Dissertations / Theses: 'Phosphorylation oxydative'

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Hébert, Chatelain Etienne. "Impact des phosphorylations sur tyrosine sur le métabolisme mitochondrial : régulation et impacts fonctionnels des phosphorylations induites par la Src kinase." Thesis, Bordeaux 2, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR21830/document.

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Abstract:

La mitochondrie est une organelle très importante vu son implication dans plusieurs processus cellulaires. Elle produit notamment la majeure partie de l'énergie qui est consommée par la cellule, grâce aux processus d'oxydation phosphorylante (OXPHOS). La phosphorylation des enzymes impliquées dans les OXPHOS apparait comme une voie de régulation importante de la production énergétique. L'objectif de ce thèse était donc de comprendre comment les phosphorylations, et plus particulièrement, les phosphorylations sur tyrosine induites par la Src kinase influencent les OXPHOS. Il a donc été démontré qu'il existe, à l'intérieur des mitochondries, des voies de régulation de ces processus de phosphorylation induits par la Src kinase. Ces processus pouvant induire la phosphorylation de plusieurs enzymes mitochondriales, notamment plusieurs sous-unités des complexes du système des électrons et ainsi, grandement influencer les OXPHOS. Il a aussi été démontré que la Src kinase semble aussi présente dans les mitochondries de cellules cancéreuses, induisant la phosphorylation d'une sous-unité de la NADH-oxidoréductase et une augmentation du métabolisme énergétique mitochondrial. Cette régulation des OXPHOS dans les cellules cancéreuses par la Src kinase pourrait participer à l'établissement du phénotype hautement prolifératif de ces cellules
Mitochondria are implicated in several key cellular processes. They are producing most part of the energy that is consumed by the cell via oxidative phosphorylation processes (OXPHOS). Phosphorylation of different components implicated in OXPHOS are known to constitute an important regulation pathway of energetic production. The objective of this thesis was to understand how tyrosine phosphorylation induced by the Src kinase could influence OXPHOS. First, it was shown that Src kinase mediated phosphorylation can be regulated directly in mitochondria, inducing phosphorylation of several mitochondrial proteins and different effects on OXPHOS. I also demonstrated that Src kinase is also present in mitochondria of cancer cells where it can lead to phosphorylation of NADH-oxidoreductase. This phosphorylation site is associated with increase of OXPHOS which could be implicated in the establishment of global phenotype of cancer cells

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Baritaud, Mathieu. "Etude de la dualité d’AIF, dans la mort cellulaire programmée indépendante des caspases via son partenaire yH2AX et dans la phosphorylation oxydative via les complexes et supercomplexes mitochondriaux." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066289.

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Abstract:

L’apoptosis inducing factor (AIF) est une flavoprotéine mitochondriale à deux visages, à travers sa fonction vitale dans la phoshorylation oxydative et sa fonction apoptotique lors de la mort cellulaire programmée (MCP). Suite à un stimulus de mort cellulaire, AIF est relarguée de la mitochondrie vers le noyau, et forme un complexe de dégradation de l’ADN avec l’histone H2AX et la DNase Cyclophiline A. Ce dégradosome est crucial pour l’exécution de la MCP indépendante des caspases aussi appelée nécroptose. Ce travail de thèse détermine l’implication de la forme activée d’H2AX par phosphorylation sur la sérine 139, γH2AX dans le dégradosome lors de la nécroptose induite par l’agent alkylant de l’ADN, MNNG. La transduction de fibroblastes embryonnaires murins (MEF) H2AX-/- avec la forme non-phosphorylable ou phosphomimétique d’H2AX pour la sérine 139, a permis de démontrer que γH2AX joue un rôle conformationnel dans l’activation du dégradosome et l’exécution de la nécroptose. De plus, nous avons démontré que les kinases, activées suite aux dommages de l’ADN, ATM et DNA-PK contrôlent la nécroptose via l’activation d’H2AX. D’autre part, nous avons étudié la fonction d’AIF dans la mitochondrie en utilisant un modèle de MEF inductible pour la délétion d’AIF. L’analyse de l’activité de la phosphorylation oxydative dans ce système in vitro inédit nous a permis de suivre les conséquences progressives de la perte d’AIF. Ainsi, nous avons confirmé qu’AIF est essentiel pour le fonctionnement de ce mécanisme énergétique mitochondrial. Et pour la première fois, le rôle vital de cette protéine mitochondriale n’est pas seulement associé au complexe I mais aussi aux supercomplexes
Apoptosis inducing factor (AIF) is a mitochondrial protein with two faces: a vital role in mitochondrial oxidative phosphorylation and a death function in programmed cell death (PCD). On one hand, after cell death triggering, AIF is released from mitochondria and involved in a DNA degradation complex (degradosome) with histone H2AX and DNAse cyclophilin A. This complex is crucial in caspase-independent PCD mediated by DNA damage, named necroptosis. H2AX and its activated form γH2AX, phosphorylated on serine 139, had often been described in DNA repair. In this thesis work, we characterized this activated form in necroptosis induced by alkylating agent MNNG (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine). Transduction of H2AX KO embryonic murine fibrobasts (MEF), with mutant forms of H2AX for serine 139 - non phosphorylable or phosphomimetic - demonstrated that γH2AX have a conformational role for degradosome activation and MNNG-induced necroptosis execution. With pharmacological and cellular approaches, we also demonstrated that kinases usually involved in DNA damage response also controlled necroptosis via H2AX activation by serine 139 phosphorylation. On the other hand, by using an innovative in vitro model of inducible MEF for AIF deletion, and many techniques as native electrophoresis, in-gel activity, oxygraphy, we confirmed the implication of AIF in mitochondrial oxidative phosphorylation. For the first time, we also described the role of this mitochondrial flavoprotein, not only for complex I but also for mitochondrial supercomplexes formation

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Alberge, Francois-Baptiste. "La localisation dynamique d'un complexe respiratoire module la respiration bactérienne." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4031.

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Abstract:

En fournissant l’énergie nécessaire au métabolisme, la phosphorylation oxydative (OXPHOS) est un processus essentiel pour la plupart des organismes vivants. Pour faire face à diverses conditions métaboliques, l’efficacité des chaines respiratoires de la membrane composant l’OXPHOS doit être optimisée. Il est donc important de déterminer les mécanismes qui permettent de réguler l’efficacité de l’OXPHOS en fonction des besoins métaboliques.La question posée est la suivante : existe-t-il une organisation particulière des acteurs de l’OXPHOS dans la membrane des procaryotes qui puisse réguler l’activité de l’OXPHOS ?J’ai étudié l’organisation spatio-temporelle d‘un complexe respiratoire majeur de l’anaérobiose, la nitrate réductase NarGHI chez E. coli. Après avoir créé les outils pour la visualisation de ce complexe dans la cellule, j’ai montré l’existence d’une microcompartimentation de NarGHI aux pôles de la cellule lors d’une respiration en anaérobiose par microscopie optique à fluorescence. Dans un deuxième temps, j’ai montré le caractère dynamique de cette localisation en fonction des conditions métaboliques. L’anaérobiose et la présence d’un ∆pH suffisant sont des éléments requis pour permettre ce niveau d’organisation. Enfin, j’ai démontré que la microcompartimentation de NarGHI aux pôles des cellules augmente le flux d’électrons et l’efficacité des chaines respiratoires associées à la respiration du nitrate.L’ensemble des travaux réalisés au cours de ma thèse permet une meilleure compréhension du processus de l’OXPHOS chez les procaryotes et donne une nouvelle vision des moyens employés pour optimiser l’OXPHOS en fonction des différentes conditions métaboliques
By providing the energy for the cellular metabolism, oxidative phosphorylation (OXPHOS) is an essential process for most living organisms. In order to thrive, the efficiency of membrane respiratory chains which constitute the OXPHOS must be optimized. Thus it is important to address mechanisms by which the efficiency of the OXPHOS is regulated in response to varying metabolic needs.The question addressed during this PhD is the following: does it exist a specific organization of the OXPHOS components in prokaryotic membranes and does it contribute to the regulation of the OXPHOS process?I have investigated the spatio-temporal organization of a respiratory complex, the nitrate reductase NarGHI of the E. coli bacterium. After creating the tools needed to visualize submicrometrically this complex in the unique cell, I have shown the existence of a polar microcompartimentation during anaerobic respiration using fluorescence microscopy. I have demonstrated the dynamic subcellular organization of NarGHI in response to metabolic conditions. Anaerobiosis and a sufficient ∆pH are cues required to promote such cellular organization. Finally, I have demonstrated that polar microcompartimentation of the complex increases the electron flux and the efficiency of the associated respiratory chains.Overall, these results provide a novel view on OXPHOS in bacterial cells by demonstrating that spatio-temporal organization of a respiratory complex tunes the overall efficiency of the process in response to environmental cues

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Boël, Mélanie. "Influence de la masse corporelle au sein du triptyque mitochondrial "oxygène, ATP et radicaux libres." Thesis, Lyon, 2020. https://n2t.net/ark:/47881/m68c9vmt.

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Abstract:

Les mécanismes sous-jacents aux traits d’histoire de vie sont complexes et ne sont pas totalement compris à ce jour. De par leur capacité à générer de l’énergie cellulaire (ATP), des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et de la chaleur, les mitochondries impactent les performances individuelles (taille, croissance et survie) et les traits d’histoire de vie des eucaryotes. La masse corporelle influence les processus et les structures biologiques, quelle que soit l’échelle biologique appréhendée. Cette thèse propose ainsi, par une approche écophysiologique, de comprendre le lien entre la bioénergétique mitochondriale et la masse corporelle, afin d’apporter une base physiologique aux traits d’histoire de vie des mammifères. Les résultats obtenus mettent en avant l’existence d’un patron allométrique général chez les mammifères. La consommation d’oxygène (O), la production radicalaire et la synthèse d’ATP mitochondriales, sont toutes corrélées négativement avec la masse corporelle ; alors que les rapports entre ces différents processus (ATP/O, ROS/O et ROS/ATP) sont indépendants de la masse corporelle. Malgré un couplage oxydation-phosphorylation (ATP/O) identique entre les espèces, les mammifères de grande taille sont plus efficaces, en produisant plus d’ATP par oxygène consommé, comparés aux petites espèces. Cette meilleure capacité est expliquée par des membranes mitochondriales moins perméables aux protons et permet aux mammifères de grande masse corporelle d’allouer plus d’énergie à leurs performances individuelles. Les données mettent aussi en évidence que les contraintes physiologiques, exigées par une très petite masse corporelle, peuvent entrainer des discordances d’une échelle biologique à une autre. Au niveau cellulaire seulement, Mus mattheyi (≈ 5 g) présente un profil bioénergétique similaire à celui d’une souris quatre fois plus lourde (Mus musculus, ≈ 20 g). Contrairement aux attendus allométriques, M. mattheyi présente des taux métaboliques faibles et une efficacité mitochondriale (ATP/O) élevée, lui permettant de produire plus d’ATP par oxygène consommé qu’une espèce de même masse corporelle. Enfin, cette thèse démontre que la dépendance de la production de ROS à l’activité mitochondriale est identique entre les espèces. En effet, une réduction de l’activité mitochondriale maximale, au-delà de 70-75%, entraine une production accrue de ROS dans la mitochondrie, quelle que soit l’espèce étudiée. L’invariance de cette valeur seuil et des stoechiométries entre processus bioénergétiques (ATP/O, ROS/O et ROS/ATP), montre une forte conservation de ces paramètres mitochondriaux au cours de l’évolution
Nowadays, the mechanisms underlying life history traits are complexed and not fully understood. Through their ability to generate cellular energy (ATP), reactive oxygen species (ROS) and heat, mitochondria impact individual performances (size, growth and survival) and life history traits of organisms. Body mass influences a lot of biological processes and structures at all biological scales. Thus, this thesis proposes, through an eco-physiological approach, to understand the link between mitochondrial bioenergetics and body mass, in order to provide a physiological basis for mammalian life history traits. The results obtained highlight the existence of a general allometric pattern in mammals. Mitochondrial oxygen consumption (O), ROS production and ATP synthesis, correlate negatively with body mass; whereas ratios between these different processes (ATP/O, ROS/O and ROS/ATP) are independent of body mass. Despite identical oxidation-phosphorylation coupling (ATP/O) between species, large mammals are more efficient, producing more ATP per oxygen consumed, compared to smaller ones. This capacity allows large mammals to allocate more energy to their individual performances and is explained by mitochondrial membranes that are less permeable to protons. The data also show that physiological constraints imposed by a very small body mass can lead to inconsistencies from one biological scale to another. Only at the cellular level, Mus mattheyi (≈ 5 g) presents a bioenergetics profile similar to that of a mouse four times heavier (Mus musculus, ≈ 20 g). Contrary to allometric expectations, M. mattheyi has low metabolic rates and high mitochondrial efficiency (ATP/O), allowing it to produce more ATP per oxygen consumed than a species of the same body mass. Finally, this thesis demonstrates that the dependence of ROS production on mitochondrial activity is similar between species. A reduction in maximum mitochondrial activity, beyond 70-75%, leads to a drastic increased of mitochondrial ROS production. The invariance of this threshold value and of the stoichiometry between bioenergetics processes (ATP/O, ROS/O and ROS/ATP), suggests a strong conservation of these mitochondrial parameters during evolution

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Bertaux, Audrey. "Influence du métabolisme mitochondrial dans l'hématopoïèse : Analyse de la réponse adaptative des cellules de la moelle osseuse et des thymocytes au dysfonctionnement de l’OXPHOS." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS040/document.

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Abstract:

Les mitochondries sont des organelles qui jouent un rôle clé dans le métabolisme cellulaire en centralisant la production d'ATP à partir de nombreux substrats via la phosphorylation oxydative (OXPHOS). Les réactions enzymatiques impliquées dans ce processus régulent la prolifération, la différenciation, l'activation et l'auto renouvellement cellulaire. Le but de mon travail a été d'identifier le rôle de l'OXPHOS dans l'hématopoïèse et les mécanismes d'adaptation métabolique des cellules sanguines de la moelle, des lymphocytes B et des thymocytes à la dysfonction mitochondriale. L'atout majeur de cette étude est la génération de deux modèles murins déficients pour les protéines mitochondriales AIF ou NDUFS4 dans le système hématopoïétique. Nous avons observé que l'absence de ces protéines entraine des dysfonctions de l'OXPHOS sévère (AIF KO) ou modérée (NDUFS4 KO), entrainant des anomalies dans le développement hématopoïétique. Dans les deux modèles, en réponse au stress métabolique induit par la dysfonction de l'OXPHOS, les cellules de moelle activent la glycolyse anaérobie et la biogenèse mitochondriale tandis que les thymocytes favorisent l'assimilation et la dégradation des acides gras. Cette étude multiparamétrique, incluant des approches in vivo, ex vivo et in vitro, souligne l'importance de l'OXPHOS et du métabolisme mitochondrial dans le développement hématopoïétique
By integrating different biochemical pathways and generating energy in form of ATP, through the electron transfer associated to oxidative phosphorylation (OXPHOS), mitochondria play a key role in cellular metabolism. In the hematopoietic cells, the mitochondrial metabolism appears implicated in proliferation, differentiation, activation and self-renewal regulation. In this context, the aim of my PhD work was to unravel the response of bone marrow (BM) cells, B-cells and thymocytes to OXPHOS dysfunction. To do that, we have developed two original hematopoietic cell-specific murine models deficient in the mitochondrial proteins AIF or NDUFS4. Severe (AIF KO) or moderate (NDUFS4 KO) OXPHOS dysfunction leads to pleiotropic consequences on hematopoietic development, including pancytopenia, BM aplasia, alterations in the development of the B-cell and erythroid lineages and T-cell developmental blockade at the immature stage. Strikingly, in response to OXPHOS dysfunction, BM cells stimulate anaerobic glycolysis and mitochondrial biogenesis, whereas thymocytes favor the assimilation and degradation of fatty acids. Overall my work, which included in vivo, ex vivo and in vitro approaches, underlines the relevance of OXPHOS and mitochondrial metabolism in the development of the hematopoietic cells

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Sztark, François. "La mitochondrie : une cible pour les agents anesthésiques. Effets des anesthésiques locaux sur les oxydations phosphorylantes." Bordeaux 2, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR28522.

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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.

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Heiske, Margit. "Modeling the respiratory chain and the oxidative phosphorylation." Thesis, Bordeaux 2, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR21965/document.

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Abstract:

Mitochondria are cell organelles which play an essential role in the cell energy supply providing the universal high energetic molecule ATP which is used in numerous energy consuming processes. The core of the ATP production, oxidative phosphorylation (OXPHOS) consists of four enzyme complexes (respiratory chain) which establish, driven by redox reactions, a proton gradient over the inner mitochondrial membrane. The ATP-synthase uses this electrochemical gradient to phosphorylate ADP to ATP. Dysfunctioning of an OXPHOS complex can have severe consequences for the energy metabolism and cause rare but incurable dysfunctions in particular tissues with a high energy demand such as brain, heart, kidney and skeleton muscle. Moreover mitochondria are linked to widespread diseases like diabetes, cancer, Alzheimer and Parkinson. Further, reactive oxygen species which are a by-product of the respiratory chain, are supposed to play a crucial role in aging. The aim of this work is to provide a realistic model of OXPHOS which shall help understanding and predicting the interactions within the OXPHOS and how a local defect (enzyme deficiency or modification) is expressed globally in mitochondrial oxygen consumption and ATP synthesis. Therefore we chose a bottom-up approach. In a first step different types of rate equations were analyzed regarding their ability to describe the steady state kinetics of the isolated respiratory chain complexes in the absence of the proton gradient. Here Michaelis-Menten like rate equations were revealed to be appropriate for describing their behavior over a wide range of substrate and product concentrations. For the validation of the equations and the parameter estimation we have performed kinetic measurements on bovine heart submitochondrial particles. The next step consisted in the incorporation of the proton gradient into the rate equations, distributing its influence among the kinetic parameters such that reasonable rates were obtained in the range of physiological electrochemical potential differences. In the third step, these new individual kinetic rate expressions for the OXPHOS complexes were integrated in a global model of oxidative phosphorylation. The new model could fit interrelated data of oxygen consumption, the transmembrane potential and the redox state of electron carriers. Furthermore, flux inhibitor titration curves can be well reproduced, which validates its global responses to local effects. This model may be of great help to understand the increasingly recognized role of mitochondria in many cell processes and diseases as illustrated by some simulations proposed in this work
Les mitochondries sont l’usine à énergie de la cellule. Elles synthétisent l’ATP à partir d’une succession de réactions d’oxydo-réduction catalysées par quatre complexes respiratoires qui forment la chaîne respiratoire. Avec la machinerie de synthèse d’ATP l’ensemble constitue les oxydations phosphorylantes (OXPHOS). Le but de ce travail est de bâtir un modèle des OXPHOS basé sur des équations de vitesse simples mais thermodynamiquement correctes, représentant l’activité des complexes de la chaîne respiratoire (équations de type Michaelis- Menten). Les paramètres cinétiques de ces équations sont identifiés en utilisant les cinétiques expérimentales de ces complexes respiratoires réalisées en absence de gradient de proton. La phase la plus délicate de ce travail a résidé dans l’introduction du gradient de protons dans ces équations. Nous avons trouvé que la meilleure manière était de distribuer l’effet du gradient de proton sous forme d’une loi exponentielle sur l’ensemble des paramètres, Vmax et Km pour les substrats et les produits. De cette manière, j’ai montré qu’il était possible de représenter les variations d’oxygène, de ΔΨ et de ΔpH trouvés dans la littérature. De plus, contrairement aux autres modèles, il fut possible de simuler les courbes de seuil observées expérimentalement lors de la titration du flux de respiration par l’inhibiteur d’un complexe respiratoire donné.Ce modèle pourra présenter un très grand intérêt pour comprendre le rôle de mieux en mieux reconnu des mitochondries dans de nombreux processus cellulaires, tels que la production d’espèces réactives de l’oxygène, le vieillissement, le diabète, le cancer, les pathologies mitochondriales etc. comme l’illustrent un certain nombre de prédictions présentées dans ce travail

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Freyssenet, Damien. "Influence de l'état énergétique sur le métabolisme mitochondrial de la cellule musculaire." Saint-Etienne, 1995. http://www.theses.fr/1995STET001T.

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Devin, Anne. "Contrôle et régulation du métabolisme énergétique dans le foie de rat : influence de l'osmolarité, relations entre nucléotides nicotiniques et adényliques." Bordeaux 2, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR28528.

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KERNEC, FLORENCE. "Exploration fonctionnelle de la creatine kinase sur mitochondries isolees de muscle squelettique de rat en spectrometrie rmn 31p (doctorat : genie biologique et medical)." Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1997REN1B024.

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Gaignard, Pauline. "Métabolisme mitochondrial cérébral chez les mâles et les femelles : rôle des stéroïdes endogènes et effet de la progestérone après ischémie transitoire focale." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA11T029.

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Abstract:

Les stéroïdes sexuels ne sont pas impliqués uniquement dans la reproduction, ils sont également actifs dans le système nerveux où ils exercent des effets neuroprotecteurs. La mitochondrie a un rôle central dans la synthèse de l’énergie cellulaire et le contrôle du stress oxydant. Ces fonctions mitochondriales seraient une cible potentielle des effets des stéroïdes sexuels dans le cerveau. Deux approches ont été développées au cours de ce travail de thèse : une approche physiologique avec l’étude de l’influence des stéroïdes endogènes sur la fonction mitochondriale cérébrale et une approche thérapeutique en utilisant le modèle expérimental de l’ischémie cérébrale et du traitement par la progestérone. Pour analyser l’influence des stéroïdes endogènes, nous avons comparé le fonctionnement de la phosphorylation oxydative (consommation d’oxygène ou « respiration » et activités enzymatiques) ; le niveau du stress oxydant (pool de glutathion mitochondrial et inactivation oxydative de l’aconitase mitochondriale) et les taux cérébraux de stéroïdes dans des groupes de souris mâles et femelles soit jeunes adultes intactes ou gonadectomisées (3 mois) ; soit âgées (20 mois). Nous avons montré que la respiration NADH-dépendante est plus importante et que le stress oxydant mitochondrial est moins important chez les femelles que chez les mâles jeunes. Cette différence n’existe plus chez les souris âgées et est abolie après ovariectomie mais pas après orchidectomie, ce qui démontre l’influence des stéroïdes ovariens. Les taux cérébraux importants de prégnènolone et de progestérone chez les souris jeunes femelles par rapport aux jeunes mâles pourraient être impliqués dans le dimorphisme sexuel observé.Les modifications de la respiration mitochondriale induites par l’ischémie cérébrale sont également différentes entre les mâles et les femelles dans notre modèle. La respiration NADH-dépendante est diminuée dans les deux sexes, mais la respiration FADH2-dépendante est diminuée spécifiquement chez les femelles. Le stress oxydant mitochondrial est augmenté dans les deux sexes. L’administration de progestérone permet de restaurer la respiration FADH2-dépendante chez les femelles et la respiration NADH-dépendante ainsi que le pool de glutathion mitochondrial dans les deux sexes. Ce travail a permis de mettre en évidence des différences de fonctionnement mitochondrial cérébral chez les souris mâles et femelles jeunes et d’identifier la phosphorylation oxydative et le stress oxydant mitochondrial comme cibles d’action des effets neuroprotecteurs de la progestérone lors de l’ischémie cérébrale
Besides the reproduction control, sex steroids also act on nervous system and exert neuroprotective effects. The mitochondria are centrally involved in cellular energy synthesis and oxidative stress regulation and constitute a potential target of steroids effects on brain. The aim of our study was twofold: (1) to study the influence of endogenous steroids on brain mitochondrial function in physiological conditions ; (2) to determine the effects of progesterone on mitochondrial function when used as therapeutic agent in an experimental model of cerebral ischemia. To analyze the influence of endogenous sex steroids, the oxidative phosphorylation system (oxygen consumption or “respiration” and enzymatic activities) and mitochondrial oxidative stress (glutathione pool and mitochondrial aconitase oxidative inactivation) were analyzed in brain mitochondria of young adult male and female mice (3-month-old), intact and after gonadectomy, and of aged male and female mice (20-month-old). Our results showed that young adult females have lower oxidative stress and a higher NADH-linked respiration rate as compared to young adult males. This sex difference was suppressed by ovariectomy but not by orchidectomy and no longer existed in aged mice. Concomitant analysis of brain steroids suggest that the major male/female differences in brain pregnenolone and progesterone levels may contribute to the sex differences observed in brain mitochondrial function.We have also shown that the decrease of brain mitochondrial respiration induced by ischemia is different according to sex in our experimental model. The NADH-linked respiration decreased after ischemia in males and female but a decrease of FADH2-linked respiration only occurred in females. Ischemia induced oxidative damages in both males and females. Progesterone restored NADH-linked respiration in both sexes and FADH2-linked respiration in females. Progesterone also preserved mitochondrial glutathione pool in both sexes. Our findings point to a sex difference in brain mitochondrial function of young male and female mice and identify the oxidative phosphorylation system and the mitochondrial oxidative stress as targets of the neuroprotective effects of progesterone

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De, Paulis Damien. "Régulation des fonctions mitochondriales dans la cardioprotection : spécificité du rat." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00858772.

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Abstract:

Le postconditionnement cardiaque est paradoxal chez le rat. Certains auteurs ont montré que cet animal pouvait être protégé par le postconditionnement alors que d'autres ont montré qu'il était inefficace. L'objectif de notre travail était d'éclaircir cette situation et d'établir un lien entre la régulation des fonctions mitochondriales et la réussite ou l'échec du postconditionnement. Nous avons montré sur un modèle in vivo que le rat est sensible au postconditionnement cardiaque sous certaines conditions. Il semble que la réussite de cette thérapie nécessite à la fois une préservation de la phosphorylation oxydative, une inhibition de l'ouverture du mPTP et une diminution de la production de ROS. Nous avons également montré que le complexe I de la chaîne respiratoire régule l'ouverture du mPTP en liaison avec l'état de la Cyp D. L'ensemble de nos résultats montrent que le rat n'est pas réfractaire au postconditionnement, mais pour que celui-ci soit efficace, il est nécessaire de préserver l'intégrité des différentes fonctions mitochondriales. La cardioprotection et la régulation des fonctions mitochondriales sont donc spécifiquement liées au modèle utilisé

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Daouphars, Mikaël. "Mécanismes d'action des AINS en relation avec la prolifération cellulaire et l'apoptose." Nancy 1, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2004_0258_DAOUPHARS.pdf.

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Abstract:

Les études épidémiologiques ont suggéré que la consommation régulière d'anti-inflammatoires non stéroi͏̈diens (AINS),et plus particulièrement celle d'aspirine ou de sulindac, serait capable de diminuer le nombre de polypes chez lespatients porteurs de polypose familiale. Elle serait également associée à une incidence moitié moindre du cancercolorectal, y compris en termes de mortalité. L'étude de biopsies digestives a montré que les tissus tumoraux produisent des quantités exagérées de prostaglandines E2 par rapport aux tissus sains et que ceci est dû à une expression anormalement élevée de COX-2, tant au niveau de la protéine que de ses messagers. De plus, l'activation d'oncogènes et la transformation cellulaire sont étroitement associées à l'expression de COX-2. Ainsi, même si l'action des AINS pourrait ne pas être univoque (blocage de l'activation métabolique de carcinogènes par les COX par exemple),l'inhibition de COX-2 pourrait en être un élément essentiel, d'autant que la transfection de COX-2 dans les cellulesépithéliales digestives s'accompagne de nombreuses modifications fonctionnelles dont une résistance à la mort cellulaire programmée (apoptose). La chimioprévention du cancer colorectal par les AINS semble donc trouver des bases scientifiques indéniables et a bénéficié d'un nouvel essor avec le développement d'inhibiteurs sélectifs de COX-2 doués d'une tolérance digestive améliorée, davantage compatible avec un usage prolongé. Le premier objectif de ce travail était de comparer les effets sur la prolifération cellulaire et l'apoptose, d'AINS ayant des profils de sélectivité différents vis-à-vis des isoenzymes de la COX, sur des lignées humaines de cancer colorectal,elles-mêmes différentes par leur statut COX. Les quatre lignées humaines de cancer colorectal (HT29, Caco-2, HCT15, HCT116) ont été caractérisées en termes de différenciation et de prolifération cellulaires, d'expression des COXs. Les effets d'AINS classiques (aspirine, indométacine, kétoprofène, sulfure de sulindac) et d'inhibiteurs sélectifs de COX-2 (célécoxib, NS-398) ont ensuite été étudiés vis-à-vis de la prolifération, du cycle-cellulaire et de l'apoptose. Cette étude a montré que les AINS, à l'exception de l'aspirine et du kétoprofène, inhibaient la croissance des différentes lignées cellulaires à une concentration supérieure ou égale à l0-4M. Lorsqu'il existait, cet effet antiprolifératif était généralement associé à un blocage du cycle cellulaire en phase G1, en particulier pour le sulfure de sulindac et le NS-398. Cependant, à cette concentration (I0-4M), seul le sulfure de sulindac favorisait l'apoptose dans toutes les lignées colorectales humaines, y compris la lignée HCT15 n'exprimant pas les COXs. Le second objectif de ce travail était de mettre en évidence les mécanismes impliqués, d'autant que les effets observés sur le cycle cellulaire, d'une part, et sur l'apoptose, d'autre part, suggéraient respectivement la participation de mécanismes COX-dépendants et COX-indépendants. Compte tenu de la différence de structure chimique entre le sulfure de sulindac (AINS carboxylique) et le NS-398 (arylsulfonamide), et comme leurs effets antiprolifératifs n'étaient observés qu'à des concentrations nettement supérieures à celles requises pour l'inhibition de la synthèse des prostaglandines, nous avons recherché la contribution éventuelle d'un découplage de la phosphorylation oxydative dans ce processus. Dans nos conditions expérimentales, le sulfure de sulindac, mais pas le NS-398, provoquait une chute du potentiel transmembranaire mitochondrial Dγm, et ce, indépendamment de l'expression des COXs. Cet effet découpleur précédait la libération de protéines mitochondriales pro-apoptotiques (cytochrome c, Smac/DIABLO), ainsi que l'activation des caspases 3 ou 9. La préincubation des cellules par la ciclosporine A inhibait la libération deSmac/DIABLO induite par le sulfure de sulindac, suggérant l'intervention du complexe de perméabilisation de pore dans le relarguage de protéines mitochondriales pro-apoptotiques. Le découplage de la phosphorylation oxydative n'était cependant pas suffisant pour expliquer la totalité de l'effet du sulfure de sulindac puisque le FCCP (découpleur de référence) n'induisait pas d'apoptose malgré la chute de Dγm et la libération mitochondriale de facteurs pro-apoptotiques.

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Vahlas, Zoï. "Régulation métabolique de l'infection des cellules T CD4 par VIH-1 : vers de nouvelles cibles thérapeutiques." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTT009.

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Abstract:

La susceptibilité des lymphocytes T CD4 (LT) à l'infection par VIH-1 est régulée par le métabolisme du glucose et de la glutamine. Cependant, les contributions relatives de ces nutriments à l'infection étaient peu connues lorsque j’ai débuté ma thèse. Au cours de mes travaux, j'ai identifié la glutaminolyse comme une voie majeure alimentant la phosphorylation oxydative (OXPHOS) dans les sous-populations de LT activés naïves et mémoires, et j'ai découvert que l'induction de ce réseau métabolique est nécessaire pour une infection optimale par VIH-1. J’ai constaté qu’en condition limitante en glutamine, l’α-kétoglutarate (α-KG), un intermédiaire du cycle TCA (TriCarboxylic Acid) issu de la glutaminolyse, constitue un facteur clé de l'infection des LT CD4 par VIH-1. L'ajout d’α-KG exogène induit une augmentation rapide du ratio OXPHOS/glycolyse et rend les LT naïfs et mémoires plus susceptibles à l’infection. Par ailleurs, l’inhibition du flux glycolytique du pyruvate vers le lactate induit une augmentation de l'OXPHOS et de l'infection des LT CD4 par VIH-1. En accord avec ces données, les LT CD4 infectés présentent une augmentation de la biomasse et de l'activité mitochondriale en comparaison à leurs homologues non infectés. Ces données identifient l'équilibre OXPHOS/glycolyse aérobie comme un élément clé de l'infection des LT par VIH-1.Afin de mieux appréhender les voies métaboliques régulant l'infection des LT par VIH-1, j'ai développé une approche complémentaire basée sur l’utilisation de shRNA ciblant spécifiquement les transporteurs de nutriments GLUT1, ASCT2 et CAT1, permettant notamment le transport du glucose, glutamine et arginine dans la cellule, respectivement. Ainsi, j’ai observé une diminution de la survie d’environ 80% des cellules shRNA+, témoignant ainsi de l’importance de ces transporteurs lors de l’activation de ces cellules. Cependant, la permissivité des LT CD4 à l’infection par VIH-1 est impactée différemment par la diminution de l’expression des transporteurs de nutriments. Conformément aux données présentées ci-dessus, l’inhibition de GLUT1 n'a pas eu d'impact significatif sur l'infection par VIH-1, tandis que l’inhibition de CAT1 a réduit de manière significative l’OXPHOS ainsi que l'infection par VIH-1 (de 35 %). Il est toutefois surprenant de constater que l’inhibition d’ASCT2 entraîne une augmentation de l'infection de 20 %. Cela était associé à une persistance significativement plus élevée des cellules T naïves dont l’expression d’ASCT2 était inhibée, par rapport aux LT mémoires. Ces données mettent ainsi en évidence l’importance relative de ces 3 transporteurs de nutriments dans la survie des LT naïfs par rapport aux LT mémoires et démontrent leur impact spécifique sur la permissivité de ces populations à l'infection par VIH-1.En conclusion, en utilisant deux approches complémentaires, mes travaux de thèse révèlent l'impact critique de l'état énergétique d'une cellule T CD4 sur sa susceptibilité à l'infection par VIH-1. Mes données mettent en évidence l'importance du métabolisme mitochondrial, avec un environnement riche en intermédiaires du cycle du TCA comme l’α-KG, dans la régulation de la sensibilité des LT à l'infection par VIH-1. En outre, l'expression des transporteurs de nutriments impacte différentiellement la sensibilité des LT naïfs et mémoires à l'infection par VIH-1. Ces études offrent donc de nouvelles perspectives utilisant le métabolisme pour le développement de stratégies thérapeutiques ciblées contre l'infection par VIH-1
The susceptibility of CD4 T cells to HIV-1 infection is regulated by glucose and glutamine metabolism, but the relative contributions of these nutrients to infection are not known. During my PhD, I identified glutaminolysis as a major pathway fueling oxidative phosphorylation (OXPHOS) in activated naïve as well as memory CD4 cell subsets, and found that induction of this metabolic network is required for optimal HIV-1 infection. Moreover, we determined that under conditions of attenuated glutaminolysis, the α-ketoglutarate (αKG) TCA (tricarboxylic acid) cycle intermediate is a rate-limiting step in infection; exogenous α-KG directly increased OXPHOS and rendered both naïve and memory CD4 T cells significantly more sensitive to infection. Furthermore, blocking the glycolytic flux of pyruvate to lactate resulted in an increased OXPHOS and a significantly augmented level of HIV-1 infection. In agreement with these data, infected CD4 T cells exhibited increased mitochondrial biomass and respiration as compared to their non-infected counterparts. These data identify the OXPHOS/ aerobic glycolysis balance as a major regulator of HIV-1 infection in CD4 T lymphocytes.In order to gain more insight into the metabolic pathways regulating HIV-1 infection in CD4 T cells, we developed a complementary approach to target upstream processes, specifically altering glucose (GLUT1), glutamine (ASCT2), and arginine (CAT1) transporter expression by lentiviral-mediated delivery of specific shRNAs. Testifying to the importance of these transporters, CD4 T cells with downregulated expression of either GLUT1, ASCT2 or CAT1 were negatively selected, resulting in a loss of approximately 80% of shRNA-transduced cells within 14 days. Notably, the permissivity of CD4 T cells to HIV-1 infection was differentially impacted by inhibition of specific nutrient transporters. Consistent with the data presented above, knockdown of GLUT1 did not significantly impact HIV-1 infection whereas knockdown of CAT1 significantly decreased both OXPHOS as well as HIV-1 infection (by 35%). Surprisingly though, ASCT2 knockdown resulted in a significantly augmented infection, by approximately 20%. Mechanistically, we found that this was associated with a markedly higher persistence of naïve, as compared to memory, T cells with downregulated ASCT2 levels. These data highlight differences in the relative importance of distinct nutrient transporters in the survival of naïve vs memory CD4 T cell subsets and demonstrate their specific impact on the sensitivity of these populations to HIV-1 infection.In conclusion, using two complementary approaches, my PhD research has revealed the critical impact of a CD4 T cell’s energetic state on its susceptibility to HIV-1 infection. My data identify the importance of mitochondrial metabolism, with an environment rich in TCA cycle intermediates such as α-KG, in regulating the susceptibility of CD4 T cells to HIV-1 infection. Furthermore, I find that nutrient transporter expression differentially impacts the sensitivity of naïve and memory CD4 T cells to HIV-1 infection. These studies therefore provide new prospects for the development of targeted metabolic therapeutic strategies against HIV-1 infection

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Dudognon, Tony. "Relations entre la structure des lipides membranaires de mitochondries et l'activité d'enzymes associées chez l'huître creuse Crassostrea gigas." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00969121.

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Abstract:

Tout d'abord considérés comme simples composants d'une barrière imperméable, il a été démontré que les lipides membranaires auraient en fait un rôle biologique bien plus important, pouvant modifier l'environnement des enzymes membranaires et moduler l'activité de ces dernières. Dans la thèse présentée ici, ces relations ont été étudiées dans les mitochondries de l'huître creuse Crassostrea gigas. Les bivalves subissent d'importants changements environnementaux et l'adaptation à ces changements peut passer par un remodelage des membranes, ce qui fait de ces animaux des modèles intéressants pour les études des relations entre la structure des membranes et les activités d'enzymes associées. Des huîtres ont été nourries en écloserie avec deux régimes d'algues monospécifiques, T-Iso et Chaetoceros gracilis, et un mélange équilibré de ces deux algues. Malgré d'importantes modifications de composition en acides gras induites par les différents régimes alimentaires, une grande stabilité des processus membranaires mitochondriaux a été observée. D'un autre côté, la comparaison entre des huîtres élevées en écloserie et des huîtres élevées dans leur milieu naturel a révélé d'importantes modifications de capacités mitochondriales, qui pourraient être liées à une modulation des classes de phospholipides et de leur insaturation. Ces différences ne peuvent pas s'expliquer par une influence des cycles tidaux dans la mesure où, malgré un changement de production d'ATP, l'activité des mitochondries a été montrée comme étant similaire chez les huîtres collectées en émersion et en immersion. L'homéostasie mitochondriale observée dans cette étude pourrait être un moyen pour les huîtres de faire face aux variations biotiques (disponibilité en nourriture) et abiotiques (disponibilité en oxygène) de l'environnement naturel de C. gigas, et de maintenir leurs fonctions physiologiques malgré ces variations.

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Dufour, Sylvie. "Application de la RMN et de la théorie du contrôle à l'étude de l'énergétique cellulaire hépatique à basse température." Bordeaux 2, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR28456.

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Fontaine, Eric. "Contrôle de l'oxydation phosphorylante : modifications du couplage et rôle de la membrane mitochondriale externe." Grenoble 1, 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10137.

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Abstract:

De nombreuses observations montrent que la respiration cellulaire n'est pas corrélée à la concentration moyenne d'ADP (ou de paramètres dérivés tels que le rapport ATP/ADP ou le potentiel phosphate). (1) Nous rapportons qu'au sein de l'hépatocyte, l'ADP ne diffuse pas librement au travers de la membrane mitochondriale externe de sorte que la concentration cytosolique moyenne d'ADP ne reflète pas forcément la concentration d'ADP au contact des mitochondries. Il est possible que cette étape de diffusion de l'ADP puisse être modulable et participe au contrôle de la respiration in vivo. (2) Les mitochondries provenant de rats soumis à un régime alimentaire carencé en acides gras polyinsaturés ont une composition phospholipidique profondément modifiée. Ceci s'accompagne d'une modification des liens existant entre la force protonmotrice et la respiration, et entraîne une diminution du rendement de l'oxydation phosphorylante. (3) Notre équipe a montré que l'almitrine modifie la stchiométrie de l'ATPsynthase. Nous rapportons que la stchiométrie de l'ATPsynthase varie aussi en fonction de la concentration de nucléotides adényliques. (4) Les conséquences et la signification de ces phénomènes originaux sont discutés en termes de régulation du métabolisme énergétique cellulaire.

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Beauseigneur, Frédéric. "Facteurs membranaires et enzymatiques mitochondriaux modulant l'oxydation des acides gras à longue chaine dans le foie." Dijon, 1998. http://www.theses.fr/1998DIJOS054.

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Abstract:

L'oxydation des acides gras met en jeu plusieurs enzymes qui se répartissent de la face externe a la matrice des mitochondries et constituent autant d'étapes limitantes potentielles. Une première partie du travail montre que l'altération des membranes internes par un peroxydant lipophile (hydropéroxyde de cumène) perturbe la chaine respiratoire au point de diminuer la capacité des mitochondries à oxyder le palmitate et des intermédiaires du cycle de Krebs. Le resvératrol, qui est un antioxydant lipophile puissant, réduit la dégradation des lipides membranaires. Le traitement des mitochondries par un peroxydant hydrophile (AAPH) épargne les acides gras constitutifs des membranes, mais altère spécifiquement et profondément la phosphorylation oxydative au niveau de la F#1F#0aTPase. Une deuxième partie montre que l'enrichissement des membranes en acide éicosapentaénoïque (EPA) d'origine alimentaire peut déterminer un effet hypoglycémiant ou hypotriglycéridémiant selon que l'EPA est ingéré en période de jeune ou à l'état nourri. Les effets observes seraient dus à l'interférence d'intermédiaires béta-oxydatifs de l'EPA dans plusieurs voies métaboliques. Une troisième partie met l'accent sur les perturbations que la carnitine palmitoyltransférase I (CPT I) peut subir en raison de l'activité d'enzymes membranaires voisines. Ainsi, la glycerol-3-phosphate acyltransférase réduit l'activité CPT I, mais est, elle-même, influencée par cette activité ; de même la monoamine oxydase subit des variations d'activité qui retentissent directement sur les catécholamines et secondairement sur l'activité CPT I. Par ailleurs, il est montré que l'activation des acides gras par le coenzyme A, étape indispensable aux devenirs métaboliques des acides gras, est localisée exclusivement dans le reticulum endoplasmique. La thèse souligne que le contrôle de voies métaboliques peut s'exercer par des modifications membranaires.

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Desprez, Tifany. "Rôle(s) du récepteur aux cannabinoïdes mitochondrial de type 1 dans le cerveau." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0088/document.

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Abstract:

Le récepteur aux cannabinoïdes de type 1 (CB1) est un récepteur couplé aux protéines G, abondamment exprimé dans le cerveau et régulant plusieurs processus physiologiques. Cependant, les mécanismes cellulaires par lesquels les CB1 régulent ces processus n’ont été que peu analysés. Bien que les CB1 localisés dans les membranes plasmiques sont connus pour induire la transduction de signal; une partie de ces récepteurs sont aussi fonctionnels au niveau des mitochondries (mtCB1), où leur stimulation réduit la respiration mitochondriale. L’objectif de cette thèse fut d’évaluer l’impact de l’activation des récepteurs mtCB1 du cerveau sur les effets connus des cannabinoïdes. Afin de distinguer la fonction des mtCB1 de celle des autres populations de récepteurs, nous avons développé des outils basés sur la signalisation induite par les mtCB1. Dans les mitochondries isolées de cerveau, l’activation des protéines Gαi/o, dépendante des mtCB1 diminue l’activité de l’adénylyl cyclase soluble (sAC). L'inhibition locale de l’activité de sAC prévient l’amnésie, la catalepsie et partiellement l’hypolocomotion induite par les cannabinoïdes. De plus, nous avons généré une protéine fonctionnelle mutante CB1 (DN22-CB1) dépourvue des 22 premiers acides aminés des CB1 ainsi que de sa localisation mitochondriale. Contrairement aux CB1, l'activation des DN22-CB1 n’affecte pas l'activité mitochondriale. Enfin, l’expression des DN22-CB1 dans l’hippocampe bloque à la fois la diminution de la transmission synaptique et l’amnésie induites par les cannabinoïdes. Ces travaux démontrent l’implication des mtCB1 dans certains effets des cannabinoïdes et le rôle clé des processus bioénergétiques contrôlant les fonctions cérébrales
Type-1 cannabinoid receptor CB1 is a G protein-coupled receptor (GPCR), widely expressed in the brain, which regulates numerous physiological processes. However, the cellular mechanisms of CB1-mediated control of these functions are poorly understood. Although CB1 are known to signal at the plasma membrane, a portion of these receptors are also present in mitochondria (mtCB1), where mtCB1 activation decreases mitochondrial activity. The goal of this thesis was to dissect the impact of brain mtCB1 signaling in known behavioral effects induced by cannabinoids. To distinguish the functions of mtCB1 from other receptor pools, we developed tools based on the characterization of the intra-mitochondrial molecular cascade induced by mtCB1 receptors. In isolated brain mitochondria, we found that intra-mitochondrial decrease of soluble-adenylyl cyclase (sAC) activity links mtCB1- dependent activation of Gαi/o proteins to decrease cellular respiration. Local brain inhibition of sAC activity blocks cannabinoid-induced amnesia, catalepsy and contributes to the hypolocomotor effect of cannabinoids. In addition, we generated a functional mutant CB1 protein (DN22-CB1) lacking the first 22 amino acid of CB1 and its mitochondrial localization. Differently from CB1, activation of DN22-CB1 does not affect mitochondrial activity. Hippocampal in vivo expression of DN22-CB1 abolished both cannabinoid-induced impairment of synaptic transmission and amnesia in mice. Together, these studies couple mitochondrial activity to behavioral performances. The involvement of mtCB1 in the effects of cannabinoids on memory and motor control highlights the key role of bioenergetic processes as regulators of brain functions

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Saunier, Alice. "Bases génétiques de la différenciation adaptative en milieu anthropisé chez Macoma balthica, un bivalve marin à fort flux génique." Thesis, La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS021/document.

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Abstract:

Dans un contexte environnemental anthropisé, fragmenté et soumis à un changement climatique rapide, l’appréhension des processus d'adaptation locale des organismes marins par l'étude de zones de contact entre taxa proches constitue une approche privilégiée. Dans ces zones, des génotypes hybrides persistent malgré un état de maladaptation liée à des incompatibilités génétiques endogènes et/ou des barrières exogènes. L'histoire biogéographique complexe de la telline baltique Macoma balthica fait émerger quatre zones hybrides européennes, dont l'une, localisée autour de la Pointe Finistère (France), est le résultat d’un contact entre deux stocks génétiques ayant divergé en allopatrie. Ces divergences sont susceptibles de rompre la coadaptation entre génomes nucléaire et mitochondrial en raison de l'émergence d'incompatibilités mitonucléaires (MNIs). Ainsi, les sous-unités protéiques des cinq complexes de la chaine OXPHO sont codées à la fois par des gènes nucléaires et mitochondriaux, et une coévolution inter-génomique étroite est requise pour maintenir la production énergétique cellulaire. De précédentes données de transcriptomique dévoilent de probables MNIs chez M. balthica au niveau des complexes respiratoires I et V. Afin d’apporter des éléments de compréhension aux mécanismes de maintien des zones hybrides dans un contexte de pression anthropique, le présent travail se propose de tester l'hypothèse de putatives MNIs dans cette zone de contact. Pour cela, (i) six mitogénomes correspondant à cinq lignées haplotypiques divergentes en Europe ont été séquencés et l'architecture génomique a été étudiée conjointement à une cartographie des mutations des 13 gènes mitochondriaux, (ii) le niveau de transcription de 5 gènes nucléaires et 8 gènes mitochondriaux (complexe I à V) des individus hybrides a été comparé à celui des lignées parentales après détermination du statut d'hybridation de chaque individu (six populations françaises). A défaut d'apporter des éléments de réponses concrets quant à l'existence de MNIs chez M. balthica, et ses répercussions évolutives en terme de dépression d'hybridation, ce travail constitue un tremplin vers une étude approfondie de la zone hybride française en développant de nouveaux outils moléculaires, et de solides techniques expérimentales pour la conduite de futurs croisements artificiels
In the anthropized, fragmented environmental context subject to rapid climate change, understand local adaptation processes of marine organisms by studying the contact zones between close taxa is a preferred approach. In these areas, hybrid genotypes persist despite a maladaptive state related to endogenous genetic incompatibilities and/or exogenous barrier. The complex biogeographic history of the Baltic tellin Macoma balthica leads to emergence of several European hybrid zones, one of which, located around the Pointe Finistère (France), is the result of the confluence of two genetic stocks that have diverged in allopatric. These divergences may have lead to the co-adaptation breakdown between nuclear and mitochondrial genomes due to the emergence of mito-nuclear incompatibilities (MNIs). Thus, the different protein subunits of the five OXPHO chain complexes are encoded by both nuclear and mitochondrial genes, and a tight inter-genomic coevolution is required to maintain the cellular energy production. Recent transcriptomic data unveil the existence of underlying MNIs in M. balthica, bearing by the respiratory complexes I and V. In order to provide some understanding clues of mechanisms in hybrid zone's maintenance in the context of human pressure, the present work aims to test the assumption of putative MNIs in this area. For this purpose, (i) six mitogenomes corresponding to five divergent haplotype lineages in Europe were sequenced and the genomic architecture has been studied jointly to a mapping mutation of the 13 mitochondrial genes, (ii) the level of transcription of 5 nuclear and 8 mitochondrial genes (complex I to V) of hybrid individuals was compared to the parental lineages after identification of the hybrid status of each individual (six french populations). For the lack of bringing concrete answers concerning the existence of MNIs in M. balthica, and its evolutionary effects in term of hybrid breakdown, this work is a springboard for a comprehensive study of the French hybrid zone by developing new molecular tools, and stable experimental technics for the realisation of future artificial crosses

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Guerrero, Karen. "ORGANISATION STRUCTURALE ET FONCTION METABOLIQUE DES UNITES ENERGETIQUES INTRACELLULAIRES (ICEUs) DANS LE MUSCLE CARDIAQUE ET SQUELETTIQUE :Conditions physiologiques et pathophysiologiques." Phd thesis, Ecole pratique des hautes études - EPHE PARIS, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011814.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'intéresse principalement à la régulation de la respiration mitochondriale in situ dans les cellules de muscle cardiaque et squelettiques. L'oxygraphie, la spectrophotométrie et la microscopie confocale sur cellules isolées ou fibres musculaires perméabilisées à la saponine ont été utilisées ainsi que la modélisation mathématique. Dans les cellules musculaires, les mitochondries sont organisées de manière très précise tel un ‘cristal'. Cet arrangement intracellulaire serait la base d'une organisation à la fois structurale et fonctionnelle au sein desquelles les mitochondries sont couplées fonctionnellement par le cytosquelette aux autres organelles : réticulum sarcoplasmique et myofibrilles: les ICEUs (ou unités énergétiques intracellulaires). Au sein des cellules cardiaques, il existe 2 niveaux de régulation de la respiration mitochondriale par l'ADP exogène : la perméabilité de la membrane mitochondriale externe (VDAC) et des restrictions localisées de diffusion de l'ADP au voisinage des mitochondries. La Β-tubuline participe indirectement à ces mécanismes de régulation de même que la protéine STOP, une protéine associée aux microtubules. Ces données expérimentales sont utiles pour expliquer les aspects métaboliques de la loi de Frank-Starling dans le cœur. Cette notion d'ICEU peut servir de diagnostique lors de l'étude clinique du métabolisme énergétique chez des transplantés pulmonaires avant et après un programme d'entraînement à domicile.

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Costa, Verdera Helena. "Towards the development of a gene therapy for Pompe disease : Characterization of the immune phenotype in Pompe disease and comparison of the therapeutic potential of gene therapy with the current standard of care." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS516.

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Abstract:

La maladie de Pompe est une maladie lysosomale causée par des mutations sur l'enzyme α-glucosidase acide (GAA), responsable de la dégradation du glycogène lysosomal. Le déficit en GAA provoque l'accumulation de glycogène dans de multiples tissus, conduisant à une maladie neuromusculaire complexe avec une morbidité et mortalité élevées. En plus des symptômes connus, nos études montrent que le déficit en GAA affecte l’activation et le fonctionnement des cellules immunitaires chez les patients et le modèle murin de la maladie de Pompe. En particulier, nous avons observé une suractivation des cellules T effectrices, ainsi qu’un défaut dans l’induction et la fonction des cellules T régulatrices (Tregs). De plus, les souris atteintes de la maladie de Pompe présentent de l’inflammation tissulaire précoce, ce qui pourrait contribuer à la physiopathologie de la maladie. Ces résultats pourraient ouvrir des nouvelles voies pour étudier des stratégies qui retardent la progression de la maladie. Dans une deuxième série d'expériences, nous montrons qu'une thérapie génique ciblée au foie avec un transgène GAA sécrétable conduit à une meilleure correction de la maladie dans un modèle murin immunodéficient de la maladie, par rapport au traitement enzymatique substitutif existant. Étant donné que les Treg jouent un rôle essentiel dans la thérapie génique ciblée au foie, en induisant une tolérance immunitaire vers les transgènes hépatiques, de futures études devront évaluer l'impact des altérations immunitaires associées à cette maladie sur l'efficacité de la thérapie génique
Pompe disease is a lysosomal storage disease caused by mutations on the enzyme acid α-glucosidase (GAA), responsible for degrading lysosomal glycogen. GAA deficiency causes the accumulation of glycogen in multiple tissues, particularly in muscles and central nervous system, leading to a complex neuromuscular disease with high morbidity and mortality. In addition to the known symptoms, our studies in Pompe disease patients and mice show that GAA deficiency affects the activation and function of immune cells, particularly of T cells, leading to a higher activation of effector cells and impaired induction and suppressive function of regulatory T cells (Tregs). Moreover, Pompe disease mice present tissue inflammation at early stages of the disease, altogether suggesting that alterations in the immune system could contribute to the disease pathophysiology. These findings could open new venues to investigate strategies that delay the progression of the disease. In a second set of experiments we show that liver-directed gene therapy with a secretable GAA transgene results in superior disease rescue in an immunodefficient Pompe disease mouse model, when compared to the current enzyme replacement therapy. Because Tregs play an essential role in liver-directed gene therapy, by inducing immune tolerance towards hepatic transgenes, future studies will have to evaluate the potential impact of immune alterations associated to Pompe disease on the efficacy of liver-targeted gene transfer
La enfermedad de Pompe es una enfermedad lisosomal (lysosomal storage disease, LSD) causada por mutaciones en la enzima α-glucosidasa ácida (GAA), que hidroliza el glucógeno en glucosa en los lisosomas. La disfunción de esta enzima causa la acumulación de glucógeno en múltiples tejidos, principalmente en células musculares y neuronas. Como resultado, los pacientes desarrollan hipertrofia cardíaca, debilidad muscular, insuficiencia respiratoria, alteraciones cognitivas y muerte prematura por paro cardiorrespiratorio. Actualmente la enfermedad de Pompe se trata con terapia de reemplazo enzimático (Enzyme replacement therapy, ERT) con GAA recombinante humana (rhGAA). Este tratamiento ha demostrado corregir la patología cardíaca y extender la esperanza de vida de los pacientes. Sin embargo, la eficacia de la ERT en los músculos respiratorios y esqueléticos es parcial, y nula en el sistema nervioso central (SNC). Además, la proteína rhGAA es altamente inmunogénica, por lo que el tratamiento no es efectivo en ciertos pacientes. Otros inconvenientes son el elevado coste de la ERT y la necesidad de infusiones continuadas a lo largo de la vida del paciente. En este estudio mostramos que la terapia génica dirigida al hígado mediante vectores adeno-asociados (AAV) expresando una versión modificada de la GAA revierte de forma significativa la enfermedad a nivel de la musculatura esquelética y del SNC, en un modelo animal de la enfermedad de Pompe. Además, mostramos que este tratamiento es superior en eficacia al tratamiento estándar por ERT, incluso a dosis reducidas de vector AAV. Con tal de comprender mejor los mecanismos de acción de estos dos tratamientos, hemos llevado a cabo un estudio farmacocinético de los niveles de GAA en circulación y en múltiples tejidos en los dos casos. Dicho estudio muestra que niveles reducidos pero constantes de GAA en circulación proporcionados por el hígado permiten una mayor acumulación de GAA en los tejidos en comparación a la ERT, mejorando así la eficacia del tratamiento. Debido a que las reacciones inmunes contra el vector AAV y el transgén son un obstáculo importante en la aplicación clínica de la terapia génica, y a que alteraciones en los lisosomas han demostrado tener un impacto sobre el sistema inmune en diferentes modelos, también hemos estudiado el sistema inmune en el caso de la enfermedad de Pompe. Mediante estos estudios, hemos observado que la acumulación de glucógeno en los lisosomas de células inmunes está asociada a una mayor activación de estas células, tanto en pacientes como en ratones con enfermedad de Pompe, y particularmente en las células T. Además, ratones con enfermedad de Pompe presentan inflamación en los tejidos ya en las primeras etapas de la enfermedad. Por otra parte, mostramos que el mayor estado de activación de las células T podría deberse a alteraciones en el metabolismo de estas células, como resultado de las alteraciones lisosómicas. Finalmente, los ratones con enfermedad de Pompe presentan un defecto en la inducción de células T reguladoras Foxp3+ (Tregs), y estas células tienen un menor potencial inhibidor en comparación con Tregs de ratones sanos. Alteraciones en el sistema inmunitario podrían contribuir a la fisiopatología de la enfermedad. Por lo tanto, estos hallazgos podrían abrir nuevos caminos para investigar estrategias que retrasen la progresión de la enfermedad. Además, las Tregs juegan un papel esencial en la terapia génica dirigida al hígado, mediante la inducción de tolerancia inmune hacia transgenes expresados por hepatocitos. Por lo tanto, futuros estudios deberán evaluar el impacto de las alteraciones inmunitarias asociadas a la enfermedad de Pompe sobre la eficacia de la terapia génica
La malaltia de Pompe és una malaltia lisosomal (lysosomal storage disease, LSD) deguda a mutacions en l'enzim α-glucosidasa àcida (GAA), que hidrolitza el glicogen en glucosa als lisosomes. La disfunció d'aquest enzim causa l'acumulació de glicogen en múltiples teixits, principalment en cèl·lules musculars i neurones. Com a resultat, els pacients presenten hipertròfia cardíaca, debilitat muscular, insuficiència respiratòria, alteracions cognitives i mort prematura per aturada cardiorespiratòria. Actualment, la malaltia de Pompe és tractada amb teràpia de reemplaçament enzimàtic (Enzyme replacement therapy, ERT) amb GAA recombinant humana (rhGAA). Aquest tractament ha demostrat corregir la patologia cardíaca i estendre l'esperança de vida dels pacients. No obstant, l'eficàcia de l'ERT en els músculs respiratoris i esquelètics és parcial, i nul·la en el sistema nerviós central (SNC). A més, la proteïna rhGAA és altament immunogènica, de manera que el tractament no és efectiu en certs pacients. Altres inconvenients són l'elevat cost de l'ERT i la necessitat d'infusions continuades al llarg de la vida del pacient. En aquest estudi mostrem que la teràpia gènica dirigida al fetge mitjançant vectors adeno-associats (AAV) expressant una versió modificada de la GAA millora de forma significativa la malaltia a nivell de la musculatura esquelètica i del SNC, en un model animal de la malaltia de Pompe. A més, mostrem que aquest tractament és superior en eficàcia al tractament estàndard per ERT, fins i tot a dosis reduïdes de vector AAV. Per tal de comprendre millor els mecanismes d'acció d'aquests dos tractaments, hem dut a terme un estudi farmacocinètic dels nivells de GAA en circulació i en múltiples teixits en ambdós casos. Aquest estudi mostra que nivells reduïts però constants de GAA en circulació proporcionats pel fetge permeten una major acumulació de la GAA en els teixits en comparació a la ERT, millorant així l'eficàcia del tractament. Degut a que les reaccions immunes contra el vector AAV i el transgèn són un obstacle important en l'aplicació clínica de la teràpia gènica, i a que alteracions en els lisosomes han demostrat tenir un impacte sobre el sistema immune en differents models, també hem avaluat el sistema immune en el cas de la malaltia de Pompe. Mitjançant aquests estudis, hem observat que l'acumulació de glicogen en els lisosomes de les cèl·lules immunes està associada a una major activació d'aquestes cèl·lules en pacients i ratolins amb malaltia de Pompe, particularment en les cèl·lules T. A més, ratolins amb malaltia de Pompe presenten inflamació dels teixits ja en les primeres etapes de la malaltia. D’altra banda, hem observat que el major estat d'activació de les cèl·lules T podria ser degut a alteracions en el metabolisme d'aquestes cèl·lules, com a resultat de les alteracions lisosomals. Finalment, els ratolins amb malaltia de Pompe presenten un defecte en la inducció de cèl·lules T reguladores Foxp3+ (Tregs), i aquestes cèl·lules tenen un menor potencial inhibidor en comparació amb les Tregs de ratolins sans. Alteracions en el sistema immunitari podrien contribuir a la fisiopatologia de la malaltia. Per tant, aquestes observacions podrien obrir nous camins a l’hora d’investigar estratègies que retardin la progressió de la malaltia. A més, les Tregs juguen un paper essencial en la teràpia gènica dirigida al fetge, mitjançant la inducció de tolerància immune cap a transgens expressats per hepatòcits. Per tant, futurs estudis hauran d'avaluar l'impacte de les alteracions immunitàries associades a la malaltia de Pompe sobre l'eficàcia del tractament per teràpia gènica

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Schiff, Manuel. "Effets de modifications diététiques sur le phénotype de la souris Harlequin, un modèle de maladie mitochondriale." Paris 5, 2011. http://www.theses.fr/2011PA05T026.

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Abstract:

Les maladies mitochondriales (définies au sens strict comme les anomalies héréditaires de la chaîne respiratoire) sont les plus fréquentes des maladies héréditaires du métabolisme avec une incidence estimée à au moins 1/5000 naissances. Au sein des maladies mitochondriales, le déficit en complexe I de la chaîne respiratoire est, chez l’Homme, l’anomalie la plus fréquente. Sur le plan génétique, les maladies mitochondriales peuvent être dues soit à une anomalie de l’ADN mitochondrial soit à une anomalie de l’ADN nucléaire. Ce double contrôle génétique, associé aux près de 2500 gènes potentiellement impliqués dans le maintien des fonctions mitochondriales, est en partie responsable de l’extrême variabilité phénotypique de ces affections. En dépit d’immenses progrès réalisés dans l’identification des bases moléculaires à l’origine de ces maladies, ces affections demeurent non traitables. Afin d’identifier d’éventuels nouveaux traitements, il est indispensable de disposer d’un organisme modèle fiable reproduisant fidèlement les symptômes et signes des affections humaines ; et ce d’autant plus que les essais thérapeutiques dans les maladies mitochondriales humaines, sont de réalisation difficile voire impossible en raison de la rareté de ces maladies et donc du très petit nombre de patients. Ainsi, la souris Harlequin, mutant naturel du gène AIF (Apoptosis Inducing Factor) présentant un déficit en complexe I dans différents tissus, remplit-elle ces conditions : Elle présente un phénotype (récemment caractérisé par l’équipe) neurodégénératif progressif dominé par une ataxie cérébelleuse associé à un retard pondéral et une alopécie en écho avec les anomalies décrites chez les patients déficitaires en complexe I. Ces anomalies sont à la fois variables d’un individu à l’autre mais également dans leur chronologie d’apparition. L’objectif de ce travail a été d’utiliser le modèle Harlequin pour évaluer notre capacité à réaliser un essai thérapeutique dans les maladies mitochondriales chez la souris. Pour ce faire, nous avons fait le choix d’évaluer l’impact de modifications nutritionnelles (et notamment l’enrichissement en graisses de l’alimentation) sur le cours de la maladie. Avant d’entreprendre une longue étude chez la souris, nous avons validé in vitro dans des fibroblastes de patients déficitaires en complexe I, que les acides gras avaient un effet préventif sur la mort cellulaire. Ces résultats ont été une incitation forte à poursuivre l’étude de l’effet des lipides in vivo. Ainsi, avons-nous pu montrer qu’en utilisant une vingtaine d’animaux par groupe, il était possible de tirer une conclusion solide de l’effet d’un régime enrichi en graisses qui ralentit indiscutablement la progressivité de la maladie. En outre, nous avons mis en évidence qu’il existait un sous-groupe d’individus répondeurs (29% de la population des Harlequin traités par le régime enrichi en graisses) dont la prise en compte est un aspect central des essais dans ces maladies. Le régime cétogène (enrichissement massif en graisses) a également été testé avec un effet moins spectaculaire mais l’existence d’individus répondeurs a également été mise en évidence. Ces résultats relatifs à l’utilisation du modèle Harlequin pour tester des thérapies seront nous l’espérons, la première pierre d’un essai du régime enrichi en graisses chez les patients déficitaires en complexe I
Background: Therapeutic options in human mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) diseases have been poorly evaluated mostly because of the scarcity of cohorts and the inter-individual variability of disease progression. Thus, while a high fat diet (HFD) is often recommended, data regarding efficacy are limited. Our objectives were 1) to determine our ability to evaluate therapeutic options in the Harlequin OXPHOS complex I (CI)-deficient mice, in the context of a mitochondrial disease with human hallmarks and 2) to assess the effects of a HFD. Methods and Findings: Before launching long and expensive animal studies, we showed that palmitate afforded long-term death-protection in 3 CI-mutant human fibroblasts cell lines. We next demonstrated that using the Harlequin mouse, it was possible to draw solid conclusions on the efficacy of a 5-month-HFD on neurodegenerative symptoms. Moreover, we could identify a group of highly responsive animals, echoing the high variability of the disease progression in Harlequin mice. Conclusions: These results suggest that a reduced number of patients with identical genetic disease should be sufficient to reach firm conclusions as far as the potential existence of responders and non responders is recognized. They also positively prefigure HFD-trials in OXPHOS-deficient patients

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Aroua, Nesrine. "Etude in vivo de la chimiorésistance dans les leucémies aigues myéloïdes humaines." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30369.

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Abstract:

Les leucémies aigües myéloïdes (LAM) sont les leucémies les plus fréquentes chez l'adulte, caractérisée par l'expansion clonale de myéloblastes immatures. Malgré un taux élevé de rémission complète après chimiothérapie conventionnelle d'induction, le pronostic est mauvais dans les LAM à cause de fréquentes rechutes. Les rechutes sont causées par une population leucémique chimiorésistante (CLR), pouvant être enrichies en cellules souches leucémiques quiescentes (CSL). Cependant, ces hypothèses n'ont jamais été testées directement in vivo. Mon travail de thèse a été initialement consacré à valider cette hypothèse in vivo. Nous avons d'abord développé une approche chimiothérapeutique cliniquement pertinente, en traitant avec de la cytarabine (AraC) des souris préalablement xénogreffées à partir de cellules primaires (PDX) de patients atteints de LAM pour caractériser leurs cellules résiduelles post-AraC. Cette population résiduelle et résistante n'est pas nécessairement enrichie en cellules immatures ou en cellules quiescentes et non plus en cellules initiatrices de leucémie. Les cellules résistantes à la chimiothérapie in vivo ont par contre conservé des mitochondries actives, présentent une oxydation accrue des acides gras et une signature génique spécifique, définissant un statut de phosphorylation oxydative élevé ("OxPHOS High"). Le traitement des lignées cellulaires de LAM "OxPHOS High" a démontré une résistance à la chimiothérapie in vivo contrairement aux lignées cellulaires avec un statut "OxPHOS Low". Cibler le statut "OxPHOS High" induit un changement énergétique vers le statut "Low OxPHOS" et améliore l'effet antileucémique de l'AraC.Dans la deuxième partie de mon doctorat, nous avons identifié l'ecto-nucléoside triphosphate diphosphohydrolase-1 CD39 (ENTPD1) surexprimée dans les CLR in vivo après AraC par analyses transcriptomiques des cellules résistantes in vivo. Par cytométrie en flux (FACS), nous avons confirmé que l'AraC augmente l'expression de CD39 à la surface cellulaire des lignées de LAM in vitro et in vivo ainsi que dans 24 modèles PDX. Nous avons également observé cette augmentation chez 50 patients après 35 jours de chimiothérapie intensive par rapport au diagnostic. Fait intéressant, une expression élevée de CD39 chez les patients atteints de LAM est associée à une mauvaise réponse à l'AraC in vivo. Nous avons en outre démontré que la voie de signalisation en aval de CD39 dépend de l'axe AMPc-PKA et son inhibition par H89 sensibilise les cellules de LAM à l'AraC en inhibant PGC1a, TFAM et la fonction OxPHOS mitochondrial. [...]
Acute myeloid leukemia (AML) is the most common adult leukemia characterized by clonal expansion of immature myeloblasts. Despite a high rate of complete remission after conventional front-line induction chemotherapy (e.g. daunorubicin or idarubicin plus cytarabine), the prognosis is very poor in AML. This unfavorable overall survival is caused by frequent relapses due to chemoresistant leukemic cell populations (RLCs) in AML. RLCs are thought to be enriched in quiescent leukemic stem/immature cells (LSCs). However, these hypotheses have never been tested directly in vivo. My PhD work was devoted to validate this hypothesis in vivo. We first developed a clinically relevant chemotherapeutic approach treating patient derived xenografts (PDX) with cytarabine (AraC) to characterize AraC residual cells. AraC-treated AML cells are not necessarily enriched for neither immature cells or quiescent (G0) cells or leukemic initiating cells (LICs). Rather chemotherapy resistant cells in vivo have high levels of reactive oxygen species (ROS), showed increased mitochondrial mass, and retained active mitochondria, consistent with a high oxidative phosphorylation (OxPHOS) status. AraC residual cells exhibited increased fatty acid oxidation and a high OxPHOS gene signature predictive for treatment response in PDX and patients. Treatment of High OxPHOS but not Low OxPHOS human AML cell lines demonstrated chemotherapy resistance in vivo. Targeting mitochondrial metabolism induced an energetic shift toward low OxPHOS status and markedly enhanced antileukemic effects of AraC in AML. In the second part of my PhD study, we identified ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase-1 CD39 (ENTPD1) overexpressed in RLCs in vivo after chemotherapy. We confirmed that AraC increased cell surface CD39 expression in AML cell lines in vitro and in vivo as well as in 24 diverse PDX models. We further observed this increase in 50 patients at 35-days post-intensive chemotherapy compared to their respective diagnosis. Interestingly, high CD39 expression on AML patients was associated with a worse response to AraC in vivo. We furthermore demonstrated that CD39 downstream signaling pathway was dependent on cAMP-PKA axis and its inhibition by H89 sensitized AML cells to AraC through the inhibition of PGC1a, TFAM and mitochondrial OxPHOS function.[...]

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Nogueira, Véronique. "Régulation de l'oxydation phosphorylante : importance physiologique de la modulation du couplage entre oxydation et phosphorylation." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077105.

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Espie, Pascal. "Contribution à l'étude de la régulation du métabolisme oxydatif dans les hepatocytes de rat." Bordeaux 2, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR28296.

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Abstract:

Le but de cette thèse est de caractériser le métabolisme énergétique mitochondrial hors du gonflement cellulaire induit par le transport et l'accumulation d'acides aminés co-transportés avec l'ion sodium, ou lorsque les cellules sont exposées çà un milieu hypotonique. Nous avons choisi l'approche thermodynamique et étudié les relations entre le flux respiratoire et les différentes forces ou contraintes associées au fonctionnement des phosphorylations oxydatives (potentiel d'oxyréduction, force proton motrice, potentiels phosphates). Cette approche nous a permis de définir les modalités de fonctionnement des voies de génération et d'utilisation de l'adénosine triphosphate. Bien que les acides aminés utilisés soient des métabolites osmotiquement actifs, ce sont avant tout des substrats des voies de dépense et de fourniture d'énergie. Ils stimulent la fourniture d'énergie et augmentent la capacité respiratoire. En milieu hypoosmolaire certains paramètres énergétiques sont modifiés de manière importante (force proton motrice, potentiel phosphate mitochondrial, potentiel d'oxydoréduction) alors que la vitesse de respiration reste inchangée. Dans ces conditions la réponse de la vitesse de respiration à la force proton motrice et au potentiel d'oxydoréduction est modifiée. Les systèmes impliqués sont soumis à des contraintes cinétiques différentes, liées à une modification des propriétés fonctionnelles des systèmes membranaires
The aim of this thesis is the caracterization of the mitochondrial energetic metabolism during cell swelling induced by transport and accumulation of sodium-cotransported amino acids, or exposition of the cells to hypotonic medium. We chose the thermodynamic approach and studied the relationships between the respiration flux and the various forces or constraints associated to the functioning of oxidative phosphorylations (redox potential, protonmotive force, phosphate potentials). This approach make it possible to define the functioning modes of ATP production and utilization pathways. While the amino acids used are osmotically active metabolites, they are mainly substrates of energy consumption and supply pathways. They stimulate the supply of energy and increase the respiratory capacity. In hypoosmotic medium, some of the energetic parameters are modified (the protonmotive force, the mitochondrial phosphate potential and the redox potential) while respiration rate is unchanged. In these conditions the response of the respiration rate both to the protonmotive force and the redox potential is changed. The involved systems are subjected to different kinetic constraints due to the modfication of the functional properties of the membrane systems

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Collombet, Jean-Marc. "Expression des gènes des phosphorylations oxydatives dans les cellules musculaires de patients atteints de diverses pathologies mitochondriales." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10057.

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Abstract:

Des cultures de myoblastes ont ete etablies a partir des muscles de dix patients atteints de diverses myopathies mitochondriales, associees ou non a une mutation du genome mitochondrial (adnmt). Ces myoblastes, chez la plupart des patients, n'exprimaient pas les deficits enzymatiques et ne presentaient qu'un faible pourcentage d'heteroplasmie pour les mutations du genome mitochondrial, a l'origine des pathologies. Chez deux patients porteurs de deletions de l'adnmt, la differenciation des myoblastes en myotubes induit de maniere significative l'augmentation de la quantite d'adnmt delete. Les niveaux des transcrits de plusieurs genes mitochondriaux et des genes nucleaires atp synthetase beta et glyceraldehyde- 3- phosphate deshydrogenase ont ete quantifies dans les myoblastes des dix patients. Pour trois des patients (deficit en carnitine palmityl transferase ii, en 2 cetoglutarate deshydrogenase ou deficit reversible en complexe iv), un profil de transcription comparable a celui de temoins a ete obtenu. Chez les sept autres patients atteints de myopathies mitochondriales (deficits en complexe ii, en complexe iii ou en complexes i et iv associes a des deletions de 5,55 kb ou de 2,8 kb ou a la mutation ponctuelle 3243 de l'adn mitochondrial), des profils de transcription anormaux ont ete montres, en association avec une diminution significative de la quantite d'adnmt. Ces resultats ne peuvent pas etre directement relies aux deficits, ni aux mutations de l'adnmt (peu ou pas presents dans les myoblastes). L'intervention de facteurs nucleaires defectueux doit necessairement etre invoquee pour expliquer la perturbation de l'expression coordonnee des genes nucleaires et mitochondriaux des phosphorylations oxydatives

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Salinas, Sara. "Modifications post-traductionnelles au niveau du promoteur du gène c-fos : Phosphorylations et SUMOylation." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20029.

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Fridlich, Ram. "The thioredoxin-like protein RdCVFL interacts with Tau and inhibits its phosphorylation in the retina." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066444.

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Abstract:

Le facteur Rod-derived Cone Viability Factor (RdCVF) est produit par le gène Nxnl1 qui code aussi pour un second polypeptide, RdCVFL par épissage alternatif. Tandis que le rôle de RdCVF dans la survie des cônes est établi, l'implication de RdCVFL, une enzyme de type thiorédoxine, dans la protection des photorécepteurs restait à démontrer. Par une approche protéomique, nous avons identifié 90 protéines interagissant spécifiquement avec RdCVFL. Cette liste comprend Tau, une protéine se liant aux microtubules. Nous démontrons ici que le niveau de la phosphorylation de la protéine Tau est augmenté dans la rétine des souris Nxnl1 -/-, tout comme dans le cerveau des patients souffrant de la maladie d'Alzheimer. Dans certains cas ceci est le résultat d’un stress oxydatif. Par un essai cellulaire, nous démontrons que RdCVFL inhibe la phosphorylation de Tau et qu’in vitro, RdCVFL protège Tau contre l’oxydation. Le stress photo-oxydatif est impliqué dans les dégénérescences rétiniennes, en particulier dans la rétinopathie pigmentaire, où il est un des évènements dans la mort secondaire des cônes. L'interaction fonctionnelle entre RdCVFL et Tau constitue une première caractérisation des voies de signalisation de RdCVFL impliquées dans la mort neuronale causée par le stress oxydatif

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Riyahi, Benzakour Jamila. "Étude du mode d'action de quelques pesticides sur le métabolisme énergétique du soja (glycine Max L. )." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10253.

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Abstract:

Les mitochondries prises comme révélateurs de l'activité de pesticides ont été extraites de trois types de tissus (cotyledons, feuilles et racines). Les trois types de pesticides utilisés (herbicides 2,4-D et pyrifenops, fongicides aacl ou sels d'alkylammonium) agissent comme découplants-inhibiteurs sur les mitochondries. Les composés du groupe AACL sont les plus puissants et les différences d'action entre mitochondries de tissus chlorophyllien et racinaire semblent provenir de la présence d'une voie de transport d'électrons résistante au cyanure dans les tissus photosynthétiques

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Bocca, Cinzia isabelle. "OPA1 et atrophie optique dominante : étude physiopathologique par approche métabolomique et lipidomique." Thesis, Angers, 2018. http://www.theses.fr/2018ANGE0059.

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Abstract:

L’atrophie optique dominante (AOD, MIM#165500) est une pathologie héréditaire affectant un individu sur 30 000 environ. Elle touche principalement les cellules ganglionnaires de la rétine qui composent le nerf optique, entraînant une baisse d’acuité visuelle. Cette pathologie, génétiquement et cliniquement hétérogène, est majoritairement due aux mutations du gène OPA1. La protéine mitochondriale OPA1 est impliquée dans de multiples fonctions telles que la fusion des mitochondries, le métabolisme énergétique, l’apoptose et la maintenance de l’ADN mitochondrial. Afin d’appréhender les effets globaux des dysfonctions d’OPA1, nous avons développé des approches métabolomiques et lipidomiques non-targeted sur des plasmas et des fibroblastes de patients ainsi que sur des modèles murins. En dépit des spécificités de chaque modèle et matrice, nos études ont clairement révélé des altérations métaboliques communes dont une déficience en aspartate. Ce déficit est impliqué dans le métabolisme des nucléotides et est en relation directe avec le défaut énergétique révélé dans nos différents modèles. Avec l’approche lipidomique, nous avons montré dans les fibroblastes de souris invalidés pour le gène OPA1 une augmentation importante des triglycérides qui est en lien avec le défaut énergétique. De plus, nous avons mis en évidence un remaniement majeur des phospholipides qui témoigne d’un profond remodelage des structures membranaires mitochondriales. Ces approches nous ont ainsi permis d’avoir de nouvelles données sur les implications physiopathologiques d’OPA1. L’ensemble de ce travail ouvre de nouvelles perspectives pour une meilleure prise en charge de la pathologie
Dominant Optic Atrophy (DOA, MIM #165500) is an inherited disease affecting one of 30,000 individuals. It mostly affects the retinal ganglion cells that make up the optic nerve, leading to the decrease invisual acuity. This genetically and clinically heterogeneous pathology is mainly related to the mutations on OPA1 gene. The mitochondrial protein OPA1 has been implicated in many functions including mitochondrial fusion, energy metabolism, apoptosis and maintenance of mitochondrial DNA. In order to investigate the overall effects of OPA1 dysfunctions, we developed non-targeted metabolomic and lipidomic approaches on patients' plasmas and fibroblasts as well as on OPA1 knock-out mouse fibroblast model. Despite the specificities of each model and matrix, we clearly revealed a common metabolic alteration including an aspartate deficiency due to the energy defect observed in all our models and responsible for the alteration of nucleotide metabolism. With a lipidomic approach, we revealed in the knock-out cell model a huge increase of triglycerides which is related to the energetic deficiency. Moreover, we highlighted a major alteration on phospholipids, testifying a deep remodeling of mitochondrial membrane structures. Taken together, our analysis revealed new pathophysiological roles of OPA1. Finally, our work opens new perspectives to improve the diagnosis and the patient care

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Nguyen, Hien-Anh. "Découverte d'une nouvelle famille de protéine kinases bactériennes : mécanismes de fonctionnement et rôle cellulaire de YdiB, un archétype chez Baccillus subtilis." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENV017/document.

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Abstract:

Les données de séquençage des génomes ont révélé une nouvelle famille de protéines UPF0079, comprenant des protéines de fonction inconnue qui sont exclusivement et largement présentes chez les bactéries et qui possèdent un motif A de Walker dans leur séquence. La caractérisation biochimique et l'élucidation du rôle physiologique de cette famille contribueront à élargir nos connaissances en biologie fondamentale, et sont également un préalable vers le développement de nouveaux composés antimicrobiens. Notre étude sur YdiB, un archétype de cette famille chez Bacillus subtilis a révélé à la fois l‟autophosphorylation de YdiB et son activité de protéine kinase. L‟activité kinase de double spécificité Ser/ Thr et Tyr de YdiB semble nécessiter son oligomérisation et semble être stimulée par des molécules basiques telles que des polyamines naturelles ou la poly-L-lysine. Les 10 résidus les plus conservés chez cette famille ont été étudiés afin de mieux comprendre le mécanisme moléculaire de YdiB. Concernant la caractérisation fonctionnelle de la phosphorylation liée à YdiB, l‟étude de l‟opéron ydiA-B-C-D-E de B. subtilis nous a permis de montrer que YdiB et YdiC fonctionnent comme un couple de protéine kinase/phosphatase de deux protéines substrats dont les fonctions seraient liées aux ribosomes, YdiD et YdiE. Une co-localisation partielle entre YdiB et les ribosomes a été observée. En outre, YdiB est capable de phosphoryler des protéines ribosomiques appartennant aux deux sous-unités 50S et 30S, ainsi que deux GTPases impliquées dans la biogénèse des ribosomes, EngA et EngB. Nous avons également démontré que EngA phosphorylée par YdiB est un substrat in vitro de la phosphatase YdiC. Enfin, basé sur le phosphoprotéome de Bacillus subtilis, des peptides mimant des sites de phosphorylation in vivo ont été utilisés. Certains entre eux sont phosphorylés in vitro par YdiB. Deux de ces peptides appartiennent à la superoxyde dismutase, SodA, dont l'activité in vitro et après purification est régulée positivement via la phosphorylation par YdiB. Nous avons ensuite constaté que les cellules de B. subtilis dépourvues du gène ydiB sont plus sensibles aux agents oxidants tels que le paraquat ou la norfloxacine. Nous proposons que, in vivo, YdiB fonctionne comme une protéine kinase impliquée dans l‟activité et/ou la stabilité des ribosomes dans des conditions physiologiques normales, et YdiB contribuerait à protéger les cellules contre les dommages du stress oxydatif
Genome sequencing data has revealed genes encoding uncharacterized protein family UPF0079 which are exclusively found in bacteria; broadly distributed in this kingdom and possess an ATP-binding motif in their sequences. Biochemical characterization and physiological role elucidation of UPF0079 will undoubtedly increase our fundamental biology knowledge, and also remain a prerequisite towards the development of new antimicrobial compounds. Our investigation on YdiB, an archetype of this family in Bacillus subtilis revealed both autophosphorylating and protein phosphotransferase activities. The dual-specificity Ser/Thr and Tyr kinase activity of YdiB seems to require oligomerization is upregulated by basic molecule activators such as natural polyamines or poly-L-lysine. The 10 most conserved residues were studied to gain insights into molecular mechanism of the kinase YdiB. To characterize the function of phosphorylation events linked to YdiB, starting with the B. subtilis ydiA-B-C-D-E operon we showed that YdiB and YdiC function as cognate protein kinase/phosphatase towards two ribosome-related protein substrates YdiD and YdiE. Some co-localization between YdiB and ribosomes were observed. Furthermore, YdiB is capable of phosphorylating both ribosomal 50S and 30S subunits as well as two ribosome-binding GTPases EngA and EngB. We also demonstrated that phosphorylated EngA by YdiB is an in vitro substrate of the phosphatase YdiC. Finally, based on the phosphoproteome pf Bacillus subtilis, peptides mimicking the in vivo phosphorylation sites were used. Some of them were found to be phosphorylated in vitro by YdiB, including two peptides which belongs to the superoxide dismutase SodA. The activity of purified SodA was then shown to be upregulated via phosphorylation by YdiB. We furthermore found that B. subtilis cells lacking ydiB become more sensitive to oxidative stress-causing agents such as paraquat or norfloxacin. We propose that in vivo, YdiB functions as a protein kinase involved in ribosome function in normal condition; and in protecting cells from oxidative stress damage

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Beaufils, Sophie. "Etude de la réponse aux stress environnementaux chez deux Lactobacilles : identification de régulateurs impliqués dans le stress oxydatif chez Lactobacillus sakei et étude de la relation entre la protéine HPr et les stress froid et acide chez Lactobacillus casei." Caen, 2005. http://www.theses.fr/2005CAEN2056.

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Abstract:

Afin de mieux comprendre l'adaptation de L. Sakei et L. Casei à leur environnement de prédilection, la viande et le lait respectivement, une analyse comparative de leur génome a été entreprise. Elle a permis de cibler les régulateurs de la famille MarR chez L. Sakei. Certains de ces régulateurs seraient impliqués dans la régulation de la production de protéines de surface (LSA178, LSA1724 et LSA1607) et d'autres dans la réponse au stress oxydatif. Parmi ces derniers, la protéine LSA529 jouerait vraisemblablement un rôle dans la réponse aux peroxydes car (i) cette protéine est un homologue d'OhrR de B. Subtilis, (ii) un motif de régulation ohr conservé a été identifié dans le promoteur du gène lsa529 et (iii) l'expression du gène lsa529 est fortement induite en condition de croissance aérobie, en comparaison avec la croissance en anaérobie. L'analyse des génomes n'ayant pas permis de cibler des gènes spécifiques de la croissance de L. Casei dans l'environnement lait, une approche physiologique a été réalisée pour étudier les réponses au choc froid et stress acide chez cette bactérie. Nous avons caractérisé le gène cspA impliqué dans la résistance au stress hypothermique. Une relation entre la réponse au choc froid et la répression catabolique a été mise en évidence. En effet, la protéine CspA est dérégulée dans un mutant de RC et la croissance des mutants pstH1, pstH2, ptsH3, ccpA et hprK est affectée à basse température et les mutants pstH1 et hprK sont plus sensibles lors des cycles de congélation/décongélation. Enfin, la résistance à l'acidité étant un critère de sélection des probiotiques, nous avons également exploré la réponse au stress acide chez cette bactérie. Chez L. Casei, la résistance à l'acidité varie selon la source de carbone utilisée pour la croissance. La tolérance à l'acidité est plus grande lorsque L. Casei est cultivée avec les disaccharides lactose, tréhalose ou cellobiose. De plus, nous avons observé que la résistance à l'acidité semble être dépendante de la forme P-His-HPr.

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Malka, Florence. "La fusion mitochondriale : échanges moléculaires, mécanismes cellulaires et implications fonctionnelles." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066201.

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Mehlen, Patrick. "Les petites protéines de stress : des protéines qui contrôlent la mort cellulaire." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10275.

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Abstract:

Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence une fonction moléculaire des petites protéines de stress (shsp). Ces protéines, qui sont principalement connues pour protéger les cellules de la toxicité de stress environnementaux sont aussi impliquées dans d'autres phénomènes cellulaires. Ainsi, dans un premier temps, une étude biochimique, m'a conduit à mettre en évidence, en dehors de tout stress extérieur, de profondes modifications post-traductionnelles (phosphorylation, oligomérisation, changement de localisation) de ces protéines à la fois au cours du cycle cellulaire, de la différenciation cellulaire ou lors d'un traitement par la cytokine anti-tumorale tnf (tumor necrosis factor), événements cellulaires a priori pourtant bien différents. Cherchant alors le rôle de ces protéines dans de tels processus, j'ai démontré que la simple expression constitutive des shsp suffit pour conférer aux cellules une protection contre la mort cellulaire induite par le tnf dans les cellules tumorales en bloquant tant le processus apoptotique que nécrotique. De plus, j'ai clairement établi qu'une absence de ces shsp au cours de la différenciation cellulaire suffit pour faire avorter ce processus en provoquant un processus apoptotique. Ainsi les shsp, que ce soit face à un stress environnemental, face à l'action cytotoxique du tnf, ou lors de la différenciation, semblent jouer le rôle de protéines anti-mort cellulaire. Cherchant les bases moléculaires de cette fonction anti-mort, j'ai montré dans un premier temps, l'importance des modifications post-traductionnelles de ces protéines et en particulier de l'oligomérisation, dans cette fonction. Puis, j'ai observé que l'expression des shsp s'accompagne d'une réduction du niveau de radicaux libres oxygènes (rlo), molécule réactive et toxique pour la cellule, et parallèlement d'une forte augmentation de la quantité de glutathion réduit (gsh), molécule impliquée dans la régulation du taux de rlo. Or, j'ai montre que la relation gsh/shsp est essentielle pour la fonction protectrice des shsp et qu'elle pourrait passer par une liaison directe du gsh sur les shsp. Ainsi, les shsp pourraient représenter une nouvelle famille de protéines protégeant de la mort cellulaire en détoxifiant les radicaux libres via l'utilisation du glutathion.

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Paul, Catherine. "Étude des mécanismes moléculaires à la base des fonctions anti-apoptotique et tumorigénique de la petite protéine de stress Hsp27." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10101.

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Abstract:

En réponse à divers stress environnementaux, les cellules accumulent des protéines de stress ou Hsp. Leurs fonctions protectrices, lors de stress thermique ou oxydant, sont maintenant bien caractérisées. Récemment, une fonction anti-apoptique a été attribuée à Hsp27, sans aucun mécanisme connu pour cette fonction. Mon travail de thèse a consisté à étudier les mécanismes moléculaires à la base des fonctions anti-apoptique et tumorigénique de Hsp27. La fonction protectrice de Hsp27 lors de traitements oxydants ou apoptiques a tout d'abord été précisée, in vitro comme in vivo, et s'est révélée être importante dans certains cas pathologiques tels que l'asthme. Par ailleurs, une partie des mécanismes responsables, in vitro, de la fonction anti-apoptique de Hsp27 a été découverte. En effet, Hsp27 inhibe l'apoptose en amont de la sortie du cytochrome c des mitochondries. Ce mécanisme dépend, dans certains cas de la fonction protectrice des petits oligomères phosphorylés de Hsp27 sur le cytosquelette d'actine. De plus, Hsp27, alors présente dans les oligomères de grande taille, inhibe également l'apoptose en aval de mitochondries. Enfin, les fonctions anti-apoptique et tumorigénique de Hsp27 ont pu être démontrées in vivo au sein de tumeurs. Ces fonctions nécessitent la formation de grands oligomères de Hsp27 mais la régulation de cet état d'oligomérisation diffère in vivo et in vitro. Ces résultats permettent de mieux appréhender la fonction anti-apoptique de la protéine de stress Hsp27 et soulignent l'importance de la régulation de son état biochimique pour ses fonctions protectrices.

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Simoneau, Bryan. "Régulation de la perméabilité endothéliale via la phosphorylation de la tropomyosine-1 par la DAP Kinase 1 en réponse au stress oxydant." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29866/29866.pdf.

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Abstract:

La perte de l’intégrité et de la perméabilité sélective de la barrière endothéliale est un évènement précoce dans la séquence des lésions oxydatives responsables de l’athérosclérose, de l’hypertension et de l’épanchement de cellules cancéreuses durant la dissémination métastatique. Nous avons déjà démontré que la phosphorylation de la Ser283 de la tropomyosine-1 (Tm1) par la DAPK1, en aval de la voie ERK1/2, est nécessaire à la formation de fibres de stress dans les cellules endothéliales exposées aux stress oxydant. La perméabilité endothéliale et la migration transendothéliale de carcinomes du côlon ont été mesurées par des essais de perméabilité et de migration en chambre de Boyden. L’usage d’ARNi et des formes sauvages et mutantes de la Tm1 ont permis de démontrer que la phosphorylation de la Tm1 est un évènement clé nécessaire dans les mécanismes de protection contre la dysfonction endothéliale lorsque l’endothélium est soumis à un stress oxydant.
Loss of endothelial cell integrity and selective permeability barrier is an early event in the sequence of oxidant-mediated injury and may result in atherosclerosis, hypertension, and facilitation of transendothelial migration of cancer cells during metastasis. We already showed that phosphorylation of tropomyosin-1 (Tm1) at Ser283 by DAPK1, downstream of the ERK1/2 pathway, is necessary to stress fibers formation in endothelial cells in response to oxidative stress. Endothelial permeability and transendothelial migration of colon cancer cells were evaluated by Boyden chamber assays. Use of siRNA and wild-type and mutated forms of Tm1 provide evidence indicating that phosphorylation of Tm1 is a key event required inside protection mechanism against endothelial barrier dysfunction associated with oxidative stress injury.

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Preville, Xavier. "Fonction protectrice des protéines de stress de faible poids moléculaire : relations avec le glutathion et son métabolisme." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10033.

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Abstract:

La synthese des proteines de stress (hsp) est fortement stimulee en reponse a des perturbations de l'environnement cellulaire. Les proteines de stress de faible poids moleculaire (shsp) forment une famille de polypeptides dont le poids moleculaire est compris entre 15 et 30 kda. Mon travail de these a consiste a etudier la fonction protectrice des shsp. Ainsi l'expression d'une shsp dans une lignee cellulaire de fibroblastes murins normalement depourvus de toute expression de shsp endogene, a pour consequence de conferer a ces cellules un phenotype de resistance contre le stress oxydant induit par le peroxyde d'hydrogene et la cytokine inflammatoire tnf. Le role de la phosphorylation et de l'oligomerisation des shsp dans cette fonction protectrice, a ete eclairci. Il est maintenant clairement etabli que la capacite des shsp a former des oligomeres de grande taille est essentielle a la fonction protectrice de ces proteines. De plus, la phosphorylation serait un moyen pour inhiber cette fonction protectrice en s'opposant a la formation des oligomeres de grande taille. Enfin, une partie du mecanisme responsable de cette fonction protectrice, a pu etre decouvert. En effet, l'expression des shsp a pour consequence d'augmenter le taux de glutathion intracellulaire. Ce compose est un tripeptide ubiquiste essentiel dans le systeme de defense cellulaire contre le stress oxydant. Cette activite est dependante du recyclage de ce compose de sa forme oxydee vers sa forme reduite, reaction qui necessite l'apport de pouvoir reducteur. L'enzyme chargee de cette fonction est la glucose-6-phosphate deshydrogenase (g6pdh) dont l'activite est stimulee par l'expression des shsp. Les mecanismes responsables de cette augmentation d'activite de la g6pdh et son lien avec l'augmentation du taux intracellulaire de glutathion demeurent toutefois encore a definir.

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Bourgeais, Jérôme. "Fonctions oncogéniques de STAT5 : rôle dans la régulation du métabolisme oxydatif." Thesis, Tours, 2015. http://www.theses.fr/2015TOUR4051.

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Abstract:

Les protéines STAT5A et B sont des facteurs de transcription jouant un rôle important dans l'hématopoïèse normale et leucémique. Ce sont en effet des effecteurs essentiels d’oncogènes à activité tyrosines kinases, tels que BCR-ABL ou JAK2V617F responsables de la genèse d’hémopathies malignes. Ces oncogènes régulent la production de ROS (Reactive Oxygen Species) via l’activation de différentes voies de signalisation impliquées dans la prolifération et la survie cellulaire. Dans ce travail de thèse, nous montrons que l’activation oncogénique de STAT5, induite par BCR-ABL, favorise un stress oxydatif dans les cellules de Leucémie Myéloïde chronique (LMC), via la répression de l’expression des enzymes anti-oxydantes catalase et glutaredoxine-1 et la modulation potentielle de l’activité des NADPH oxydases. Nous montrons pour la première fois que l’effet pro-oxydant de STAT5 est régulé par la phosphorylation sur tyrosine de ces protéines et que les formes non phosphorylées et transcriptionnellement inactives exercent un effet anti-oxydant et protecteur contre le stress oxydatif, via des mécanismes non canoniques. Cette dualité de fonction est illustrée dans un modèle de co-culture de cellules de LMC et de cellules stromales médullaires, que nous avons développé dans le laboratoire afin de mimer le microenvironnement médullaire des cellules leucémiques. Dans ce modèle, nous montrons que le contact avec les cellules stromales permet d’inactiver STAT5 dans les cellules leucémiques et donc de promouvoir son activité anti-oxydante. Nous observons également un arrêt de prolifération et une entrée en phase G0 du cycle cellulaire des cellules leucémiques au contact des cellules stromales, ainsi qu’une résistance accrue de ces cellules à l’Imatinib, un inhibiteur de BCR-ABL. Ces données suggèrent un lien important entre activité anti-oxydante de STAT5, quiescence et chimio résistance des cellules leucémiques
The Signal Transducer and Activator of Transcription factors 5A and B are two closely related STAT family members that play a major role in normal and leukemic hematopoiesis. STAT5 proteins are frequently activated in hematopoietic neoplasms and are targets of various tyrosine kinase oncogenes such as BCR-ABL and JAK2V617F. Both oncogenes were shown to stimulate the production of intracellular ROS (Reactive Oxygen Species) in leukemic cells and evidences for a cross talk between STAT5 and ROS metabolism have recently emerged. Herein, we demonstrate that sustained activation of STAT5 induced by BCR-ABL promotes ROS production in Chronic Myeloid Leukemia (CML) cells by repressing expression of two antioxidants, catalase and glutaredoxin1 and by possible functional interactions with NADPH oxidase complexes. We also provide compelling evidences that tyrosine phosphorylation regulate the pro-oxidant activity of STAT5 and that non phosphorylated STAT5 displays antioxidant properties and protection against oxidative stress via non-genomic effects. This dual function of STAT5 is also illustrated in an in vitro microenvironment model that we develop in our laboratory to analyze interactions between bone marrow stromal cells and CML cells. Using these coculture experiments, we show that STAT5 phosphorylation was reduced and its antioxidant activity enhanced in leukemic cells in contact with stromal cells. We also demonstrate in this model that leukemic cells stopped dividing, entered a quiescent G0 state and became resistant to Imatinib, a BCR-ABL kinase inhibitor. Collectively, these findings suggest an important link between antioxidant activity of STAT5, quiescence and resistance to chemotherapeutic agents in leukemic cells

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Rossignol, Rodrigue. "Expression métabolique de défauts dans le fonctionnement des oxydations phosphorylantes mitochondriales : effet de seuil et théorie du contrôle du métabolisme appliqués à l'étude de la spécificité tissulaire des cytopathies." Bordeaux 2, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR28781.

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Dzondo, Gadet Michel. "Traduction des ARNm du placenta humain dans le système acellulaire du germe de blé : optimisation par des molécules oxydantes, identification des protéines, régulation au cours du stress oxydant, rôle du bore." Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN11324.

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Abstract:

Thèse de doctorat en Génie biologique et médicale. Les travaux antérieurs réalisés au laboratoire ont montré qu'un excès d'oxygène ou un système générateur de radicaux libres (H[indice 2]O[indice 2]) augmentaient l'efficacité de la traduction des ARN[indice m] placentaires humains dans le système acellulaire de germe de blé. Nous confirmons ces résultats avec le germe de blé de Minneapolis et celui de Promega exempt d'ARN[indice m] résiduels. Nous montrons également que l'oxygène et H[indice 2]O[indice 2] stimulent de 6 à 30 fois la traduction dans un autre système : le lysat de réticulocytes de lapin. Quelque soit le traceur utilisé [ [exposant 35]S]-cystéine, [[exposant 3]H]-[FPKLY]. [[exposant 14]C]-proline, l"oxygène et H[indice 2]O[indice 2] stimulent la traduction de façon significative. La séparation des produits de traduction par RP-HPLC ou le dosage des protéines totales par BCA confirment ces résultats. Parmi les protéines synthétisées, nous avons identifié par western-blot et dosage radioimmunologique des hsp (hsp 90, hsp 70), l'hCG, l'AFP, l'hPL, l'IGF I, le VEGF et le TGF[bêta]. La synthèse de ces deux derniers facteurs de croissance inhibée par H[indice 2]O[indice 2] est stimulée par une solution d'acide borique 10mM. Nous avons montré que le taux de phosphorylation mesuré par l'incorporation de [gamma][[exposant 33p]]-ATP était élevé en présence des radicaux libres oxygénés. Nous avons constaté que deux inihibiteurs de la PKC, la calphostine C(250 nM) et la bisindolylmaléimide (0,1 nM) inhibent différemment la synthèse des protéines tant dans le germe de blé que dans le lysat de réticulocytes de lapin en présence des RLO. Nous en avons conclu que O[indice 2] et H[indice 2]O[indice 2] n'avaient pas les mêmes mécanismes d'action et que leurs activités pouvaient passer par des modifications de l'ARN[indice m] lui-même et par l'activation des isoformes de la PKC. EN outre la traduction est sensible au NADPH et sous RLO elle est sensible au cycloheximide (<10[micro]M), au m-7-GDP(<0,1 [micro]M), aux inhibiteurs des P450 (kétoconazole et au proafiden). Nous en déduisons que l'action des RLO se fait de façon majeure sur l'étape de l'initiation et ultérieurement sur les membranes du réticulum endoplasmique. Enfin le bore stimule la transcription dans les noyaux du placenta humain et la traduction des ARNm qui en résultent. Le bore stimule également la phosphorylation des protéines. L'ensemble de nos résultats montre que le stress peut servir à optimiser un système de traduction in vitro.

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Nguyen, Hien-anh. "Découverte d'une nouvelle famille de protéine kinases bactériennes : mécanismes de fonctionnement et rôle cellulaire de YdiB, un archétype chez Baccillus subtilis." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721757.

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Abstract:

Les données de séquençage des génomes ont révélé une nouvelle famille de protéines UPF0079, comprenant des protéines de fonction inconnue qui sont exclusivement et largement présentes chez les bactéries et qui possèdent un motif A de Walker dans leur séquence. La caractérisation biochimique et l'élucidation du rôle physiologique de cette famille contribueront à élargir nos connaissances en biologie fondamentale, et sont également un préalable vers le développement de nouveaux composés antimicrobiens. Notre étude sur YdiB, un archétype de cette famille chez Bacillus subtilis a révélé à la fois l‟autophosphorylation de YdiB et son activité de protéine kinase. L‟activité kinase de double spécificité Ser/ Thr et Tyr de YdiB semble nécessiter son oligomérisation et semble être stimulée par des molécules basiques telles que des polyamines naturelles ou la poly-L-lysine. Les 10 résidus les plus conservés chez cette famille ont été étudiés afin de mieux comprendre le mécanisme moléculaire de YdiB. Concernant la caractérisation fonctionnelle de la phosphorylation liée à YdiB, l‟étude de l‟opéron ydiA-B-C-D-E de B. subtilis nous a permis de montrer que YdiB et YdiC fonctionnent comme un couple de protéine kinase/phosphatase de deux protéines substrats dont les fonctions seraient liées aux ribosomes, YdiD et YdiE. Une co-localisation partielle entre YdiB et les ribosomes a été observée. En outre, YdiB est capable de phosphoryler des protéines ribosomiques appartennant aux deux sous-unités 50S et 30S, ainsi que deux GTPases impliquées dans la biogénèse des ribosomes, EngA et EngB. Nous avons également démontré que EngA phosphorylée par YdiB est un substrat in vitro de la phosphatase YdiC. Enfin, basé sur le phosphoprotéome de Bacillus subtilis, des peptides mimant des sites de phosphorylation in vivo ont été utilisés. Certains entre eux sont phosphorylés in vitro par YdiB. Deux de ces peptides appartiennent à la superoxyde dismutase, SodA, dont l'activité in vitro et après purification est régulée positivement via la phosphorylation par YdiB. Nous avons ensuite constaté que les cellules de B. subtilis dépourvues du gène ydiB sont plus sensibles aux agents oxidants tels que le paraquat ou la norfloxacine. Nous proposons que, in vivo, YdiB fonctionne comme une protéine kinase impliquée dans l‟activité et/ou la stabilité des ribosomes dans des conditions physiologiques normales, et YdiB contribuerait à protéger les cellules contre les dommages du stress oxydatif.

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Sibille, Brigitte. "Modulation de l'effet découplant du 2,4-dinitrophenol en fonction des substrats : étude sur hépatocytes isolés de rat." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10199.

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Abstract:

Le couplage mitochondrial entre oxydation des substrats et phosphorylation est variable et la capacite de dissocier ces deux reactions joue un role primordial dans les phenomenes de regulation du metabolisme cellulaire (production de chaleur, regulation de la production d'especes radicalaires et de la masse corporelle). Nous avons etudie dans ce travail les consequences d'un decouplage de l'oxydation phosphorylante par le 2,4-dinitrophenol sur le metabolisme intermediaire et sur l'etat energetique d'hepatocytes isoles ainsi que la modulation de ce decouplage en fonction des substrats utilises. En presence d'hydrates de carbone (dihydroxyacetone), le decouplage mitochondrial par le 2,4-dinitrophenol, du fait de l'augmentation de la permeabilite de la membrane mitochondrial interne aux protons, conduit a une diminution du potentiel de membrane mitochondrial. Ce qui induit une inhibition de la synthese mitochondriale d'atp qui conduit a l'arret de la neoglucogenese. Ensuite, du fait de l'inhibition des fonctions de la navette malate-aspartate (electrogenique), les potentiels redox cytosolique et mitochondrial se rapprochent de l'equilibre thermodynamique. Il en resulte une oxydation mitochondriale qui induit une inhibition de la respiration. En presence d'octanoate ou de proline, substrats fournissant des equivalents reduits dans la matrice, une augmentation du potentiel de membrane mitochondrial d'hepatocytes decouples est mesuree. Celle ci entraine une augmentation de la synthese mitochondriale d'atp, de la neoglucogenese, de l'activite de la navette malate-aspartate et enfin de la respiration cellulaire. De plus, nous avons observe que le decouplage a des consequences differentes suivant les pompes de la chaine respiratoire etudiees. Les effets sont importants sur le potentiel de membrane et sur la synthese d'atp maintenus par le complexe iii alors que le decouplage est sans effet sur le complexe iv. En conclusion, le decouplage mitochondrial regulateur du metabolisme cellulaire peut etre module par les substrats utilises donc par le regime choisi (hydrates de carbones vs acides gras) et ses consequences sont differents suivant les voies metaboliques etudiees (respiration vs neoglucogenese).

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Yassenko, Marina. "Modifications post-traductionnelles de la sous-unité régulatrice RIIα de la protéine kinase dépendante de l'AMP-cyclique au cours du cycle cellulaire." Paris 11, 2000. http://www.theses.fr/2000PA11T070.

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Abstract:

Dans les cellules de mammifères, les effets multiples de l'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) sont assurés par l'intermédiaire de la protéine kinase dépendante de l'AMPc (PKA). Deux isoenzymes de la PKA, la PKA de type I et la PKA de type II, diffèrent selon la nature de leur sous-unités régulatrices (RI ou RII). Les modifications post-traductim:melles de ces isoformes majeures des sous-unités régulatrices RIα et RIIα de la PKA, majoritairement présentes dans les cellules HeLa, ont été étudiées au cours du cycle cellulaire. Des techniques de synchronisation cellulaire et le marquage par photoaffinité des sous-unités régulatrices de la PKA avec le 8-N3 [32P] AMPc ont été utilisés. Les deux résultats majeurs de cette étude sont : la mise en évidence d'une double phosphorylation de RIIα sur deux sites différents (par la sous-unité catalytique de la PKA et par une des kinases mitotiques (probablement p34cdc2), dans les cellules en mitose et la modification de l'activité de liaison à l'AMPc pour les deux isoformes RI et RII au cours de la transition G1/S. Ces deux effets se traduisent : 1) par un changement d'affinité de RIIα à la transition G2/M pour les AKAPs, protéines qui assurent sa localisation subcellulaire ; 2) par la modification du statut oxyditif de la cellule. Les processus oxydatifs par les radicaux libres des sous-unités régulatrices des PKAs, déjà mentionnés dans des maladies telles que le psoriasis, modifieraient l'activité PKA au cours du cycle cellulaire. L'étude présente met en évidence une régulation fine de l'activité des PKAs en fonction des modifications post-traductionnelles de leurs sous-unités régulatrices.

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Dejean, Laurent Marc. "Contrôle du métabolisme énergétique de la levure Saccharomyces cerevisiae en croissance respiratoire : rôles de la quantité de mitochondries et de la voie ras/AMPc/PKA." Bordeaux 2, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR28785.

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Clerc, Pascaline. "Etude des effets mitochondriaux du monoxyde d'azote : régulation de l'oxydation phosphorylante et de la transition de perméabilité." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00364967.

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Abstract:

Le monoxyde d'azote (NO) est formé à partir de L-arginine par la famille des NO synthases. La dysrégulation de la synthèse de cette molécule de signalisation cellulaire est impliquée dans le développement d'un grand nombre de pathologies. Les effets cellulaires du NO sont en partie dus à une inhibition des complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale. Nous nous sommes intéressés aux effets du NO sur la régulation de l'oxydation phosphorylante et de le transition de perméabilité, deux processus mitochondriaux gouvernant la survie cellulaire. Nous avons ainsi démontré que l'inhibition de la cytochrome c oxydase (COX) par le NO était associée à une inhibition de la respiration et de la synthèse d'ATP. Cependant le NO augmente l'efficacité de l'oxydation phosphorylante (ATP/O) en diminuant le processus de « slipping ». Toutefois, notre travail a mis en exergue un effet du NO dépendant du substrat utilisé. En présence de NADH seul, le NO n'a pas l'effet bénéfique sur le rendement de l'oxydation phosphorylante, obtenu avec le FADH2 seul ou associé au NADH. L'étude de l'état d'oxydoréduction des cytochromes de la COX a révélé que dans les mitochondries énergisées avec du FADH2 seul ou en association avec le NADH, les cytochromes aa3 sont plus réduits qu'en présence de NADH seul. Nous pouvons suggérer que le « slipping » au niveau de la COX soit dépendant de l'état d'oxydoréduction de ses cytochromes. Le NO pourrait donc être un régulateur physiologique du processus d'oxydation phosphorylante. Nous avons également cherché à étayer l'hypothèse selon laquelle l'inhibition du complexe I aurait un effet anti-apoptotique en inhibant l'ouverture du PTP et la libération de cytochrome c. Le NO ayant un effet sur la chaîne respiratoire dans sa globalité, nous n'avons pu certifier que son effet activateur sur l'ouverture du pore soit dû à l'inhibition d'un complexe en particulier. Il semble que le phénomène de transition de perméabilité soit sensible à l'inhibition du complexe II. L'inhibition du complexe II par un inhibiteur comme le TTFA ou le malonate aurait un effet pro-apoptotique et ce malgré la présence d'inhibiteurs puissants du PTP comme la ciclosporine. Ces résultats suggèrent que le complexe II ferait partie des complexes protéiques régulateurs du PTP et que son inhibition soit dominante sur l'effet induit par l'inhibition du complexe I.

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Touati, Sabeur. "Obésité, risque athérogène et effet thérapeutique direct de l’exercice physique : étude sur la contribution des voies signalétiques Akt/eNOS et NADPH oxydase pour expliquer les mécanismes vasculo-protecteurs de l’exercice physique chez le rat rendu obèse par une alimentation enrichie en graisse." Thesis, Avignon, 2010. http://www.theses.fr/2010AVIG0704/document.

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Abstract:

La prévalence de l’obésité est en constante augmentation dans les pays occidentaux, en raison d’une sédentarisation accompagnée d’une alimentation malsaine. L’obésité est souvent associée à une dysfonction endothéliale et à un risque athérogène élevé. Plusieurs observations cliniques ont montré que la modification du mode de vie, incluant la pratique régulière d’une activité physique et l’adoption d’un mode alimentaire sain, représente une stratégie efficace pour combattre l’obésité et ses complications cardiovasculaires. Cependant, de nombreux mécanismes précisant les effets thérapeutiques directs de l’exercice physique sur le risque athérogène lié à l’obésité sont encore largement inconnus. Le but principal de ce travail a donc été d’identifier, en utilisant un modèle de rat rendu obèse par un régime enrichi en graisse, les mécanismes athéro-protecteurs de l’exercice physique seul et/ou associé à une modification du régime alimentaire (du régime riche en graisse au régime standard). Nos résultats montrent que l’exercice physique, indépendamment de la diète utilisée, corrige la dysfonction endothéliale installée au cours de l’obésité. Cet effet bénéfique a été associé à une diminution du stress oxydatif au niveau vasculaire. En effet, nos résultats indiquent que l’exercice diminue l’activité de la NADPH oxydase au niveau aortique. De plus, nous montrons pour la première fois que l’exercice physique seul, indépendamment de la diète utilisée, est capable de moduler la translocation de la sous-unité de la NADPH oxydase p47phox (principal acteur dans l’activation de ce complexe enzymatique) vers la membrane. Nos résultats indiquent également que l’exercice physique, avec ou sans modification du régime, améliore la voie Akt/eNOS phosphorylée, suggérant une augmentation de la production du NO. Ainsi, l’exercice physique, même sans l’associer à un changement du mode alimentaire, peut être considéré comme une stratégie non-pharmacologique efficace pour le traitement du risque athérogène généré par l’obésité
The prevalence of obesity is increasing at an alarming rate in the western countries. It has been attributed to sedentariness and abundance of unhealthy food. Obesity is often associated with endothelial dysfunction and a high atherogenic risk. Several clinical investigations have reported that life style modification included physical exercise and the adoption of healthydiet was an efficient strategy to combat cardiovascular complications linked to obesity. However, numerous mechanisms by which exercise exerts the direct therapeutic effect on atherogenic risk linked to obesity are still unknown. Using the experimental model of high fat diet-induced obesity rat, the general aim of this study, was to identify the possible molecularmechanisms through which exercise with or without diet modification (high fat to standard diet) exerts an antiatherogenic action. Our results show that exercise independently of diet used, corrected the endothelial dysfunction induced by obesity. This benefit effect was associated with the decreased vascular oxidative stress. In effect, our results show that exercise alone was able to decrease NADPH oxidase activity in aortic tissue. Furthermore, we show for the first time that exercise, independently diet used, was able to modulate the translocation of p47phox subunit to membrane (which plays a pivotal role in NADPH oxidase activation). Ours results show also, that exercise with or without diet modification improves the Akt/eNOS phosphorylation pathway, suggesting that exercise increases NO production. In summary, exercise training even without diet modification, may be a non-pharmacological strategy treatment for atherogenic risk linked to obesity

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Delisle, Vincent. "L’adénosine et CD73 dans le potentiel métastatique et le métabolisme cellulaire." Thèse, 2017. http://hdl.handle.net/1866/21479.

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Sabourin, Antoine. "La modulation du métabolisme cellulaire par l'E3 Ubiquitine Ligase MARCH-1." Thèse, 2015. http://hdl.handle.net/1866/13700.

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Abstract:

La relocalisation et la dégradation médiée par ubiquitination sont utilisées par la cellule pour contrôler la localisation et l’expression de ses protéines. L’E3 ubiquitine ligase MARCH1 est impliqué dans la régulation post-traductionnelle de CMH-II et de CD86. Dans ce mémoire, on propose un rôle additionnel à MARCH1. Nos résultats expérimentaux nous portent à croire que MARCH1 pourrait moduler le métabolisme cellulaire en favorisant la relocalisation et la dégradation d’enzymes impliquées dans la glycolyse. La grande majorité des cellules utilise la phosphorylation oxydative pour générer de l’ATP en présence d’oxygène. Dans un environnement hypoxique, cette dernière est non fonctionnelle et la cellule doit utiliser la glycolyse anaérobique pour produire son ATP. Une cellule cancéreuse à des besoins énergétiques supérieurs en raison de l’augmentation de sa biomasse et de sa prolifération incontrôlée. Pour subvenir à ces besoins, elle maximise sa production d’énergie en modifiant son métabolisme; c’est l’effet Warburg. On retrouve dans les cellules immunitaires des modifications similaires au métabolisme cellulaire suite à un signal d’activation. Ici, nous montrons que la respiration mitochondriale maximale, la réserve respiratoire et la glycolyse maximale sont diminuées dans les cellules présentatrice d’antigènes qui expriment MARCH1. Nous avons montré que MARCH1 était localisable au niveau de la mitochondrie, ce qui lui permet d’interagir avec les enzymes de la glycolyse. Finalement, nous avons quantifié l’expression de Eno1 et de LDHB par Western Blot, pour montrer une augmentation de l’expression de ces enzymes en absence de MARCH1. À la lumière de ces résultats, nous discutons des avantages que procure la diminution de l’expression de MARCH1 dans un contexte inflammatoire, suite à l’activation des cellules présentatrices d’antigènes. Ce phénomène permettrait une présentation antigénique plus efficace, une augmentation de la production d’énergie et une meilleure résistance aux ROS produits lors de la réponse inflammatoire.
Relocation and degradation mediated by ubiquitination are used by the cell to control the localization and the expression of proteins. E3 ubiquitin ligase MARCH1 is known to be involved in post-translational regulation of MHC-II and CD86. In this thesis, we suggest an additional role to MARCH1. Our experimental results lead us to believe that MARCH1 may modulate cellular metabolism by promoting the relocation and degradation of enzymes involved in glycolysis. The vast majority of cells generate ATP from oxidative phosphorylation in presence of oxygen. In a hypoxic environment, the latter is non-functional and the cell must use the anaerobic glycolysis to produce ATP. A cancerous cell requires more energy due to increased biomass and its uncontrolled proliferation. To meet these needs, it maximizes its energy production regardless of oxygen concentrations. Many studies have shown that aerobic glycolysis is preferred to oxidative phosphorylation in cancer cells, even if the two pathway are used simultaneously; it is described as the Warburg effect. Similar modification of the cellular metabolism is also found in immune cells after an activation signal to fulfill the cell functions. Here we show that the maximal mitochondrial respiration, the respiratory reserves and the maximal glycolysis are reduced in antigen-presenting cells that express MARCH1. Furthermore, we showed that MARCH1 can be localized on the mitochondria to interact with it’s target. Finally, we quantified the expression of Eno1 and LDHB by Western blot to show an increased expression of these enzymes in the absence of MARCH1. Thus, we discuss the benefits of the expression reduction of MARCH1 in an inflammatory context, following the activation of antigen presenting cells. This phenomenon would allow a better antigen presentation, an increased energy production and a greater resistance to ROS, produced during the inflammatory response.

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Dissertations / Theses on the topic 'Phosphorylation oxydative'

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