京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(人間健康科学) / 甲第19644号 / 人健博第36号 / 新制||人健||3(附属図書館) / 32680 / 京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻 / (主査)教授 高桑 徹也, 教授 三谷 章, 教授 浅野 雅秀 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Human Health Sciences / Kyoto University / DFAM

L’arthrose est un processus menant à la dégénérescence du cartilage articulaire dont l’un des principaux composants est un protéoglycane (PG) : l’aggrécane. Il est constitué de glycosaminoglycanes (GAGs), essentiellement le sulfate de chondroitine (CS), liés de façon covalente à un squelette peptidique par l’intermédiaire d’une zone de liaison tétrasaccharidique commune aux principaux types de GAGs (CS et sulfate d’héparane (HS)). La biosynthèse des PGs met en jeu l’action séquentielle de O-glycosyltransférases qui additionnent spécifiquement chaque unité saccharidique. Lors de cette biosynthèse, encore mal connue, la zone de liaison subit des modifications (sulfatation et phosphorylation) qui peuvent être importantes pour la polymérisation des PGs en faveur des CS ou des HS.L’objectif de ce travail était de synthétiser, pour la première fois, une collection complète de trisaccharides biotinylés diversement monosulfatés ou non de la zone de liaison des PGs ainsi que des tétrasaccharides biotinylés (zone de liaison et amorces de CS) dans le but de déterminer le rôle des différentes sulfatations possibles dans la biosynthèse des PGs par les O-glycosyltransférases. / Osteoarthritis is a process leading to the degeneration of articular cartilage in which one of the major component is the proteoglycan (PG) aggrecan. It is composed of glycosaminoglycans (GAGs), mainly chondroitin sulfate (CS), covalently linked to a peptide backbone through the tetrasaccharide linkage region which is common to the two principal types of GAGs (CS and heparan sulfate (HS)). The PGs biosynthesis involves the sequential action of O-glycosyltransferases that add specifically each saccharide unit. In this biosynthesis, still poorly understood, the linkage region undergoes changes (sulfation and phosphorylation) that may be important for the polymerization of PGs in favor of the CS or the HS.The objective of this work was to synthesize, for the first time, a full collection of biotinylated trisaccharides variously monosulfated or not of the linkage region of PGs and biotinylated tetrasaccharides (linkage region and first aminosugar of CS), in order to determine the role of the possible sulfation within the biosynthetic pathway of PGs by the O-glycosyltransferases.

Les protéoglycanes sont des macromolécules composées de glycosaminoglycanes (GAGs), liés de manière covalente à une protéine porteuse. Les GAGs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques, comme la croissance et la prolifération des cellules, et également dans de nombreuses pathologies, incluant l’arthrose, la maladie d’Alzheimer et des cancers. Leur biosynthèse fait intervenir des O-glycosyltransférases et commence par la formation de la zone de liaison tétrasaccharidique. Celle-ci initie la formation de deux types de chaînes de GAGs, les héparines / sulfates d’héparine avec l’action de l’EXTL3 et les sulfates de chondroïtines ou de dermatanes avec l’action de la CSGalNAcT-1. Dans cette biosynthèse, la zone de liaison peut être sulfatée mais le rôle de ces sulfatations est encore peu connu.L’objectif de ce travail était de synthétiser des disaccharides de la zone de liaison ainsi que les trisaccharides de transfert, avec le premier sucre aminé des chaînes de GAGs, diversement monosulfatés ou non, dans le but de comprendre le rôle de ces sulfatations sur les enzymes de bifurcation.Différentes méthodes d’activation, micro-ondes et chimie en flux continu, ont également été testées pour sulfater des mono-, di- et trisaccharides. / Proteoglycans are macromolecules composed of glycosaminoglycans chains (GAGs) covalently linked to a core protein. GAGs are implicated in many biological processes, such as cells growth and proliferation, and they are also involved in several diseases including osteoarthritis, Alzheimer’s disease and cancers. Their biosynthesis involves the action of O-glycosyltransferases and starts with the formation of a tetrasaccharidic linkage region. This GAGs linkage region initiates the formation of two types of GAGs chains, heparin/heparan sulfates with the action of EXTL3 and chondroitin sulfates/dermatan sulfates with the action of CSGalNAcT-1. In this biosynthesis, the linkage region may be sulfated, but the role of these sulfations is still poorly understood.The objective of this work was to synthetize disaccharides of the linkage region and transfer trisaccharides, with the first aminosugar of the GAGs chains, variously monosulfated or not, in order to study the role of sulfations on the bifurcation enzymes.Different activation methods, microwaves and flow chemistry, were also tested to sulfate mono-, di- and trisaccharides.