Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2009. / Titre de l'écran-titre (visionné le 25 mars 2009). Bibliogr.

Thesis (Ph.D.)--Memorial University of Newfoundland, 1999. / Restricted until November 2000. Bibliography: leaves 170-177.

Thesis (M.Sc.)--Memorial University of Newfoundland, 2001. / Bibliography: leaves 113-117.

Thesis (M.Sc.)--Memorial University of Newfoundland, 2004. / Bibliography: leaves 72-74.

The development of new, efficient methods for the formation of carbon-carbon bonds using transition metal catalysis has broad applications in the field of organic chemistry and is the key to efficient chemical synthesis. Many efforts had been made to develop efficient ways to make these linkages particularly with the aid of metals such as Rh, Pd, Ni, Ru and Cu. Our group is primarily focused on exploring how these transition metals can activate typically inert functional groups, paving way to new synthetic routes to construct more complex molecules. Chapter 1 describes attempts that were conducted to achieve hydroacylation between an aldehyde and a non-conjugated alkene via a metal hydride intermediate. The use of RuHCl(CO)(PPh3)3 proved to be the most efficient catalyst for this transformation thus far. Mechanistic investigations were conducted to explore different possibilities to enable this transformation. This chapter also identifies a new self-aldol domino reaction, which consists of a self-aldol condensation of an aldehyde, followed by oxidation and decarbonylation giving rise to a ketone product. Finally, the use of a simple and direct method to access deuterated aldehydes using RuHCl(CO)(PPh3)3 as a catalyst and D2O as a deuterium source is outlined. Chapter 2 describes a novel Suzuki-Miyaura system that couples esters and boronic esters to form the corresponding ketone product. It was found that an NHC-based Pd catalyst is crucial in the transformation wherein it activates the C(acyl)-O bond of the ester. It is notable that this transformation takes place with the absence of decarbonylation. Reactivity under water in the presence of surfactants was also discovered. Results in aqueous media were demonstrated to be milder than in organic conditions, while achieving similar yields. This system was also applied to coupling of esters and anilines.

Ce projet de recherche porte sur la sous-unité gamma de la transducine (Gγt), participant à la phototransduction visuelle, plus précisément pour comprendre son mécanisme d'ancrage aux membranes par des interactions favorables de ses résidus et de son acylation de type farnésyle. La Gγt non-acylée a été obtenue en la surexprimant chez E. coli en fusion avec une étiquette de solubilisation/purification et en la purifiant par chromatographie d'affinité. L'identité de la séquence de la Gγt non-acylée a été confirmée par spectrométrie de masse. Afin d'étudier la forme acylée, des essais de surexpression ont été tentés en procédant à une cotransformation de la Gγt en présence de la farnésyle transférase. De plus, trois peptides ont été synthétisés commercialement pour analyser l'influence de chaque hélice alpha de la Gγt sur sa liaison membranaire, chacune comportant l'une des deux hélices : le segment C-terminal non-acylé, le segment C-terminal acylé et le segment N-terminal. Des analyses par dichroïsme circulaire et spectroscopie infrarouge ont permis de confirmer la structure secondaire native des formes de la Gγt et de caractériser leur dénaturation en fonction de la température et du temps. La liaison membranaire des formes de la Gγt a ensuite été analysée par le modèle des monocouches de Langmuir avec tensiométrie de surface, par spectroscopie infrarouge en présence de vésicules lipidiques et par spectroscopie infrarouge PM-IRRAS avec des monocouches de différents lipides. Finalement, l'analyse des résultats a permis de démontrer la fragilité de la structure de l'hélice alpha en C-terminal de la Gγt en fonction de la température et au cours de sa liaison membranaire ainsi que l'impact majeur de la farnésylation sur les propriétés de liaison membranaire de son segment C-terminal. Certaines questions de recherche ont été répondues et de nouvelles perspectives de recherche se dévoilent. / This research project aimed to study the gamma subunit (Gγt) of transducin, implicated in the visual phototransduction, more precisely the stability of its individual alpha helical segments and its mechanism of membrane binding involving favorable interactions from its residues and its farnesyl group. The non-acylated Gγt was obtained based on its expression in E. coli in fusion with a solubilization/purification tag and its subsequent purification by affinity chromatography. Its analysis by mass spectrometry allowed to confirm the identity of the non-acylated Gγt. The expression of the farnesylated Gγt was attempted. Three peptides were commercially synthesized to perform the analysis of each individual alpha helix of Gγt and to determine their role in its membrane binding. Each peptide segment contained one of the two alpha helices : the C-terminal non-acylated segment, the C-terminal acylated segment and the N-end segment. Circular dichroism and infrared spectroscopy analyses allowed to confirm the secondary structure of each form of Gγt, and their extent of denaturation has been determined as a function of temperature and time. The membrane binding of each form of Gγt was then analyzed using Langmuir monolayers with surface tensiometry, as well as by infrared spectroscopy in the presence of lipid vesicles and by infrared PM-IRRAS spectroscopy with different lipid monolayers. Finally, the results demonstrated the instability of the alpha helix of the C-terminal segment of Gγt as a function of temperature and the high impact of its farnesylation on the strength of its membrane binding. Some of the initially raised questions were answered while some new perspectives of research are presented.

La protéine Core est la principale composante structurelle de la nucléocapside du virus de l’hépatite C (HCV). Cette protéine subit diverses modifications post-traductionnelles pour accomplir ses fonctions. Elle requiert des clivages successifs par des protéases cellulaires pour atteindre sa forme mature (177 aa). La maturation est effectuée par signal peptidase (SP), qui la sépare de la polyprotéine précurseur (191 aa), et par signal peptide peptidase (SPP). Nous avons identifié une autre modification chez la protéine Core, l’ajout d’un acide gras en C184, dans le domaine transmembranaire de la protéine immature. Des analyses mutationnelles démontrent que cette acylation contribue au clivage optimal de la protéine Core par SPP. Nous avons aussi identifié les enzymes responsables de l’acylation en C184. Ces résultats offrent une nouvelle perspective sur l’activité protéolytique de SPP et mettent en évidence l’importance des interactions avec l’hôte pour le cycle viral du HCV. / Hepatitis C virus (HCV) core protein is the main structural protein involved in assembly of the viral nucleocapsid. Core undergoes various post-translational modifications in order to perform its different functions. It requires successive processing by host proteases to reach its mature form (177 aa). The sequential cleavages are accomplished by signal peptidase (SP), which separates core from HCV polyprotein (191 aa), and by signal peptide peptidase (SPP). Herein, we identify another modification on core protein, the addition of fatty acid moiety at C184, in the transmembrane domain of the immature core. Mutational analysis demonstrates that acylation of C184 contributes to complete maturation of core via SPP processing. We also identify the enzymes responsible for the acylation of C184. These results show a new perspective on the requirements for proteolytic activity by SPP and highlight the importance of host interaction with the life cycle of HCV.

Cette thèse décrit un nouvel accès au motif tétrahydrofurane (THF)2,3,5-trisubstitué. Cette stratégie est basée sur une première étape d’addition d’un radical acyle nucléophile sur une oléfine activée de type adduit de Baylis-Hillman,suivie d’une cyclisation réductrice du motif céto-alcool-1,4 ainsi formé. De hauts niveaux de diastéréocontrôles-1,2 et -1,3 ont pu être atteints en utilisant dans ces deux étapes le tris(triméthylsilyl)silane comme agent de transfert d’hydrogène. Cette méthodologie a ensuite été appliquée à la synthèse du fragment THF de la gymnodimine puis à la première synthèse totale d’une molécule naturelle tricyclique : le no.2106A. Dans un dernier temps, l’utilisation d’adduits de type aza-Baylis-Hillman a permis d’accéder efficacement à des homologues azotés telles que les pyrrolidines mais également à des composés bicycliques tels que les indolizidinones ou les pyrrolizidines. / This thesis describes a new access to the 2,3,5-trisubstituted tetrahydrofuran moiety. This strategy includes as a first step an addition of an acylradical on to an activated olefin (Baylis-Hillman adduct), followed by a reductive cyclization of the corresponding 1,4-keto-alcohol. High levels of 1,2- and 1,3-stereocontrol were attained using, in these two steps, tris(trimethylsilyl)silane as an hydrogen transfer agent. This methodology was then applied to the synthesis of the Gymnodimine THF fragment and to the first total synthesis of a tricyclic naturalcompound : no.2106A. Finally, the use of aza-Baylis-Hillman adducts led to an efficient access to nitrogen analogues, including pyrrolidines and bicyclic compounds such as indolizidinones or pyrrolizidines.

En raison de leur contribution à la virulence bactérienne, les lipoprotéines et les membres de la voie de biogenèse des lipoprotéines représentent des cibles prometteuses pour la recherche de nouveaux antibiotiques. À la suite de translocation à travers la membrane interne la future lipoprotéine ancrée dans la membrane par l’intermédiaire de son peptide signal, va subir en premier lieu l’addition de sn-1,2-diacylglyceryle sur la fonction sulfhydryle de la future cystéine N-terminale de la lipoprotéine mature. Cette modification est catalysée par Lgt (prolipoprotéin diacylglycérol transférase) avant même que le peptide signal de la lipoprotéine ne soit clivé par Lsp (lipoprotéine signal peptidase). L’action de la peptidase permet de libérer l’amine terminale de la cystéine qui pourra alors, chez les bactéries à Gram-négatif, être acylée par Lnt (lipoprotéin aminoacyl transférase). La présence d’un apolipoprotéine N-acyltransférase (Ppm2-Ms) impliquées dans la N-acylation de LppX a récemment été montrée chez M. smegmatis. Ppm2-Ms fait partie de l'opéron ppm dans laquelle ppm1, une synthase polyprénol-monophosphomannose, a été révélée essentielle dans la synthèse lipoglycans mais dont la fonction dans la biosynthèse des lipoprotéines est totalement inconnue. Afin de clarifier le rôle de l'opéron ppm dans la biosynthèse des lipoprotéines, nous avons étudié les modifications post-traductionnelles de deux modèles (lipoprotéines AmyE et LppX) dans les mutants Δppm1 et Δppm2 chez C. glutamicum.Nos résultats montrent que les deux lipoprotéines modèles sont ancrées dans la membrane et que leurs extrémités N-terminales sont N-acylés par Ppm2-Cg. Le peptide N-teminal acylé de LppX a été également modifié par des groupements d'hexose. Cette O-glycosylation est localisée dans le peptide N-terminal de LppX mais absente dans le mutant Δppm1. Tandis compromise en l'absence de Cg-PPM2, O-glycosylation LppX pourrait être rétabli lorsque Cg-PPM1, Cg-PPM2 ou l'homologue Mt-ppm1 de M. tuberculosis a été surexprimée. Ensemble, ces résultats montrent pour la première fois que Ppm1-Cg (Ppm synthase) et Ppm2-Cg (Lnt) fonctionnent dans une voie de biosynthèse commune dans laquelle la glycosylation et la N-acylation des lipoprotéines sont étroitement couplés / Due to their contribution to bacterial virulence, lipoproteins and members of the lipoprotein biogenesis pathway represent potent drug targets. Following translocation across the inner membrane, lipoprotein precursors are acylated by lipoprotein diacylglycerol transferase (Lgt), cleaved off their signal peptides by lipoprotein signal peptidase (Lsp) and, in Gram-negative bacteria, further triacylated by lipoprotein N-acyl transferase (Lnt). The existence of an active apolipoprotein N-acyltransferase (Ms-Ppm2) involved in the N-acylation of LppX was recently reported in M. smegmatis. Ms-Ppm2 is part of the ppm operon in which Ppm1, a polyprenol-monophosphomannose synthase, has been shown to be essential in lipoglycans synthesis but whose function in lipoprotein biosynthesis is completely unknown. In order to clarify the role of the ppm operon in lipoprotein biosynthesis, we investigated the post-translational modifications of two model lipoproteins (AmyE and LppX) in C. glutamicum ∆ppm1 and ∆ppm2 mutants. Our results show that both proteins are anchored into the membrane and that their N-termini are N-acylated by Cg-Ppm2. The acylated Ntermina peptide of LppX was also found to be modified by hexose moieties. This O-glycosylation is localized in the N-terminal peptide of LppX and disappeared in the ∆ppm1 mutant. While compromised in the absence of Cg-Ppm2, LppX Oglycosylation could be restored when Cg-Ppm1, Cg-Ppm2 or the homologous Mt-Ppm1 of M. tuberculosis was overexpressed. Together, these results show for the first time that Cg-Ppm1 (Ppm synthase) and Cg-Ppm2 (Lnt) operate in a common biosynthetic pathway in which lipoprotein N-acylation and glycosylation are tightly coupled.

Les acides gras saturés à chaîne moyenne (AGCM) ont été décrits comme potentiellement bénéfiques pour réguler la balance énergétique chez l’homme. Cependant, la récente découverte de l’activation de la ghréline, hormone gastrique orexigène, par l’acide octanoïque (C8:0), ajoute un nouveau niveau de complexité dans la compréhension des effets physiologiques des AGCM. En effet, pour être reconnue par son récepteur hypophysaire, la ghréline doit préalablement être octanoylée par la Ghréline O-Acyltransférase (GOAT). Or, les paramètres régulés par la ghréline ainsi modifiée s’opposent aux effets connus des AGCM, en favorisant la prise alimentaire et la prise de masse. L’élaboration d’inhibiteurs de la GOAT constitue donc une stratégie thérapeutique nouvelle pour lutter contre l’obésité. Les AGCM sont essentiellement apportés par l’alimentation,leur biosynthèse endogène n’ayant été décrite que dans les cellules de la glande mammaire en lactation. Etudier l’impact du C8:0 d’origine alimentaire sur l’octanoylation de la ghréline est donc d’autant plus pertinent, car celui-ci est suspecté de fournir à la GOAT le co-substrat nécessaire à l’octanoylation. Afin de mieux comprendre l’apparente contradiction entre les effets connus des AGCM sur la masse corporelle et la satiété, et l’effet de l’octanoylation de la ghréline, quatre approches ont été mises en œuvre: (1) Etude des effets physiologiques du C8:0 à différentes doses sur l’axe ghréline-GOAT et sur le métabolisme chez le rat adulte, (2) Etude de l’absorption gastrique du C8:0 par inhibition de la lipase préduodénale, chez le / Medium chain fatty acids (MCFA) have been described as potentially beneficial for regulating human energetic balance. However, the recent discovery of the orexigenic ghrelin activation by octanoic acid revealed a new level of complexity in MCFA effects. Ghrelin must be octanoylated by the Ghrelin O-Acyltransferase (GOAT) to bind its pituitary receptor. Interestingly, the effects mediated by the post-translationally modified ghrelin seem opposed to MCFA known effects, increasing food intake and body weight. Development of GOAT inhibitors could then constitute a therapeutic strategy against obesity. MCFA are mainly provided by the diet, as their endogenous synthesis has only been described in lactating mammary glands. Dietary caprylic acid is then suspected to provide the GOAT enzyme with octanoyl- CoA co-substrates necessaryfor the acyl modification of ghrelin. My objective is to understand the discrepancy between the formerly described beneficial effects of dietary MCFAs on body weight loss and the C8:0 newly reported effect on appetite stimulation via ghrelin octanoylation. This thesis is divided into four parts: (1) Study of C8:0 physiological effects on ghrelin-GOAT axis, in rat, (2) Study of C8:0 gastric absorption by inhibition of preduodenal lipase, in young rat, (3) Study of C8:0 metabolism in gastric cells in vitro, (4) Preliminary study of GOAT activity in vitro.