Les travaux de maîtrise présentés dans ce mémoire ont permis de vérifier les effets de la protéine d'arachide, de la substitution partielle de la protéine d'arachide à la caséine et l'ajout d'arginine à la caséine sur différents paramètres indicateurs de la récupération musculaire consécutive à une blessure chez le rat. La protéine d'arachide est une protéine riche en arginine qui pourrait avoir un rôle important à jouer dans le processus de guérison. Les résultats ont montré que malgré son effet néfaste sur la croissance musculaire, la protéine d'arachide a entraîné une infiltration des cellules inflammatoires adéquate et une rapide résolution de l'inflammation. L'arachide partiellement remplacée par la caséine a contrecarré cet effet néfaste sur la croissance musculaire. Néanmoins, ce mélange protéique d'arachide et de caséine ainsi que l'ajout d'arginine à la caséine ont entraîné un retard dans la résolution de l'inflammation.

Yes / Alterations in integrin expression and function promote tumour growth, invasion, metastasis and neoangiogenesis. Head and neck cancers are highly vascular tumours with a tendency to metastasise. They express a wide range of integrin receptors. Expression of the αv and β1 subunits has been explored relatively extensively and linked to tumour progression and metastasis. Individual receptors αvβ3 and αvβ5 have proved popular targets for diagnostic and therapeutic agents but lesser studied receptors, such as αvβ6, αvβ8, and β1 subfamily members, also show promise. This review presents the current knowledge of integrin expression and function in squamous cell carcinoma of the head and neck (HNSCC), with a particular focus on the RGD-binding integrins, in order to highlight the potential of integrins as targets for personalised tumour specific identification and therapy.

ChuS est une protéine provenant d'une bactérie pathogène de l'humain qui a la capacité de lier et de dégrader l'hème de l'hôte pour en libérer le fer nécessaire à la croissance bactérienne. Deux résidus potentiellement importants du site actif, l'arginine 100 (R100) et l'acide aspartique 191 (D191) ont été investigués afin de mieux comprendre leur rôle dans la catalyse par ChuS. Nos résultats révèlent que le résidu D191 n'est pas essentiel à l'activité catalytique, mais qu'il est important pour la stabilité du complexe entre l'enzyme et l'un de ses substrats (hème) alors que le résidu R100 est absolument essentiel à l'activité catalytique. Nos études cinétiques et spectroscopiques détaillées fournissent des informations qui permettent de mieux comprendre le mécanisme catalytique de ChuS. Elles aident ainsi à obtenir une meilleure compréhension des voies d'acquisition de l'hème comme source de fer chez les bactéries pathogènes et à définir de nouvelles cibles thérapeutiques.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Le complexe MRN (MRE11-RAD50-NBS1) est essentiel au maintien de la stabilité du génome chez les eucaryotes supérieurs. Il a été démontré que la sous-unité MRE11 du complexe MRN, qui possède une activité nucléase nécessaire aux mécanismes de réparation des cassures double-brin (CDBs). est méthylée sur les arginines de façon asymétrique. Cette méthylation est effectuée par la protéine PRMT1 et survient sur les arginines du motif GAR (Glycine-Arginine Rich) de la protéine MRE11. Cet événement arrive apparemment avant l'incorporation de MRE11 dans le complexe MRN. Le motif GAR de MRE11 influence la relocalisation in vivo de MRN en réponse aux CDBs. en plus d'affecter la réponse de signalisation des CDBs. De plus, une analyse des mutants ponctuels sur les arginines du motif GAR de MRE11 montre que ces arginines normalement méthylées influencent l'activité nucléase de MRE11 in vitro. Finalement, nous montrons que le domaine GAR de MRE11 permet la liaison de la protéine SMN par son domaine tudor, in vivo et in vitro. Cette interaction suggère la participation de SMN au niveau de la réparation des CDBs, ce qui est supporté par la sensibilité aux CDBs des cellules mutantes pour le gène smnl. Nos résultats démontrent, pour la première fois, une implication possible de SMN dans la réparation de l'ADN.

L’infarctus du myocarde (IDM) résulte des complications de l’athérosclérose, dont le développement serait initié par une dysfonction endothéliale, s’accompagnant d’un état de stress oxydant. Le fer interagirait dans cette pathogenèse à différents niveaux et aurait également un rôle majeur dans la survenue de la dysfonction endothéliale. L’hepcidine et l’érythroferrone (découverte auparavant sous le nom de myonectine/CTRP 15), participeraient dans la régulation de certaines étapes du métabolisme du fer. La diméthyl-arginine asymétrique (ADMA), marqueur de dysfonction endothéliale, est associée à la plupart des facteurs de risque cardiovasculaire. Son stéréo-isomère, la diméthyl-arginine symétrique (SDMA), a une élimination exclusivement rénale et est considéré comme un puissant marqueur de fonction rénale.Nous nous sommes proposés d’étudier, chez des patients en phase aiguë d’IDM, la signification des paramètres traditionnels du statut du fer, des protéines impliquées dans la régulation du fer, l’hepcidine et la myonectine, ainsi que des dérivés méthylés de la L-arginine, l’ADMA et la SDMA.Dans notre première étude prospective, nous observons que les valeurs de SDMA, et dans une moindre mesure celles d'ADMA, sont associées à la glycémie d'admission et pourraient donc exercer des actions biologiques indépendantes de la fonction rénale. Notre second travail suggère que les patients présentant de l’insuffisance cardiaque à la phase aiguë de l’IDM sont caractérisés par une anémie et un certain degré de carence en fer. Le dosage des nouveaux biomarqueurs de la régulation du métabolisme du fer, l'hepcidine et la myonectine a montré une tendance à l’augmentation de ces taux sériques chez ces patients en lien avec une augmentation de la CRP. Ainsi nos travaux laissent entrevoir les liens qui uniraient, à la phase aiguë de l’infarctus du myocarde, ces nouveaux biomarqueurs régulateurs du métabolisme du fer aux conséquences fonctionnelles des pathologies cardiovasculaires, notamment en termes d’anémie et d’insuffisance cardiaque. / Myocardial infarction (MI) is mostly caused by complications of atherosclerosis, whose the development would be initiated by a dysfunction of the vascular endothelium, characterized by an inflammatory condition and oxidative stress.In this pathogenesis, iron interacts at different levels and also has a major role in the development of endothelial dysfunction. Hepcidin and erythroferrone (discovered earlier as the myonectin/CTRP 15) participate in a major way in regulating certain stages of iron metabolism.Asymmetric dimethylarginine (ADMA), a marker of endothelial dysfunction is associated with most cardiovascular risk factors. Symmetrical dimethyl-arginine (SDMA), its stereoisomer, has an exclusively renal elimination and is considered as a powerful renal function marker.We aimed to study, in patients with acute MI, the meaning of the "traditional" status iron parameters, two proteins involved in the regulation of iron, hepcidin and myonectin, as well as the two L-arginine derivatives, ADMA and SDMA. In our first prospective study, we observe that, in patients with acute MI, the values of SDMA, and only weakly ADMA, are associated with admission blood glucose, beyond traditional dimethylarginine determinants and may therefore have biological activity beyond renal function.Our second work suggests that patients with heart failure in the acute phase of MI present more frequently anemia and a certain degree of iron deficiency. New iron metabolism regulators biomarkers, hepcidin and myonectin showed a trend toward an increase in the serum levels in these patients characterized by an increase in CRP.Thus, our work suggests the links between these new regulators of iron metabolism in acute MI with functional consequences of cardiovascular diseases, particularly in terms of anemia and heart failure.

Enzymes are ubiquitous in biological systems. They catalyze chemical reactions and are involved in many biochemical processes. The enzyme of interest is Pseudomonas aeruginosa D-arginine dehydrogenase (PaDADH). This flavin-dependent enzyme is composed of approximately 375 amino acid residues and has a broad substrate specificity with D-amino acids. A water recognition motif, observed in roughly 1200 non-redundant protein data bank (PDB) structures, was revealed to be embedded near the active site of PaDADH. This motif coincides with the conformational changes of the enzyme’s gated mechanism. Molecular dynamics simulations were carried out to study the gated properties and structural characteristics of PaDADH in solution. Single amino acid mutations were undertaken to further understand the dynamics of the gated mechanism of this enzyme. In addition, pKa,shift analyses were evaluated to probe for the basic catalytic amino acid residue that is suggested to trigger the catalytic mechanism of PaDADH.

HIV-NC is a multifunctional protein which plays an important role in almost every step of the retroviral life cycle. NC is essential in catalyzing stand transfers of HIV-1 reverse transcription, including the annealing of the transactivation response element (TAR) of the viral genome to the complementary TAR DNA in minus-strong-stop DNA. In this dissertation, the research starts with focus on elucidating the reaction mechanism of NC-facilitated TAR DNA/RNA annealing using single molecule spectroscopy (SMS) approaches. The results indicate that nucleation of TAR DNA/RNA annealing occurs in an encounter complex form in which one or two DNA/RNA strands in the partially open “Y” form associated with multiple NC molecules. This encounter complex leads to annealing through the 3’/5’ termini, namely “zipper” pathway and the annealing through the hairpin loop region, namely “kissing” pathway. By employing target oligonucleotides for specific TAR regions, we directly probed kinetic reversibility and the chaperone role of NC. Concentration-dependence of NC chaperoned melting and annealing of TAR hairpins was investigated and the results further support the proposed reaction mechanism. Additionally, we used a single-stranded DNA (ssDNA) as model to study ssDNA conformational change upon NC binding. Here we present observation of NC binding to d(TG)n and d(T)n, including NC effect on flexibility and conformation of these oligonucleotides chains. Our results reveal that the rigidity of ssDNA chain is dramatically reduced through interaction with NC. Meanwhile the results of NC dissociation experiments indicate the interaction of NC/ssDNA is complex and heterogeneous. Finally, we used SMS in vitro to systematically compare and contrast the RNA/protein interactions for the zinc-finger-binding-motif protein (NC) and the arginine-rich-binding-motif (ARM) protein (Tat) encoded by HIV-1. Tat and NC use different RNA binding motifs to recognize and interact with RNA hairpin, giving rise to very different changes in the RNA secondary structure upon protein binding. Competition experiments show that the presence of Tat can effectively inhibit the NC binding-induced local melting of TAR RNA hairpins. These results indicate that Tat specifically binds and stabilizes the TAR RNA hairpin structure, which likely inhibits the local melting of the hairpin induced by NC. / text

Traumatic brain injury (TBI) is the most frequent cause of death in children and young adults in the United States. Besides emergency neurosurgical procedures, there are few medical treatment options to improve recovery in people who have experienced a TBI. Management of patients who survive TBI is complicated by both central nervous system and peripheral systemic effects. The pathophysiology of systemic inflammation and coagulopathy following TBI has been attributed to trauma-induced endothelial cell dysfunction; however, there is little knowledge of the mechanisms by which trauma might impact the functions of the vascular endothelium at sites remote from the injury. The endothelium lining these small vessels normally produces nitric oxide (NO), arachidonic acid metabolites, and endothelial-dependent hyperpolarizing factors to relax the surrounding vascular smooth muscle. For this research study we investigated the effects of fluid-percussion-induced TBI on endothelial-dependent vasodilatory functions in a remote tissue bed (the mesenteric circulation) 24 hours after injury. We hypothesized that TBI causes changes in the mesenteric artery endothelium that result in a loss of endothelial-dependent vasodilation. We found that vasodilations induced by the muscarinic-receptor agonist, acetylcholine, are attenuated following TBI. While the endothelial-derived hyperpolarizing component of vasodilation was preserved, the NO component was severely impaired. Therefore, we tested whether the loss of NO component was due to a decrease in bioavailablity of the NO synthase (NOS) cofactor BH4, the NOS substrate L-arginine, or to changes in expression/activity of the enzyme arginase, which competes with NOS for L-arginine. We found that supplementation of L-arginine and inhibition of the enzyme arginase rescues endothelial-dependent vasodilations in TBI arteries. This study demonstrates that there are pathological systemic effects outside the point of injury following TBI leading to a dysfunctional endothelial vasodilatory pathway. These data provide insight into the pathophysiology of endothelial dysfunction after trauma and may lead to new potential targets for drug therapy.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.