité électrique des neurones DA de la SNc présente une robustesse partielle et variable à la délétion des canaux potassium qui peut être révélée dans des contextes physiologiques et physiopathologiques. Ce travail devrait permettre de mieux comprendre comment les mutations génétiques de canaux ioniques pourraient altérer la vulnérabilité des neurones DA de la SNc dans le contexte de la maladie de ParkinsonDuring my PhD, I precisely characterized the variations in electrical phenotype of the SNc DA neurons in Kv4.3 and SK3 KO animals, in physiological and pathophysiological conditions. In a first study, I analyzed a large number of electrophysiological parameters in these animals Combined with acute pharmacological blockade of these ion channels, I showed that Kv4.3 chronic deletion leads to a phenotypic change similar to the one induced by acute blockade of the channel while SK3 deletion appears to be compensated by other ion channels (in particular SK2). Motor behavior testing of Kv4.3 and SK3 KO animals confirmed the robustness of SK3 animals and the absence of robustness of Kv4.3 animals. In a second preliminary study, we used a bilateral partial lesion model to assess the behavioral and electrophysiological consequences of SK3 deletion on Parkinson's disease development. Our results suggest that in "Parkinson's" conditions, the chronic deletion of SK3 channel is associated with a slight anti-anxiety effect, the suppression of dopaminergic agonist hypersensitivity but also with motor deficits. From an electrophysiological viewpoint, the SNc DA neurons display a pacemaking behavior similar to the untreated condition. These two studies suggest that SNc DA neuron activity displays a partial and variable robustness to potassium channel deletion (robust to SK3 deletion, sensitive to Kv4.3 deletion) that can be revealed in physiological and pathophysiological conditions. This work will help understanding how ion channel mutations may alter SNc DA neuron vulnerability in Parkinson's disease
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Laurent, Florence. "Etude des mécanismes d'action et des propriétés pharmacologiques d'une nouvelle série de dérivés imidazo[1,2-a]pyraziniques." Montpellier 1, 1993. http://www.theses.fr/1993MON13516.
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Kasimova, Marina. "Modulation de canaux potassiques sensibles au voltage par le phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0204/document.
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Les canaux potassiques (Kv) dépendants du voltage sont des protéines transmembranaires qui permettent le flux passif d’ions potassium à travers une membrane plasmique lorsque celle-ci est dépolarisée. Ils sont constitués de quatre domaines périphériques sensibles au voltage et un domaine central, un pore, qui délimite un chemin hydrophile pour le passage d’ions. Les domaines sensibles à la tension (VSD) et le pore sont couplés, ce qui signifie que l’activation des VSD déclenche l’ouverture du pore, et qu’un pore ouvert favorise l’activation des VSD. Le phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) est un lipide mineur du feuillet interne de la membrane plasmique. Ce lipide fortement chargé négativement module le fonctionnement de plusieurs canaux ioniques, y compris les membres de la famille Kv. En particulier, l’application de ce lipide à Kv1.2 et Kv7.1, deux canaux homologues, augmente leur courant ionique. Cependant, alors que Kv1.2 est capable de s’ouvrir en l’absence de PIP2, dans le cas de Kv7.1, ce lipide est absolument nécessaire pour l’ouverture du canal. En outre, dans Kv1.2, PIP2 induit une perte de fonction, qui est manifesté par un mouvement retardé des VSD. Jusqu’à présent, les mécanismes sous-jacents à de telles modulations des canaux Kv par PIP2 restent inconnus. Dans ce travail, nous tentons de faire la lumière sur ces mécanismes en utilisant des simulations de dynamique moléculaire (DM) combinées avec une approche expérimentale, entreprise par nos collaborateurs. En utilisant des simulations de DM sans contrainte, nous avons identifié les sites potentiels de liaison du PIP2 au Kv1.2. Dans l’un de ces sites, PIP2 interagit avec le canal de sorte à former des ponts salins dépendants de l’état du canal, soit avec le VSD soit avec le pore. Sur la base de ces résultats, nous proposons un modèle pour rationaliser les données expérimentales connues. En outre, nous avons cherché à évaluer quantitativement la perte de fonction induite par la présence de PIP2 au voisinage du VSD du Kv1.2. En particulier, nous avons calculé l’énergie libre des deux premières transitions le long de l’activation du VSD en présence et en l’absence de ce lipide. Nous avons constaté que PIP2 affecte à la fois la stabilité relative des états du VSD et les barrières d’énergie libre qui les séparent. Enfin, nous avons étudié les interactions entre PIP2 et un autre membre de la famille Kv, le canal Kv7.1 cardiaque. Dans le site de liaison de PIP2 que nous avons identifié pour ce canal, l’interaction entre les résidus positifs de Kv7.1 et le lipide sont dépendants de l’état du VSD, comme dans le cas de Kv1.2. On montre que cette interaction est importante pour le couplage entre les VSD et le pore, couplage qui est par ailleurs affaibli à cause de la répulsion électrostatique entre quelques résidus positifs. Ces résultats et prédictions ont été vérifiés par les données expérimentales obtenues par nos collaborateursVoltage-gated potassium (Kv) channels are transmembrane proteins that enable the passive flow of potassium ions across a plasma membrane when the latter is depolarized. They consist of four peripheral voltage sensor domains, responding to the applied voltage, and a central pore domain that encompasses a hydrophilic path for passing ions. The voltage sensors and the pore are coupled, meaning that the activation of the voltage sensors triggers the pore opening, and the open pore promotes the activation of the voltage sensors. Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2) is a minor lipid of the inner plasma membrane leaflet. This highly negatively charged lipid was shown to modulate the functioning of several ion channels including members of the Kv family. In particular, application of this lipid to Kv1.2 and Kv7.1, two homologous channels, enhances their ionic current. However, while Kv1.2 is able to open without PIP2, in the case of Kv7.1, this lipid is absolutely required for opening. Additionally, in Kv1.2, PIP2 induces a loss of functioning, which is manifested by delayed motions of the voltage sensors. So far, the mechanism underlying the Kv channels modulation by PIP2 remains unknown. In the present manuscript, we attempt to shed light on this mechanism using molecular dynamics (MD) simulations combined with experiments, which was undertaken by our collaborators. Using unconstrained MD simulations, we have identified potential PIP2 binding sites in Kv1.2. In one of these sites, PIP2 interacts with the channel in a state-dependent manner forming salt bridges either with the voltage sensor or with the pore. Based on these findings, we propose a model rationalizing the known experimental data. Further, we aimed to estimate the loss of functioning effect induced by PIP2 on the Kv1.2 voltage sensors. In particular, we have calculated the free energy of the first two transitions along the activation path in the presence and absence of this lipid. We found that PIP2 affects both the relative stability of the voltage sensor states and the free energy barriers separating them. Finally, we studied the interactions between PIP2 and another member of the Kv family, the cardiac channel Kv7.1. In the PIP2 binding site that we have identified for this channel, the interaction between positive residues of Kv7.1 and the lipid was state-dependent, as in the case of Kv1.2. This state-dependent interaction, however, is prominent for coupling between the voltage sensors and the pore, which is otherwise weakened due to electrostatic repulsion of some positive residues. These findings are in a good agreement with the experimental data obtained by our collaborators
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Fahmi, Mohammed. "Régulation par des seconds messagers cellulaires de canaux ioniques membranaires impliqués dans la transduction de signaux hormonaux hypophysaires." Bordeaux 2, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR28406.
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Vasseur, Lucie. "Optimisation de la production et de la purification du canal hERG en vue d’une caractérisation biophysique et structurale." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT127/document.
Full textAbstract:
La protéine humaine hERG (human ether-à-go-go related gene) s’associe en homo-tétramère pour former le canal potassique voltage-dépendant Kv11.1. C’est un acteur majeur de la repolarisation du potentiel d’action cardiaque par sa capacité à externaliser le potassium du cardiomyocyte. L’altération de sa fonction induit le syndrome du QT long à l’origine d’arythmies cardiaques et pouvant conduire à un arrêt du cœur. Ce syndrome parfois génétique provient le plus souvent d’une inhibition pharmacologique. De nombreux médicaments ont montré leur capacité à inhiber hERG en se fixant dans la lumière du canal. L’étude des interactions moléculaires entre hERG et médicaments intéresse les scientifiques depuis de nombreuses années. Très récemment, la première structure atomique de hERG à l’état ouvert par cryo-microscopie électronique a permis une avancée majeure dans la compréhension de l’agencement du pore du canal. De nombreuses questions restent malgré tout non résolues concernant les mécanismes de liaison des ligands. Plus encore, le développement d’approches biophysiques à partir de canal purifié permettraient de caractériser et d’anticiper des interactions avec les médicaments. Dans cette perspective, nous avons testé plusieurs stratégies pour obtenir le canal hERG purifié dans une forme stable, homogène et fonctionnelle. Notre étude est basée sur une construction simplifiée et chimérique du canal hERG, la version hERG(S1-coil). Chaque étape permettant la production et la purification d’une protéine membranaire a été optimisée en testant différentes techniques proposées par la littérature. Nous avons comparé les rendements d’expression du canal dans différents systèmes recombinants procaryotes ou eucaryotes. La quantité de protéine totale et le pourcentage de protéine fonctionnelle dans les membranes ont été étudiés. Dans un deuxième temps, le canal a été solubilisé puis purifié. Nous avons comparé les rendements de solubilisation et la stabilité protéique en fonction du type de détergent. En parallèle, nous avons mis au point des moyens techniques pour évaluer la fonction du canal au fur et à mesure du processus de production et purification. Le canal hERG(S1-coil) tétramérique et fonctionnel a finalement été identifié dans la fraction purifiée. Cependant, des optimisations sont encore à apporter pour conserver l’agencement tétramérique et empêcher l’agrégation au cours du temps avant de pouvoir envisager des études biophysiques et structurales. A terme, ces travaux pourraient profiter à la production et à la purification d’autres protéines membranaires oligomériquesThe human protein hERG (human ether-à-go-go related gene) assembles as homo-tetramer to form the voltage-gated potassium channel Kv11.1. This channel is involved in repolarization of the cardiac action potential by regulating the potassium release from cardiomyocytes. hERG malfunction was found to cause long QT syndrome, a disorder that predisposes affected patients to arrhythmias and sudden death. This can be due to congenital mutation in the hERG gene and, most frequently, it is caused by pharmacological agents. Several drugs are known to block the channel ion pathway, resulting in off-target inhibition of hERG. Consequently, understanding the molecular basis of drug binding to hERG has become a high priority. The recent determination of a near-atomic resolution structure of the opened channel, using cryo-electron microscopy, provides insights into how this channel work. But several questions are still unanswered to understand the mechanisms of hERG function and drug binding. Moreover, new biophysical protocols with the purified hERG channel would help scientists and industries to anticipate drug side effects. In this context, we investigated strategies to purify a stable, homogenous and functional hERG channel. Our study was based on a shorter and chimeric hERG channel, the hERG(S1-coil) version. We optimized each step from production to purification of membrane proteins by testing experimental protocols found in the literature. In this thesis project, we first compared production rates of the channel in several prokaryote and eukaryotes recombinant systems. Total protein produced and the percent of functional channel were investigated in membranes from each recombinant system. Then, the channel was extracted from membranes before purification. Solubilizing rates and channel stability were compared depending on detergents. In another hand, we also developed protocols to investigate the channel stability and function along production and purification. A tetrameric and functional channel was finally purified and identified by this strategy. More work however is still needed to improve channel homogeneity and stability before to be suitable for biophysical and structural studies. In the future, this work could also help investigations in production and purification of other oligomeric membrane proteins