Academic literature on the topic 'Glutathion – Oxydation'

The Gluthation peroxidase (GPX) enzymes are part of the protective system against lipid peroxydation that includes prevention of oxydation and reduction of already oxidized lipid through enzymatic reactions catalyzed by GSH. GPX4 is one of the five GPX able to incorporate selenium. It is also the only GPX able to directly reduce in the membrane the oxidized fatty acids and cholesterol. Recent reports identified GPX4 as the central inhibitor of ferroptosis, a process during which iron-induced peroxydation of membrane lipids causes a specific cell death that can be reverted by lipophilic antioxydants or by iron chelators. GPX4 has recently been involved during mice erythropoiesis: GPX4-/-mice present a hemolytic anemia and a high apoptotic rate in spleen erythroid progenitors. Although transcriptomics and proteomics found it expressed in human erythroid precursors, its role during human erythropoiesis has not been described. Using an in-vitroerythroid differentiation protocol from CD34+cells obtained from apheresis, we confirmed that GPX4 expression was induced at RNA and protein level during differentiation. RSL3, a specific GPX4 inhibitor, didn't affect early steps of erythropoiesis (i.eclonogenic potential and progenitor amplification) nor the early maturation of erythroid precursors (assessed by sequential CD49d/CD235/CD71 staining) but led to a significant decrease in the enucleation rate as assessed by Hoechst staining using flow cytometry (74%±9 DMSO versus 35%±6 RSL3, p<0.01) and by cytology after MGG staining (58%±10 DMSO versus 27% RSL3±5, p<0.05). This effect was not related to ferroptosis since (i) FIN56 and erastin, two other ferroptosis activators, didn't impact enucleation and (ii) the enucleation defect was not reverted by tocopherol or ferrostatin. Of note, tocopherol reverted lipid peroxydation at cell surface, as shown by Bodipy-C11 staining, showing that enucleation defect and lipid peroxydation were not directly related. These data argue for a specific GPX4 role in the enucleation process, independently to its well-described function in ferroptosis control. Using Western Blot, we observed that RSL3 exposure induced a strong GPX4 depletion in erythroid progenitors while it didn't affect GPX1, another member of the GPX family expressed in erythroid cells. In order to confirm that enucleation defect was related to GPX4 knockdown, we used an Sh-RNA strategy that allowed a 62%±6 GPX4 decrease at RNA level and a 46%±5 at protein level. We observed a significant defect in terminal enucleation in the cells transduced with shGPX4-lentiviruses in comparison with sh-Scramble (59%±5 Sh-Scr versus 39%±6 Sh-Gpx4, p<0.05). Isopentylpyrophosphate, an intermediate component of cholesterol synthesis that also acts as a substract of selenoprotein synthesis, restored partially both GPX4 expression and erythroblast enucleation. We investigated then whether GPX4-knock-down affected quantitatively or qualitatively the membrane lipid content, which was shown to be involved in the enucleation process. Addition of Cholesterol to RSL3 in the medium partially restored the enucleation rate. However, lipidomics failed to show any significant difference in the total membrane lipid content (and particularly in the cholesterol content) after RSL3 exposure in comparison to DMSO. Since cholesterol is particularly abundant in the lipid rafts, we investigated whether the lipid distribution was qualitatively altered within the cell membrane. We observed a disruption of membrane lipid rafts when cells were exposed to RSL3, as shown by a 60%±12 decrease in the mean cholera toxin fluorescence intensity. GPX4 presence in lipid rafts was confirmed using immunofluorescence showing their co-localization at cell surface in human primary erythroblasts. Since lipid rafts play a role in the contractile ring that separates pyrenocyte from reticulocyte, we evaluated the myosin-light chain phosphorylation using flow cytometry and Western Blot and found it drastically decreased in GPX4-knockdown conditions. In summary, we identified GPX4 as a new actor of human terminal erythroid differentiation, independently to its function in ferroptosis control. We described its interaction at cell surface with lipid rafts that are required for the assembly of the contractile ring and cytokinesis leading to the nucleus extrusion. Disclosures No relevant conflicts of interest to declare.

Introduction. Zygophyllum album (Z. album) is used in traditional medicine for a long time for its anti-diabetic activities. Objective. To investigate Z. album extract supplementation effects on redox and inflammatory status in hypercholesterolemic-diabetic rats. Material and methods. Male Wistar rats (n=36), weighing 200±10g were divided into three groups (n=12). The 1st group was hypercholesterolemic (HC) by consuming cholesterol enriched diet (1%). The 2nd group was diabetic (D) by intraperi-toneal injection of streptozotocin (STZ) (35 mg/kg body weight). The 3rd group was hypercholesterolemic-diabetic (HC-D). Each group was divided into two subgroups (n=6), untreated (HC, D, HC-D) and treated groups with 1% Z. album extract (HC-Za, D-Za and HC-D-Za). Results. At d28, Z. album treatment lead to a decrease in erythrocytes thiobarbituric reactive substances (TBARS) in HC-Za (-44%), D-Za (-66%) and HC-D-Za (-23%) groups. Increased erythrocytes antioxidant enzymes activities (superoxide dismu-tase, glutathione peroxidase, glutathione reductase and catalase) were observed in HC-Za, D-Za and HC-D-Za (p<0.05). In plasma, interleukin (IL-1 β and IL-6) concentrations were reduced by -44, -50 and -33%, and -49, 38 and -41%, respectively in treated groups. In plasma, a decrease of TNF-α (Tumor Necrosis Factor-α), homocysteine and protein-C reactive (CRP) was observed in Z. album treated groups (p<0.05). Conclusion. Z. album reduces radical attack and improves anti-inflammatory proprieties in hypercholesterolemic-diabetic rats.

Aim. To study the dynamics of glutathione system, energy metabolism and the oxidative protein modification indicators in rat brain tissue in case of experimental diabetes mellitus and use of metabolic action cerebroprotector Piracetam + Thiotriazoline (Tiocetam) and cytokine medication - recombinant interleukin-1 receptor antagonist. Methods. Studies were conducted on 40 white Wistar rats, divided into four groups of 10 animals each. First group - intact animals, second - animals with experimental diabetes mellitus, the third - animals with diabetes mellitus treated with Piracetam + Thiotriazoline (Tiocetam) administered at a dose of 500 mg/kg, the fourth - animals with diabetes mellitus treated with recombinant interleukin-1 receptor antagonist at a dose of 7.5 mg/kg. Experimental diabetes mellitus was induced by injection of an aqueous solution of alloxan monohydrate. Blood glucose concentration was measured on the 11th day after alloxan injection. Brain tissue specimens were used for biochemical studies. Statistical data analysis was performed using the Statistica 6.0 software package, the comparative analysis in the groups was performed using ANOVA. Results. The development of hyperglycemia in experimental animals was accompanied with glutathione system destabilization (increased levels of oxidized glutathione along with a marked decrease in its reduced form, glutathione peroxidase and glutathione reductase activity). Ischemic lesion of the brain tissue of animals with experimental diabetes mellitus was characterized with an increase of markers of oxidative protein modification (aldehyde and carboxyl products) and energy deficit in brain homogenate. Treatment with Piracetam + Thiotriazoline (Tiocetam) and interleukin-1 receptor antagonist contributed to the normalization of the glutathione peroxidase and glutathione reductase activity, stabilization of energy phosphates and indicators of oxidative protein modification. Maximal activity was observed in case of interleukin-1 receptor antagonist. Conclusion. The activity of the interleukin-1 receptor antagonist in terms of glutathione system stabilization and inhibition of oxidative and nitrozilizing stress manifestations exceeds those of Piracetam + Thiotriazoline (Tiocetam).

Protein synthesis in rabbit reticulocyte lysates in the presence of heme is inhibited by 50% by the addition of 4 mᴍ GSSG (oxidized glutathione). The incubation of the rabbit reticulocyte lysate with 4 mᴍ GSSG at 30 °C for 30 min will cause activation of an inhibitor of protein synthesis which could be purified from the lysates through a five-step procedure. The inhibitor results in a 70-80% inhibition after a 1 h incubation. The inhibitor consists of one polypeptide of 23 kDa apparent molecular weight and is 90% pure as judged by sodium dodecyl sulfate/polyacrylamide gel electrophoresis. However, in the presence of cAMP (10 mᴍ) or GEF (guanine nucleotide exchange factor) (0.3 μg), protein synthesis in the inhibited reticulocyte lysate will be already recovered.

The glutathione (GSH) system is the main defence of tissues against free radicals and red blood cells (RBC) are the most efficient sites for GSH redox cycle activation. Total GSH was assayed during cardiopulmonary bypass (CPB) in RBC and serum from the coronary sinus, peripheral arteries and veins in 18 children corrected of their cardiac defect. Our conclusions are: (1) RBC-GSH redox cycle is activated during heart ischaemia and reperfusion; (2) the activation of intracellular GSH system is preponderant compared with the extracellular one; (3) variations in intraerythrocytic total GSH during heart ischaemia and perfusion are detectable in peripheral veins and arteries, which can be the convenient sites for monitoring changes in the GSH cycle; and (4) increased total GSH levels are present in RBC before aortic crossclamping: at the beginning of mechanical ventilation in veins and, when CPB is started, also in arteries.

Introduction: In this study, we investigate the effect of montelukaston histologic damage induced by testicular torsion-detorsion in rats.Methods: Twenty-one male Sprague-Dawley rats were separatedinto 3 groups, each containing 7 rats. A sham operation was performedin group 1 (control). In group 2 (ischemia-reperfusion [IR]/untreated), 1-hour detorsion of the testis was performed after6 hours of unilateral testicular torsion. In group 3 (I-R/dextroamphetamine),after performing the same surgical procedures as ingroup 2, montelukast was given intraperitoneally. In all experimentalrats, ipsilateral orchiectomies were performed for histologicalexamination and tissue malondialdehyde (MDA), glutathioneand myeloperoxidase assays.Results: Montelukast treatment significantly decreased the I-Rinducedelevation in testes tissue MDA and glutathione levelswere found to be preserved. The level of myeloperoxidase (MPO)activity was significantly increased in the testes tissue of the IR/untreated group. However, in I-R/montelukast treatment groupsignificantly decreased testes tissue MPO level. Histopathologically,the in the group 2 rats, edema, congestion, hemorrhage betweenseminiferous tubules and necrosis of the germinal cells were predominantfeatures in sections. However, most of the specimensin the montelukast treated group 3 showed grades-I and II injury.Additionally, the testicular injury score was lower in group 3 ratscompared with group 2.Conclusion: The current findings demonstrate that the montelukastdecreased the severity of testicular injury by reversing the oxidativeeffects of testes I-R.Introduction : Dans cette étude, nous examinons l’effet du montélukastsur les lésions tissulaires provoquées par torsion-détorsiontesticulaire chez le rat.Méthodologie : Vingt-et-un rats Sprague-Dawley mâles ont étérépartis en trois groupes de 7 rats. Une opération fictive a étéréalisée dans le groupe 1 (groupe témoin). Dans le groupe 2(ischémie-reperfusion / non traité), une détorsion testiculaire d’uneheure a été réalisée après 6 heures de torsion testiculaire unilatérale.Dans le groupe 3 (ischémie-reperfusion / dextroamphétamine),on a administré du montélukast par voie intrapéritonéaleaprès les mêmes interventions chirurgicales que pour le groupe 2.Chez tous les rats, une orchidectomie homolatérale a été effectuéeen vue d’un examen histologique et de mesures du malonaldéhyde,du glutathion et de la myéloperoxidase dans les tissus.Résultats : Le traitement par montélukast a significativement réduitl’élévation dans les tissus testiculaires provoquée par l’ischémiereperfusion,mais les taux de malonaldéhyde et de glutathion sontdemeurés les mêmes. Le niveau d’activité de la myéloperoxidase(MPO) a significativement augmenté dans les tissus testiculairesdu groupe ayant subi l’ischémie-reperfusion sans traitement subséquent.Cependant, dans le groupe ayant subi l’ischémiereperfusionavec traitement par montélukast, le taux de MPO dansles tissus testiculaires avait significativement diminué. Selon les examensd’histopathologie, dans le groupe 2, de l’oedème, de la congestion,des hémorragies entre les tubules séminifères et une nécrosedes cellules germinales étaient les caractéristiques prédominantesobservées dans les coupes. Par comparaison, la plupart des échantillonsdu groupe 3 (traité par montélukast) présentaient des lésionsde stade I et II. En outre, le score de lésions testiculaires était plusfaible dans le groupe 3 que dans le groupe 2.Conclusion : Les observations actuelles montrent que l’administrationde montélukast diminue la gravité des lésions testiculaires enannulant les effets oxydatifs de l’ischémie-reperfusion des testicules.

L’objectif de cette étude est d’évaluer les modifications du statut oxydatif au niveau cérébral, induites par la coexposition au plomb (0,2 %) et au manganèse (4,79 g/l) chez des jeunes rats wistar durant la période de gestation et de lactation, et de tester l’efficacité de l’huile essentielle de clou de girofle (HEC), Syzygium aromaticum, pour rétablir ou non les effets néfastes de ces deux métaux, et cela par une injection intrapéritonéale de 0,1 ml d’HEC/kg et par jour durant une période de 21 jours. La caractérisation de cette huile essentielle par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse indique que les composants majeurs sont : eugénol (80,83 %), acétate d’eugényle (10,48 %) et β-caryophyllène (7,21 %). La coexposition chronique a permis d’observer une perturbation dans les activités enzymatiques antioxydantes (superoxyde-dismutase, glutathion-peroxydase et catalase) chez les rats intoxiqués comparés aux rats témoins. En effet, l’étude histologique au niveau du cortex cérébral et du cervelet a montré des lésions très marquées traduites par une dégénérescence des cellules nerveuses et l’activation des microglies. Par ailleurs, l’administration d’HEC a rétabli l’activité des différentes enzymes antioxydantes avec une nette amélioration de l’architecture tissulaire cérébrale chez les rats intoxiqués et traités par HEC.

Myrtus nivellei Bath & Trab est une plante utilisée dans la médecine traditionnelle algérienne pour traiter le diabète. Ce travail a été entrepris pour évaluer l’effet antioxydant de décocté du myrte saharien chez les rats rendus diabétiques par injection d’alloxane. L’administration journalière de cet extrait à deux doses différentes, 100 et 300 mg/kg, aux rats diabétiques pendant 21 jours a provoqué une augmentation significative de l’activité des enzymes antioxydantes (superoxyde dismutase et catalase et du taux de glutathion réduit, et une baisse du malondialdéhyde (MDA), marqueur de la peroxydation lipidique particulièrement à la dose de 300 mg/kg. Alors que le taux de ces enzymes a significativement diminué chez les rats diabétiques non traités, et leMAD a nettement augmenté. Notre travail a pour objectif la confirmation de l’usage traditionnel de Myrtus nivellei pour diminuer le stress oxydatif et prévenir l’installation des diabètes.

Ce travail porte sur l'etude de la reaction d'oxydation du glutathion par la glutathion peroxydase (gsh-px) en solution et immobilisee sur support synthetique. Une etude fondamentale de cette reaction et des facteurs pouvant l'influencer a ete conduite en phases homogene et heterogene. Cette etude a necessite l'utilisation et l'adaptation de nombreuses techniques d'analyse et de calcul (methodologie de la recherche experimentale, spectrophotometrie uv-visible, electrochimie, microscopie electronique a balayage, adsorption atomique avec generateurs d'hydrures volatils). Dans un second temps, nous avons mis au point deux applications de cette reaction dans les domaines cosmetique et agro-alimentaire: le dosage du glutathion dans le vin le dosage des hydroperoxydes dans des produits agro-alimentaires et cosmetiques

Afin de caractériser les moûts de Melon B. et de Sauvignon Blanc en composition et de modéliser leur profil d'oxydation, diverses méthodologies analytiques quantitatives ont été développées et validées. La quantification par dilution isotopique des précurseurs de thiols a nécessité la synthèse de molécules marquées qui ont également servies de traceurs lors d'études de filiation dans des milieux complexes. Ainsi, au cours de la fermentation alcoolique, nous avons pu démontrer que le S-3-(hexan-1-ol)-glutathion (G3MH) et la S-4-(4-méthylpentan-2-one)-glutathion (G4MMP) sont métabolisés par la levure et libèrent le 3-mercaptohexan-1-ol (3MH) et la 4-méthyl-4-mercaptopentan-2-one (4MMP) avec des rendements de conversion molaires proches de 4,4 % et 0,3 % respectivement. La modélisation des phénomènes d'oxydation à l'échelle laboratoire a permis par ailleurs de vérifier, comme le laissaient supposer leurs structures chimiques, que les précurseurs de thiols ne sont pas dégradés par les mécanismes oxydatifs affectant les moûts. Au contraire, une formation de G3MH concomitante avec le pic de production du Grape Reaction Product (GRP) est observée. La validation de ces observations à l'échelle industrielle a été conduite par comparaison des pressurages traditionnel et inerté. L' élaboration d'un moût de Melon B. sous gaz inerte n'est pas favorable à la production de G3MH d'origine pré-fermentaire, et a pour conséquence une diminution des teneurs en 3MH dans les vins correspondants, sans pour autant, déprécier les qualités organoleptiques des vins jeunes. Pour le Sauvignon Blanc, le potentiel aromatique de type thiol n'est pas affecté par le type de pressurage, mais une diminution très significative en 3MH dans les vins issus des cuvées obtenues sous gaz inerte est observée. La voie du (E)-2-hexènal qui est certainement impliquée, pourrait expliquer cette perte aromatique. Ainsi, de manière globale, dans nos conditions expérimentales, une oxydation ménagée et raisonnée des moûts de Melon B., et dans une moindre mesure de Sauvignon Blanc, est favorable à la qualité aromatique des vins du Val de Loire
In order to characterize Melon B. and Sauvignon Blanc musts in composition and to study their oxidation profiles, several analytical methodologies have been developed and validated. The quantification of thiols precursors by Stable Isotope Dilution Assay required the synthesis of labeled molecules, which have been used either as analytical standards or as tracers for relationship studies in complex matrices. Thus, we established that, during the alcoholic fermentation, the S-3-(hexan-1-ol)-glutathione (G3MH) and the S-4-(4-méthylpentan-2-one)-glutathione (G4MMP) are metabolized by the yeast to release the 3-mercaptohexan-1-ol (3MH) and the 4-méthyl-4-mercaptopentan-2-one (4MMP) with molar conversion yields close to 4.4 % and 0.3 % respectively. Oxidation mechanisms study at laboratory scale demonstrated that aromatic potential was not affected by oxidative reactions, as expected in regard to their chemical structures. On the contrary, the G3M H was produced in the same time as the Grape Reaction Product peak (GRP). The validation of these observations at industrial scale was conducted by comparing traditional and inerted pressing systems. The elaboration of a Melon B. must under inert gas was not in favor of a G3MH pre-fermentary production, which induced a decrease of 3MH concentration in wine without affecting the organoleptic qualities of young wines. For Sauvignon Blanc must, the aromatic potential was not affected by the kind of pressing systems but a significant decrease in 3MH was observed in the wines obtained with juices from the beginning of pressing. The E-(2)-hexenal pathway could certainly explain such aromatic losses. Thus, under our experimental conditions, a mild and controlled oxidation of Melon B. must and, in a certain extend of Sauvignon Blanc must, is in favor of the aromatic quality of wines from Loire Valley

L'utilisation des levures en industrie est indissociable de sa transformation à l'état déshydraté. Le procédé de séchage provoque un certain nombre de dysfonctionnements dans les cellules de levure qui affectent leur fonctionnalité et leur viabilité. Afin de protéger les levures au cours de la déshydratation, des additifs alimentaires sont souvent utilisés comme les émulsifiants et les antioxydants. Cependant, les levures sont capables de produire naturellement des substances protectrices, telles que le glutathion (GSH) et le tréhalose (TRE). Dans ce contexte, trois souches non-Saccharomyces (NS) appartenant aux genres et espèces Torulaspora delbrueckii, Metschnikowia pulcherrima et Lachancea thermotolerans ont été étudiées. En effet, malgré leur intérêt pour de multiples applications agro-alimentaires, leurs mécanismes de résistance à la déshydratation associés à la synthèse de GSH et de TRE sont à l’heure actuelle méconnus. Cette investigation peut permettre à terme la formulation de nouvelles souches de levure NS sous forme sèche, sans aucuns additifs. Dans un premier chapitre, l’impact de la déshydratation de la levure « modèle » Saccharomyces cerevisiae en lit fluidisé pré-pilote a été corrélé à la synthèse du GSH et du TRE. Ainsi, il a été possible d’élucider les effets de la modulation de la composition du milieu de culture afin d'optimiser la conservation des cellules avant, pendant et après la déshydratation. Dans un deuxième chapitre, les conditions précédemment définies ont été appliquées aux levures NS afin de comprendre les effets de la déshydratation sur leur fonctionnalité. Cette étude a démontré que le GSH joue un rôle important dans la protection des levures NS, en fonction des conditions de culture et de déshydratation utilisées. Dans un troisième chapitre, certains phénomènes de résistance à l'oxydation des trois souches NS ont été étudiés. Il a été clairement démontré que la sensibilité des cellules à l’attaque oxydante dépend des conditions de culture-déshydratation et est inhérente à la souche étudiée. Enfin, dans un quatrième chapitre, une étude approfondie au niveau biochimique de la souche de levure la plus sensible, L. thermotolerans, a été réalisée par la micro-spectroscopie infrarouge avec rayonnement synchrotron. Les cellules cultivées en GSM, milieu favorisant la synthèse du glutathion, en plus de présenter une meilleure viabilité, montrent une plus grande intensité dans les bandes spectrales des lipides CH2 et CH3, associées à la fluidité de la membrane plasmique. Par ailleurs, les cellules cultivées en milieu TSM, milieu favorisant la synthèse du tréhalose, présentent une dénaturation plus élevée des protéines marquée par une intensité plus élevée des pics de feuillet β, et une intensité plus élevée des groupements C=O (oxydes lipidiques) corrélée à la peroxydation lipidique. Ces deux phénomènes expliquent la diminution de la viabilité obtenue sur cette souche lors de sa déshydratation. Les connaissances fondamentales acquises dans le cadre de cette étude seront utiles pour obtenir de nouvelles souches de levures déshydratées sans additifs et à hautes performances. Elles contribuent également à l’amélioration des méthodes de formulation et de déshydratation actuellement utilisées en industrie
The use of yeasts in industry is inseparable from their ability to be produced and dehydrated. This dehydration process causes various dysfunctions in yeast cells that affect their functionality and viability. In order to protect yeasts from dehydration, food additives are often used as emulsifiers and antioxidants. However, yeasts are able to produce naturally protective substances, such as glutathione (GSH) and trehalose (TRE). In this context, three non-Saccharomyces (NS) strains, belonging to the different genera and species Torulaspora delbrueckii, Metschnikowia pulcherrima and Lachancea thermotolerans, were studied in this thesis. Despite the great interest aroused by their multiple agro-food applications, their dehydration resistance mechanisms associated with the synthesis of GSH and TRE, are currently unknown. This study is ultimately aimed at the formulation of new NS yeast dried strains without any food additives. In a first chapter, the impact of the “reference yeast” Saccharomyces cerevisiae dehydration in a pre-pilot fluidized bed has been correlated with the synthesis of GSH and TRE. It was possible to modulate the culture medium composition in order to optimize cell preservation before, during and after dehydration. In a second chapter, the previously defined conditions were applied to NS yeasts strains in order to understand the effects of dehydration on their microbial functionality. This study demonstrated that GSH plays an important role in NS yeasts protection, depending on the culture and dehydration conditions. In a third chapter, some oxidation resistance phenomena of the three NS strains were studied. It was clearly demonstrated that the susceptibility of cells to oxidative attack was dependent on culture-dehydration conditions and was yeast strain-dependent. Finally, in a fourth chapter, an in-depth biochemical study of the most dehydration-sensitive yeast strain, L. thermotolerans, was performed by synchrotron FTIR micro-spectroscopy. Cells grown in GSM (medium favoring the production of GSH), besides showing a better viability, showed a greater intensity in the spectral bands of lipids CH2 and CH3, associated with the plasma membrane fluidity. In addition, TSM grown cells (TSM is a medium favoring the production of TRE) exhibited a higher protein denaturation, suggested by the intensity of β-sheet peaks, and C=O (lipid oxides) bands correlated with lipid peroxidation. These data can explain the decreased of viability of this strain during production-dehydration process. The fundamental knowledge acquired in this study will be useful to obtain new dehydrated yeast strains without additives and with high performance. It will be useful also to improve the formulation and dehydration methods currently used in industry

La formation de ponts disulfure constitue une modification post-traductionnelle des protéines importante pour de nombreux processus physiologiques, jouant un rôle particulier dans le repliement, la catalyse et la régulation de leur activité. Ce travail concerne l'étude des relations structure-fonction d'oxydoréductases de peuplier appartenant à deux familles de la superfamille des thiorédoxines, les glutathion peroxydases (Gpxs) et les protéine disulfure isomérases (PDIs).L'étude biochimique fine de la Gpx5 a permis de montrer que cette peroxydase réduit le peroxynitrite, propriété inconnue pour ce type de Gpx et de détailler plusieurs étapes du mécanisme catalytique (formation de l'acide sulfénique, changement structural entre formes réduites et oxydées, régénération par les Trxs). La dimérisation de la Gpx5 n'est pas requise pour son activité mais pourrait jouer un rôle dans la reconnaissance de certains substrats. Enfin, l'inactivation de la cystéine peroxydatique par suroxydation suggère que les Gpxs pourraient également avoir une fonction dans la signalisation en réponse aux peroxydes.Concernant les PDIs, suite à une analyse phylogénétique détaillée amenant à proposer une nouvelle classification en 9 classes chez les organismes photosynthétiques, la caractérisation biochimique de plusieurs isoformes présentant des organisations modulaires distinctes et appartenant à trois classes de PDIs a été entreprise. Aucune activité enzymatique typique n'a été identifiée pour la PDI-A, alors que les PDI-L1a et -M possèdent à la fois une activité oxydase et réductase. Les deux modules a de la PDI-M catalysent des réactions spécifiques, de réduction ou d'oxydation
Protein activity and folding can be regulated by post-translational modifications that can impact on their physiological functions. One of these is the formation/reduction of disulfide bridges. The aim of the present work is to study the structure-function relationship of protein members of the thioredoxin superfamily, the protein disulfide isomerases (PDI) and the glutathione peroxidases (Gpx).A precise biochemical study has allowed us to demonstrate that this enzyme is an efficient peroxynitrite scavenger, a new finding for this type of protein and allowed investigating several steps of the Gpx5 catalytic mechanism (i.e. sulfenic acid formation, structural changes between reduce dand oxidized forms, Trx-mediated recycling). We also demonstrate that the dimer form of Gpx5 is not absolutely required for peroxide reduction but probably involved in peroxide specificity. Finally, the capability of the peroxidatic cysteine to be overoxidized brings some new clues in favor of an additional signaling function for Gpx5.Concerning PDIs, a detailed phylogenetic analysis of photosynthetic organisms allowed us to identify 9 classes of PDIs and to propose a new nomenclature that fits all these organisms. The biochemical characterization of isoforms of interest has allowed us to highlight some specificity of PDI-L1a and PDI-M in terms of reduction or oxidation reactions catalyzed. A detailed analysis of PDI-M isoform also indicates that the two Trx modules of this protein show differential oxidation or reduction capacities. We could not detect any activity for PDI-A isoforms, leaving us to wonder whether this enzyme is simply active or possesses highly specific protein partners

Les spermatozoïdes acquièrent leur pouvoir fécondant et leur mobilité lors de leur transit le long de l'épididyme. Paradoxalement, cette maturation épididymaire nécessite la présence d'espèces oxygénées réactives (EOR) pour condenser la chromatine spermatique afin de mieux protéger l'ADN de ces mêmes molécules. Nous avons étudié la façon dont l'épididyme parvient à assurer l'équilibre entre un déficit et un excès d'EOR en caractérisant le phénotype épididymaire de souris dont la production de deux enzymes antioxydantes glutathion peroxydases a été invalidée, GPx5 et snGPx4. L'épididyme de ces souris génère une réponse antioxydante élevée et augmente l'activité de pontage disulfure sur les gamètes en modulant l'expression génique d'enzymes antioxydantes (Trx, Prx, GST, SOD3, catalase) et de protéines disulfide isomérases (Pdia). Bien que ce sursaut d'activité soit efficace pour protéger les membranes du tissu et des spermatozoïdes, la chromatine des spermatozoïdes présente un défaut de condensation, laissant l'ADN spermatique vulnérable face aux EOR. Les gamètes présentent alors des dommages oxydants dans le noyau qui s'aggravent avec la diminution de l'activité antioxydante lors du vieillissement. Des approches immunologiques et biochimiques ont montré que les dommages oxydants se produisent préférentiellement sur l'ADN spermatique situé à la périphérie du noyau, qui est enrichi en nucléosomes persistants et qui est associé à la matrice nucléaire. Afin de déterminer s'il est possible de diminuer ces atteintes oxydantes sur les gamètes, nous avons étudié les effets d'une supplémentation orale antioxydante sur des souris sauvages et sur l'un de nos modèles murins mutant.

Des études menées sur des modèles animaux ont montré que le métabolisme oxydatif joue un rôle important dans l’hématopoïèse normale et leucémique via le contrôle de l’activation de p38 MAPK. Nous avons établi que les cellules CD34+CD38- médullaires humaines ont un très faible niveau d’H2O2 et une forte expression de GPX3, le gène codant l’enzyme antioxydante glutathion peroxydase-3 (GPx-3), un déterminant majeur du potentiel souche des cellules hématopoïétiques. De plus, la niche leucémique étant essentielle pour l’auto-renouvellement des cellules souches leucémiques, nous avons étudié, chez l’homme, le rôle des cellules souches/stromales mésenchymateuses (CSM) médullaires primaires, dans la régulation de l’axe GPx-3/H2O2/p38 MAPK des cellules leucémiques et avons montré que les CSM contrôlent cet axe dans les cellules leucémiques humaines KG1a en régulant l’expression de GPx-3. Ces résultats ont bénéficié du développement de deux méthodes originales, l’une quantifiant l’expression des gènes antioxydants par RT-qPCR (« antioxydogramme », brevet) et l’autre permettant une analyse en haute résolution du cycle cellulaire par cytométrie en flux
Studies in animal models have demonstrated that oxidative metabolism plays an important role in normal and leukemic hematopoiesis by controlling the p38 MAPK activation. We have established that the human bone marrow CD34+CD38- cells have a very low H2O2 level and express GPX3, the gene encoding for the antioxidative enzyme gluthathione peroxidase-3 (GPx-3) which is a major determinant of the stem cell potential of hematopoietic cells. As the niche is essential for the leukemic stem cell self-renewal, we have studied the role of human primary bone marrow mesenchymal stromal/stem cells (MSCs) in regulating the axis GPx-3/H2O2/p38 MAPK in human leukemic cells and we have shown that MSCs control this axis in human KG1a leukemic cells by regulating the expression of GPx-3. These results benefited from the development of two original methods, the first one quantifying the expression of by RT-qPCR of antioxidative genes (“antioxidogram”, patent) and the second one for high resolution analysis of the cell cycle by flow cytometry

La sclérose latérale amyotrophique est une dégénérescence des motoneurones centraux et périphériques d'étiologie inconnue. La découverte, dans certains cas de SLA héréditaire, de mutations du gène codant pour la Cu-Zn-superoxyde dismutase (SOD1) a attiré l'attention sur le rôle possible du stress oxydatif dans cette affection. Nous avons exploré cette hypothèse en mesurant d'abord chez des sujets atteints se SLA sporadique les activités sérique et érythrocytaire de plusieurs enzymes du système antioxydatif. Nous avons constaté dans le plasma une élévation de l'activité SOD, une diminution de l'activité (à concentration normale) de la glutathion peroxydase (GPX) et une augmentation du taux de malone-dialdéhyde (indice de la lipoperoxydation). Une étude de confirmation a permis de préciser que la variété de SOD impliquée était l'isoenzyme extra-cellulaire (Ec-SOD). Une troisième étude a confirmé la diminution de l'activité GPX et l'augmentation de l'activité Ec-SOD mais non la SOD1, et montré en outre une augmentation des activités xanthine oxydase (XO) et glutathion-S-transférase (GST). Les taux plasmatiques de phosphore et de manganèse, et les taux plasmatiques et érythrocytaires d'aluminium et de cadmium étaient plus élevés chez les patients que chez les témoins, avec des perturbations analogues dans le LCR [etc]

La 4e de couverture indique : "Malgré une large utilisation du thirame depuis les années 1930 comme fongicide et comme accélérateur de vulcanisation, les données concernant sa toxicité sont limitées et peu d'études se sont intéressées à l'action du thirame au niveau cellulaire et subcellulaire. En utilisant le fibroblaste cutané humain en culture comme modèle expérimental, nous avons cherché à évaluer la toxicité cellulaire du thirame et à déterminer son mécanisme d'action toxique par une approche cytochimique. Le thirame entraîne une réduction dose- et temps-dépendante de la viabilité cellulaire conduisant à une mort cellulaire de type nécrotique. Au niveau biochimique, l'action toxique du thirame se traduit d'abord par une diminution rapide de la concentration intracellulaire du GSH suite à une réaction d'oxydo-réduction entre le thirame et le GSH. Cette réaction s'accompagne de la formation de diméthyldithiocarbamate et de GSSG. La disparition du GSH intracellulaire entraîne l'apparition de processus oxydatifs mis en évidence par l'augmentation de la production de TBARS. Le thirame provoque également une diminution de l'activité glutathion réductase et une augmentation de la production de lactate qui reflète une perturbation du métabolisme énergétique cellulaire. Ces deux actions peuvent s'expliquer par la fixation du diméthyldithiocarbamate au niveau des groupements thiols de la glutathion réductase et de certaines enzymes du cycle de Krebs ou de la chaîne respiratoire. Ainsi, le thirame, par des actions directes et indirectes via le diméthyldithiocarbamate, entraîne une altération profonde du métabolisme cellulaire qui aboutit finalement à la mort des cellules. "

Les Glutathion S-Transférases (GS1), enzymes polymorphes impliquées dans la conjugaison de composés électrophiles nocifs au glutathion, la cancérogenèse et la chimiorésistance aux agents anticancéreux, restent peu étudiées dans les pathologies cardiovasculaires. Récemment, plusieurs études suggèrent que les GST joueraient un rôle antioxydant potentiel protégeant les cellules concernées des dommages occasionnés par les radicaux libres. De plus, de nombreuses études épidémiologiques ont mis en évidence l'implication de certains variants allèliques de la GST dans le développement de plusieurs maladies liées à la consommation de tabac, à savoir les cancers et les maladies cardiovasculaires. Fort de ces constatations, nous avons adopté une approche raisonnée pour étudier les GST comme gènes candidats éventuels du risque cardiovasculaire. Nous avons commencé par développer, optimiser et automatiser une méthode spectrophotométrique mesurant l'activité GST sérique. Grâce à cette méthode, nous avons établi des limites de référence et montré pour la première fois que la prise des contraceptifs oraux augmente l'activité GST sérique. Nous avons ensuite examiné les interrelations potentielles entre l'activité GST sérique et trois importants indicateurs du statut antioxydant (superoxyde dismutase, glutathion peroxydase et statut antioxydant global (TAS)). Les résultats de cette étude ont montré que le mécanisme de défense cellulaire impliquant le système GST / GSH est indépendant des autres et que dans l'ensemble, ces mécanismes sembleraient agir en synergie. Enfm, chez des sujets sains, nous avons étudié les relations éventuelles entre les variants allèliques GST et les cytokines inflammatoires, à savoir l'interleukine- 6 (IL-6) et tumour necrosis factor alpha (INF-a). Les taux d'IL-6 sont négativement associés à l'allèle nul GSTTI*O. Inversement, les concentrations du TNF-a sont positivement associées à l'allèle nul GSTMI*O. L'hypothèse émise pour expliquer ces associations est que les variations des taux des cytokines pourraient être dues à des facteurs exogènes et/ou endogènes dont les effets seraient modulés par les GST. La consommation de tabac et d'alcool n'affecte pas les taux de ces cytokines suggérant que les associations trouvées possèderaient plutôt une origine endogène intimement liée aux fonctions biologiques remplies par les GST. Les fonctions de détoxication/bioactivation des substrats, la biosynthèse d'éicosanoi͏̈des pro- / anti-inflammatoires, l'inhibition des voies de signalisation intracellulaires pro- et anti-inflammatoires sont autant d'éléments qui pourraient expliquer les variations GST-dépendantes des taux des cytokines. Une nouvelle voie de recherche est ainsi ouverte qui explorera le rôle joué par les polymorphismes des GST dans les processus inflammatoires.

Le stress oxydant traduit soit une production exagérée d'espèces réactives del'oxygène, soit une défaillance des systèmes de défenses antioxydantes. Ce syndrome est de, plus en plus incriminé dans des pathologies très variées comme les maladies neurodégénératives, cardio-vasculaires et le cancer. La y-glutamyltranspeptidase (GGT) intervient dans ce syndrome d'une manière ambivalente, par ses effets anti et pro-oxydant, les deux étant corrélés à la capacité de cette enzyme de métaboliser le glutathion (GSH). En effet, en initiant le métabolisme du GSH, la GGT fournit les précurseurs nécessaires pour la synthèse intracellulaire du GSH. De ce fait, la GGT est considérée comme faisant partie de la défense antioxydante. D'autre part, à l'extérieur de la cellule, le métabolite cystéinylglycine (CysGly), formé par l'action catalytique de la GGT sur le GSH, peut initier, en présence de fer, une cascade de réaction produisant des espèces radicalaires. L'objectif principal de cette étude est d'étudier le rôle pro-oxydant de cette enzyme et ses conséquences sur les constituants et les fonctions cellulaires. Dans la première partie de ce travail, nous avons démontré par dosagespectrofluorimétrique sur des modèles cellulaires ou en présence de GGT purifiée une production GGT-dépendante d'espèces réactives de l'oxygène (ERO). Ces ERO oxydent leslipides membranaires et les lipoprotéines de basse densité (LDL). Le Trolox C, antioxydant qui piège les radicaux hydroxyles, réduit partiellement l'oxydation GGT -dépendante des LDL. Cependant, dans nos conditions expérimentales, les ERG produites par le système GGT/GSH/Fe3+ n'endommagent pas l'ADN cellulaire. Le rôle pro-oxydant de la GGT -rel, une autre enzyme capable d'initier le catabolisme du GSH, a été également mis en évidence. En effet, en présence de GSH et de fer, la GGT -rel présente dans les membranes de cellules en culture est responsable d'une formation d'ERO et d'une peroxydation lipidique. La seconde partie met en évidence l'implication de la GGT dans l'apoptose. En effet, le système générateur d'ERO, GGT/GSH/Fe3+, induit la mort cellulaire par apoptose dans notre modèle cellulaire comme le montrent le marquage à l'annexine- V, l'analyse du cycle cellulaire et la mesure de l'activité caspase-3. L'intensité de la réponse dépend essentiellement de la concentration de GSH dans le milieu. De plus, nous avons démontré que l'acivicine, inhibiteur largement utilisé de la GGT, possède par lui-même un pouvoir pro-apoptotique en dehors de toute inhibition de la GGT et par conséquent ne peut pas être utilisé dans les études concernant le rôle de la GGT dans le phénomène de mort cellulaire programmée. Enfin, la troisième partie a été consacrée à l'étude du rôle pro-oxydant de la GGT in vivo. Nos résultats ont montré une corrélation entre l'activité GGT et le degré de peroxydation lipidique dans le plasma de patients supposés sains. Le globule rouge (GR) pourrait être une des cibles de cette oxydation GGT -dépendante dans le sang circulant. En effet, le système GGT/GSH/Fe3+ oxyde les membranes de globule rouge. Cette oxydation dépend du niveau d'activité GGT et de la concentration de GSH et de fer. Elle se traduit par une hémolyse et une baisse de la déformabilité érythrocytaire, partiellement inhibées par le Trolox C. De plus, une corrélation existe entre l'activité GGT plasmatique et l'index de déformabiJité du GR dans une population de sujets supposés sains.

Platelets and plasma were prepared from normal and oral contraceptive (ethinyloestradiol + lynestrenol) treated female rats. Thombin and ADP-induced aggregation of normal platelets resuspended in incomplete Tyrode’s buffer were studied after being preincubated either in normal plasma (N.P) or in plasma from oral contraceptive (OC.P) treated animals. Aggregation was drastically enhanced in OC.P as compared to N.P (about 3 fold) after only 4 min preincubation at room tenperature. If normal platelets were pretreated by butylated hydroxytoluene (BHT) and incubation and aggregation performed as above, the aggregation of N.P and OC.P treated platelets were identical. The dose of BHT was chosen so as not to affect normal platelet aggregation. Similarly, when OC.P was pretreated with an active preparation of peroxidase (3 U/ml plasma) and reduced glutathione (2mM), the enhancement of aggregation of normal platelets preincubated in OC.P was completely abolished compared to platelets incubated in N.P. When platelets were incubated with N.P or OC.P pretreated by catalase, pi ate let-induced aggregation was still found to be potentiated in OC.P comparatively to N.P although the absolute extent of aggregation was decreased in both cases as compared to no catalase pretreatment of the plasmas. The peroxidized fatty acid fraction was isolated from N.P and OC.P and tested on the aggregation of normal platelets. A far greater potentiating effect on platelet aggregation was found with the peroxidized fraction extracted from OC.P comparatively to that from N.P. Malonaldehyde was also found increased in plasma from OC.P compared to N.P if measured very quickly after the sampling. From these data we conclude that the potentiating effect of O.CP on platelet behavior might be mediated by lipid hydroperoxide, rather than by hydrogen peroxide probably through oxydative injury to platelets.