Academic literature on the topic 'Enzyme de synthèse du monoxyde d'azote'

Nitric oxide (NO) is a natural and stable free radical produced in soil and water by the bacteriological reduction of nitrites and nitrates and in animals by the enzyme oxidation of L-arginine. NO is biosynthesised by finely regulated enzymatic systems called NO-synthases and readily diffuses through tissues. It reacts rapidly with hemoproteins and iron-sulphur centers to form nitrosylated compounds. It oxidises more slowly to form nitrogen oxides that nitrosate thiols into thionitrite. NO is transported in these various forms and released spontaneously or through yet unclear mechanisms into most cells; it also regulates oxygen consumption at the mitochondrial respiratory chain level through interaction with cytochrome oxidase. In the cardiovascular system, NO lowers blood pressure by activating a hemoprotein, the guanylate cyclase present in muscle cells; through such interaction it acts also as a neuromediator and neuromodulator in the nervous system. However, many of NO's roles result from rapid coupling to other radicals; for example, it reacts with the superoxide anion (O–2) to form oxoperoxinitrate (ONOO–, also known as peroxynitrite). This strong oxidant of metallic centers, thiols, and antioxidants is also able to convert tyrosine to 3-nitrotyrosine and to act upon tyrosine residues contained in proteins. The biological aspects of the roles of NO are presented with particular respect to the rapid interactions of NO with hemoproteins' iron and other radicals. Concurrently, NO oxidation enables nitrosation reactions primarily of thiols but ultimately of nucleic bases. The thionitrite function (R-S-NO) thus formed and the dimerisation and nitration of tyrosine residues are protein post-translational modifications that are being investigated in animals.Key words: nitric oxide, peroxynitrite, nitration, nitrosation, nitrosylation. [Translated by the editors.]

Le monoxyde d’azote (NO), un neurotransmetteur important en biologie, a attiré l’attention ces dernières années pour son rôle majeur joué dans l’apparition d’une myriade de maladies telles que certains cancers, diabètes etc. Comprendre les mécanismes biologiques liés à la production du NO pourrait aboutir à la découverte de nouveaux moyens thérapeutiques. Cependant, le fonctionnement de l’enzyme qui produit le monoxyde d’azote, la NO-Synthase, n’est pas complétement élucidé. Dans ce but, des approches biomimétiques peuvent apporter une solution. Les microréacteurs ou proto-cellules, enveloppes imitant sommairement la compartimentation cellulaire sont un outil de choix, permettant de répliquer un environnement contrôlé où les concentrations et distances de réactions sont proches d’une cellule, permettant ainsi d’étudier le fonctionnement de la NO-Synthase. Cette thèse présente trois problématiques qui ont pour but de développer un tel microréacteur encapsulant la NO-Synthase : (1) la libération contrôlé d’espèces réactives déclenchée par un stimulus lumineux, (2) le suivi de l’activité de l’enzyme par des sondes fluorescentes et (3) le contrôle de la réaction enzymatique dans l’espace et dans le temps. Deux systèmes ont été étudiés pour libérer de manière contrôlée des espèces: la première consiste à déstabiliser des nano polymersomes par photo-clivage du copolymère qui le constitue. Le deuxième système est basé sur une rapide augmentation de la pression osmotique par irradiation à l’intérieur des polymersomes, induisant un éclatement de ceux-ci et la libération d’espèces encapsulées. La deuxième problématique abordée est le suivi de l’activité enzymatique au moyen de sondes hydrophobes et hydrophiles fluorescentes qui détectent le monoxyde d’azote à différent endroits du microréacteur. Le dernier point abordé est l’étude des microréacteur et la libération contrôlé en leur sein
Nitric oxide (NO) has been identified as an important chemical messenger in cells and living organisms. Understanding the mechanism involved in NO production by NO-synthase is of fundamental importance. Mimicking basic cell functions by encapsulating NO-synthase in a controlled and confined cell like environment, could help provide information about the enzyme. Polymersomes resulting from the self-assembly of amphiphilic block copolymers were used as the synthetic cell like microreactor. To this end, three major challenges were addressed in this thesis: (1) controlling species release and concentration inside the microreactor, (2) measuring the enzyme response by NO detection and (3) controlling enzymatic reactions in space and time inside a microreactor. Light was used as the exogenous stimulus to induce release; its application is instantaneous, non-invasive and easy to control spatially and temporally. Two different ways to release species via light excitation were explored. The first strategy involves destabilization of nanopolymersomes by block separation, induced by copolymer photocleavage. The second strategy was to induce fast osmotic pressure increase of the polymersomes internal medium, resulting in bursting and species release. In order to monitor NO production by NO-synthase in different parts of the microreactor, hydrophobic and hydrophilic fluorescent NO probes have been synthesized and studied showing excellent correlation with NO concentration. The release of species inside microreactor was finally achieved in order to control enzymatic reaction

Afin d'évaluer l'importance de la voie L-arginine-monoxyde d'azote (NO) dans l'homéostasie circulatoire, nous avons étudié les conséquences du blocage chronique de la NO synthase à l'aide d'un antagoniste de l'arginine (NG-nitro-L-arginine methyl ester, L-NAME) chez le rat Wistar normotendu. L'administration de L-NAME entraîne une hypertension artérielle d'un niveau manométrique comparable à celui des autres modèles d'hypertension artérielle. L'hypertension artérielle induite par la L-NAME se caractérise par une absence d'hypertrophie ventriculaire gauche pendant les premières semaines, l'apparition d'intenses lésions de néphroangiosclérose s'accompagnant d'une activation du système rénine angiotensive, et enfin l'existence d'infarctus de la moelle épinière. L'administration de L-NAME pendant 4 mois entraîne la mort de tous les animaux. L'activité de la NO synthase paraît normale chez le rat spontanément hypertendu. Par contre, nous avons observé deux situations au cours desquelles l'activité de la NO synthase est modifiée de façon chronique. La prolifération des cellules endothéliales en culture entraîne une augmentation de l'expression du gène de la NO synthase ainsi que celle de son activité. Les taux circulants de glutamine inhibent l'activité de la NO synthase, cette inhibition pouvant être réservée par de fortes concentrations d'arginine.

Le travail presente dans cette these s'inscrit dans le cadre de la chimie de l'evolution et concerne plus particulierement la chimie de l'evolution. Dans la premiere partie de ces travaux, les possibilites competitives de synthese d'-aminoacide et de n-carbamoylaminoacide ont ete analysee. Dans les conditions prebiotiques presumees, l'equilibre resultant du systeme rcho/nh3/hcn entre l'-hydroxynitrile (>99,9%) et l'-aminonitrile (<0,1%) a pu etre cinetiquement deplace vers le precurseur de l'-aminoacide (l'-aminonitrile) dans des conditions diluees extremement douces, selon deux processus catalytiques utilisant le formaldehyde et l'anhydride carbonique. Une etude cinetique du comportement des composes intermediaires de ces deux processus catalytiques a permis de montrer la preeminence des n-carbamoylaminoacides. Dans la deuxieme partie de cette these, le comportement cinetique des -aminoacides en presence de solutions aqueuses de cyanate a ete etudie en prenant en compte les differents processus catalytiques d'hydrolyse des cyanates. La glycine, aminoacide modele dans cette etude, meme a faible concentration (10-3 mol. L-1) est convertie au ph de l'ocean primitif en n-carbamoylglycine. La derniere partie de ces travaux est relative a l'activation chimique des n-carbamoylaminoacides par le systeme gazeux nitrosant no/o2 en phase solide aussi bien qu'en solvant organique. La nitrosation des n-carbamoylaminoacides constitue une voie d'acces simple aux n-carboxyanhydrides avec une tres bonne selectivite et sans rejets autres que n2 et h2o. Cette synthese correspond a une nouvelle voie efficace de preparation des n-carboxyanhydrides, veritables precurseurs peptidiques.

La relaxation vasculaire est en majeure partie régulée par le monoxyde d'azote (NO) synthétisé par l'isoforme endothéliale de la NO synthase (NOS III). La NOS III localisée au niveau d'une unité fonctionnelle la cavéolae, est elle-même dépendante de la concentration intracellulaire de la Ca2+ libre ([Ca2+]i), de réactions de phosphorylation et de l'homéostasie calcique cavéolaire. Récemment, l'implication des tyrosines kinases, de la Ca2+/calmoduline protei͏̈ne kinase II (CaMK II) et de l'échangeur Na+/Ca2+ dans la synthèse de NO ont été supposées. L'objet de cette étude a été de caractériser le rôle de ces trois systèmes dans la relaxation d'anneaux d'aorte de rat et la production de NO par une lignée de cellule endothéliale d'aorte de porc. Les effets des tyrosines kinases, de la CaMK II et de l'échangeur Na/+Ca2+ ont été étudiés par l'intermédiaire d'activateurs et d'inhibiteurs des kinases et de l'échangeur. La relaxation a été suivie sur les anneaux en chambre d'organe par leur allongements isométriques après stimulation par différents activateurs de la NOS III. La production de NO cellulaire a été quantifiée par la concentration des nitrites et nitrates dans le milieu de culture ou la détermination en temps-réel du NO libéré par sonde ampérométrique. Les inhibiteurs des tyrosines kynases et phosphatases ont montré une diminution de la relaxation dépendante de l'endothélium et une diminution de la production de NO. Ces effets n'ont pas été associés à la phosphorylation des radicaux tyrosyls de la NOS III. Au total, nos résultats confirment l'implication des tyrosines kinases, de la CaMK II et de l'échangeur Na+/Ca2 +dans la régulation de la NOS III. Si les tyrosines kynases solubles interviennent via la régulation de la [Ca2+] i , la CaMK II phosphoryle directement la NOS III alors que l'échangeur Na+/Ca2+ en mode Ca2+ entrant régule la concentration de Ca2+ libre cavéolaire. Ces trois systèmes supposent de nouveaux niveaux de régulation de la NOS III et la perspective de développements pharmacologiques.

La symbiose entre Medicago truncatula et Sinorhizobium meliloti conduit à la formation de nodosités racinaires capables de fixer l’azote atmosphérique. Le glutathion (GSH) et l’homoglutathion (hGSH) sont deux molécules antioxydantes qui participent à des fonctions essentielles pour la plante. Au cours de ce travail de thèse, la régulation de l’expression des gènes de synthèse du GSH et de l’hGSH par le monoxyde d’azote (NO) a été analysée, et une étude transcriptomique a été réalisée afin d’identifier des gènes cibles du (h)GSH lors de la symbiose. Deux donneurs chimiques de NO sont capables d’augmenter la quantité d’ARNm correspondant à la γ-glutamylcystéine synthétase et à la glutathion synthétase, mais pas de l’homoglutathion synthétase, suggérant que ces deux thiols pourraient avoir des rôles différents. L’accumulation du GSH a été corrélée à l’expression des gènes, montrant que le NO induit la synthèse du GSH dans les racines de Medicago truncatula. L’étude transcriptomique réalisée a permis d’identifier 181 gènes dont l’expression est modifiée chez des plantes déficientes en (h)GSH au cours de la mise en place de la symbiose, parmi lesquels des gènes liés à la formation des méristèmes, à la transduction du signal et à la défense de la plante. L’analyse du profil d’expression de gènes de défense induits par l’acide salicylique suggère que les mécanismes de défense liés à cette hormone affectent la nodulation des plantes déficientes en (h)GSH. Les résultats obtenus dans cette thèse ouvrent de nouvelles perspectives d’étude sur les multiples rôles du h(GSH) dans les mécanismes de la nodulation, et plus généralement dans les interactions plantes-microorganismes
Symbiosis between Medicago truncatula and Sinorhizobium meliloti leads to the formation of root nodules able to reduce atmospheric nitrogen. Glutathione (GSH) and its homologue homoglutathione (hGSH) are two antioxidants involved in many essential plant functions. During this PhD work, regulation of GSH and hGSH biosynthesis genes by nitric oxide (NO) was studied and a transcriptomic analysis was carried out in order to identify (h)GSH target genes during the nodulation process. Two chemical NO donors, are able to increase the amount of γ-glutamylcysteine synthetase and glutathione synthetase transcripts, but not homoglutathione synthetase transcripts, suggesting the two thiols could have different roles. GSH accumulation correlated with gene expression, showing NO induces GSH synthesis in Medicago truncatula roots. NO, which has been detected in nitrogen fixative nodules, could therefore be involved in antioxidant defence during symbiosis by the activation of GSH synthesis. Transcriptomic analysis by cDNA-AFLP allowed us to identify 181 genes regulated by (h)GSH depletion during the nodulation process ; amongst them, genes related to meristem development, signal transduction and plant defence. Expression profile analysis of genes induced by salicylic acid suggest defence mechanisms linked to this hormone are impaired in (h)GSH-depleted plants. The results obtained during this work bring us new elements on (h)GSH implication in plant defence regulation and open the way to new studies on the various roles of this molecule in nodulation mechanisms, and more generally in plant-microorganism interactions

Le monoxyde d'azote (NO) est impliqué dans un grand nombre de fonctions physiologiques, tant dans le système nerveux ou le systèine immunitaire que dans le système cardio-vasculaire. Le NO est l'un des produits générés par une famille d'enzymes, les synthases du monoxyde d'azote (NOS). Ces synthases partagent de nombreuses caractéristiques structurelles et de cofacteurs communs. Dans le système cardio-vasculaire le NO est produit principalement par les cellules endothéliales vasculaires et joue un rôle majeur dans le maintien du tonus vasodilatateur artériel et dans la régulation de la pression artérielle. L'isoforme endothéliale des NOS, la eNOS, ou NOS III, est exprimée constitutivement dans les cellules endothéliales et dans plusieurs autres types cellulaire. Son expression est cependant modulée aux niveaux transcriptionnel et post-transcriptionnel par de nombreux effecteurs, en particulier le VEGF. Le gène humain de la eNOS a été localisé dans la région télomérique du chromosome 7, en 7q36. Les facteurs de transcription des familles Ets, GATA, ou Sp-1 ont été impliqués dans la régulation de l'expression basale du promoteur du gène. Aucun de ces facteurs, pris isolément ou en combinaison avec les autres, ne permettent d'expliquer la restriction endothéliale de l'expression de la eNOS, nous avons entrepris d'identifier de nouvelles régions régulatrices dans le gène de la eNOS. Par des techniques d'hypersensibilité à la DNase 1 et de transfections, nous avons identifié un élément de régulation localisé à 4. 9 kb en amont du site principal de démarrage de la transcription. Cet élément activateur de 269 pb, qui présente les caractéristiques d'un "enhancer", est spécifiquement actif dans les cellules endothéliales lorsqu'il est placé dans sa configuration native. Plusieurs régions distinctes au sein de cet activateur sont importantes pour sa fonction et contiennent des sites de fixation pour les facteurs de transcription de type MZF, Sp-1 et AP-2 et Ets. Une première analyse indique qu'un des facteurs Ets impliqués serait la protéine Erg.