Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

Les hormones stéroïdiennes sont synthétisées à partir du cholestérol par l'action successive de plusieurs enzymes, dont les hydroxystéroïdes déshydrogénases de la superfamille des aldo-ceto réductases (AKRs). Le message véhiculé par les hormones peut ensuite être interprété par les cellules qui expriment les récepteurs capables de les reconnaître et les lier spécifiquement. Une nouvelle AKR, la 17a-HSD de souris (ml7oc- HSD), a récemment été caractérisée et est actuellement l'unique enzyme connue capable de réduire stéréospécifiquement l'androstenedione (A4) en épi-testostérone, le 17oc-épimère de la testostérone. Les autres AKRs humaines dont l'activité permet de réduire la fonction cétone en position 17 du A4, notamment les h20a-HSD, h3oc-HSD3 et hl7p-HSD5, forment de la testostérone, le 17P-épimère. La comparaison structurale de ces enzymes très homologues a permis d'identifier les déterminants moléculaires responsables de leur 17a/17P-stéréospécificité, dont le résidu alanine en position 24, chez la ml7a-HSD. Nous avons également montré que ce résidu était aussi impliqué dans le maintien du NADPH par l'enzyme. Nous avions aussi de l'intérêt pour une autre enzyme de la superfamille des AKRs, la 5P-réductase humaine, qui est la seule connue à ce jour pouvant réduire la double liaison des A4-3-céto-stéroïdes afin de les transformer en leur composé 5P-réduit correspondant. Bien que les stéroïdes 5P~réduits jouent un rôle très important dans plusieurs processus physiologiques, aucune étude n'avait encore permis la caractérisation cinétique et structurale de cette enzyme. La structure cristallographique de la h5préductase a précisé le rôle des résidus formant son site actif ainsi que son mécanisme catalytique. Un site alternatif de liaison du stéroïde responsable du phénomène d'inhibition par le substrat observé pour cette enzyme a aussi été caractérisé. Enfin, cette thèse décrit la structure cristallographique du récepteur humain des androgènes (hAR) en complexe avec le EM5744, une molécule synthétique spécifiquement dessinée pour bloquer le fonctionnement normal de ce récepteur. Nos travaux ont montré pourquoi la longue chaîne du EM5744, malgré l'encombrement structural qu'elle génère au coeur même du récepteur, ne suffit pas à altérer les fonctions du hAR. En s'appuyant sur nos résultats, la structure de cette molécule pourra être modifiée jusqu'à ce qu'elle possède les propriétés désirées.

<p>Thorium complexes primarily exist in the thermodynamically stable (IV) oxidation state with only a few low-valent thorium(III) and thorium(II) complexes having been isolated. As a result, redox chemistry with thorium at the metal center is synthetically challenging without carefully selected ligand systems. This redox-restricted nature of thorium(IV) makes redox-active ligands (RALs) an attractive option to facilitate multi-electron redox chemistry with thorium. In this work, first, a series of thorium(IV) complexes featuring the redox-active iminoquinone ligand and its derivatives, including the iminosemiquinone and amidophenolate species, were synthesized and characterized. Rare thorium oxygen multiple bonds were then accessed by exploiting the RALs on the thorium center and using dioxygen in dry air. Other oxidation chemistry was attempted with the thorium amidophenolate complexes as well. Second, armed with the knowledge of synthesizing multiple bonds with thorium(IV) complexes, similar chemistry was explored with cerium as it is in the same group as thorium. A series of cerium(III) and cerium(IV) complexes featuring the redox-active iminoquinone ligand and its derivatives were synthesized. Oxidation chemistry was explored with the cerium amidophenolate complexes and a rare cerium oxo was isolated. Finally, with interest in expanding and addressing a gap in the literature related to the synthesis, characterization, and utility of thorium alkyls, several tetrabenzylthorium complexes were synthesized, characterized, and some reactivity was explored. A highlight of this work involved the isolation of the first crystal structure of ligand and solvent free tetrabenzylthorium since its first synthesis in 1974. Full spectroscopic and structural characterization of the complexes was performed via ¹H NMR spectroscopy, X-ray crystallography, EPR spectroscopy, electronic absorption spectroscopy, and SQUID magnetometry, which all confirmed the identity and electronic structure of these complexes. </p>

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OBJECTIF: Déterminer si un régime de Bicalutamide et de Dutasteride est d’efficacité similaire à un régime standard pour la cytoréduction prostatique avant une curiethérapie prostatique par implants permanents et comparer la toxicité de ces deux régimes. MÉTHODE Les patients avec un adénocarcinome de la prostate traités par curiethérapie prostatique ayant un volume prostatique initial de plus de 50 cc ont été randomisés soit à un régime de Bicalutamide 50 mg die, de Dutasteride 0.5 mg die et de tamoxifen 10 mg die pour prévenir la gynécomastie (Groupe expérimental = GE) versus un agoniste de la LHRH (dose de 3 mois) avec du Bicalutamide 50 mg die pour 1 mois (Groupe contrôle = GC). Le volume prostatique total (VPT) a été mesuré à la randomisation (t1) et environ 2.5 mois après le début du traitement de cytoréduction (t2). La curiethérapie par implant permanent d’I-125 à été réalisé environ 3 mois après la randomisation. Le changement de VPT relatif en % à été comparé entre les groupes. Des questionnaires EPIC (Expanded Prostate Index Composite) ont été complétés au t1, t2, ainsi qu’à 6 semaines (t3), 3 mois (t4) et 6 mois (t5) post-curiethérapie. Le profil de changement des scores sexuels et hormonaux du questionnaire EPIC a été évalué de façon qualitative. RÉSULTATS Les premiers 11 patients randomisés dans l’étude ont été analysés (GE n=5, GC ; n=6). Les caractéristiques de base entre les deux groups étaient similaires. Tous les patients présentaient des caractéristiques de cancer de prostate de bas risque (APS&lt; 10, Stade clinique ≤T2a et un score de Gleason ≤6). Le VPT médian au t1 était de 51,00 cc dans le GE et de 55,56 cc dans le GC. Les diminutions médianes entre le volume t1 et le volume t2 en absolu étaient de 18,46 cc dans le GE et de 24,61 cc dans le GC (valeur-p au test exact de Wilcoxon 0,03). Pour ce qui est de la médiane de changement relatif de volume entre t1 et le volume au t2, celles-ci étaient de 36,44 % dans le GE et de 40,83 % dans le GC (valeur-p 0,25). Tous les 11 patients ont pu subir la curiethérapie sans interférence de l’arche pubienne et avec des paramètres dosimétriques acceptables. Les médianes de scores de fonction sexuelle et de sommaire hormonal semblent qualitativement démontrer un meilleur profil au sein du GE. DISCUSSION Cette analyse exploratoire n’a pas la puissance suffisante pour permettre de rejeter ou d’affirmer une hypothèse de non-infériorité du régime expérimental du point de vue de la cytoréduction prostatique. Toutefois, ce régime a permis à tous les patients de subir la curiethérapie sans interférence de l’arche pubienne et avec des paramètres dosimétriques acceptables. Le Bicalutamide et le Dutasteride ont aussi démontré un profil de toxicité favorable. Les résultats de cette analyse précoce justifient donc de continuer à randomiser des patients au sein de cette étude mais ne permettent pas de tirer des conclusions définitives en raison de la petite taille d’échantillon. / OBJECTIVE: To determine if a regimen of Bicalutamide and Dutasteride is of similar efficacy compared to a standard regimen for prostate cytoreduction prior to permanent implant prostate brachytherapy and to compare toxicity for both of these regimens MATERIALS AND METHODS Patients with an adenocarcinoma of the prostate treated with permanent implant brachytherapy having an initial total prostate volume of 50 cc or more were randomized to either Bicalutamide 50 mg daily, Dutasteride 0.5 mg daily and Tamoxifen 10 mg daily (Experimental group = EG) or an LHRH agonist (3 month dose) and Bicalutamide 50 mg daily for one month (Control Group = CG). Total prostate volume (TPV) was evaluated at time of randomization (t1) and approximately 2.5 months after the start of cytoreductive therapy (t2). Permanent implant I-125 brachytherapy was completed 3 months after randomization. Relative TPV change in % and absolute TPV change in cc were compared between groups. Expanded Prostate Index Composite questionnaires were completed by patients at t1, t2, as well as at 6 weeks (t3), 3 months (t4), and 6 months (t5). Profile changes in EPIC sexual and hormonal domains were evaluated qualitatively. RESULTS The first 11 patients registered for the study were analyzed (EG n=5; CG n=6) Baseline parameters were similar between groups. All patients had low risk characteristics (PSA &lt; 10, Clinical stage ≤T2a and Gleason score ≤6). Median baseline TPV was 51.00 cc in EG and 55.56 in CG. Median reduction in absolute TPV was 18.46 cc in EG and 24.61 in CG (Wilcoxon exact test p=0.03). As for median relative change in TPV, this was 36.44 % in EG and 24.61 cc in CG (p=0.25). All 11 patients were able to undergo brachytherapy without pubic arch interference and with acceptable dosimetric parameters. Median EPIC of both sexual and hormonal domains of the EPIC questionnaire seemed to favor the EG over time. DISCUSSION This early exploratory analysis does not have sufficient power to reject or accept the hypothesis of non-inferiority the experimental regimen for prostate volume reduction. Nonetheless, this regimen allowed brachytherapy without pubic arch interference and with acceptable dosimetric parameters. The experimental regimen of Bicalutamide and Dutasteride also seemed to show a favorable toxicity profile. The results of this early analysis thus justify continued randomization for the study but do not allow definitive conclusions due to small sample size.

The purpose of this research was to directly compare the behavior of zeolites containing rhodium with that of homogeneous rhodium species as catalysts for liquid phase hydroformylation of 1-hexene in order to study the effects of zeolite immobilization. NaX zeolite was cation exchanged with several rhodium salts and used as hydroformylation catalysts at 50°C and 125°C in the presence of: triphenylphosphine (PPh₃), dimethylphenylphosphine (PMe₂Ph), and the poison for zeolite surface and solution rhodium: triphenylmethylmercaptan (Ph₃CSH). The results of these experiments were compared with those of several homogeneous catalysts under similar conditions. It was found that previously reported results of intrazeolitic activity with RhNaX at 50°C were probably incorrect, since, the addition of PMe₂Ph, Ph₃CSH, or both, virtually halted all reactivity of RhNax. The catalytic results at 125°C did not conclusively indicate the location of the active rhodium. Thus, intrazeolitic activity at 125°C may or may not have been observed, and needs further investigation. Reaction profiles were obtained for several of the catalyst systems, using an automatic sampling system. From these profiles, it was found that the addition of excess PMe₂Ph halted isomerization of 1-hexene to 2-hexenes for the zeolite-supported rhodium, and hindered, but did not stop isomerization for the homogeneous catalysts. Also, as expected, it was observed that the homogeneous catalysts reacted to completion faster than the heterogeneous catalyst. In addition, the effects of such treatments as preheating in air and precarbonylation of the heterogeneous catalysts were studied. Pretreatments had no effect upon the catalysis. Also, no activity was observed from the heterogeneous catalysts at 125°C unless phosphines were present. Finally, the hydrogenation of 1-hexene was studied. Heterogeneous and homogeneous rhodium catalysts showed hydrogenation activity which was accompanied by isomerization at 60°C and 125°C. / Master of Science

La présence d’un métabolisme actif des bactéries lactiques dans le vin logé en fûts de chêne induit une augmentation de la concentration des composés volatils du bois. Ce phénomène a récemment été attribué à l'activité glycosidique des bactéries. Le glucoside précurseur d'un composé majeur de l’arôme boisé (whiskylactone) a déjà été identifié et quantifié dans le bois de chêne. Mais aucune donnée n'était disponible jusqu’à présent concernant l’identification formelle des précurseurs pour d’autres arômes du bois de chêne.Un premier travail a permis de montrer que les précurseurs monoglycosides n'existaient pas dans le bois de chêne, dans les spiritueux et dans le vin. L'étude a été réalisée à l’aide de la technique UPLC-FT/MS, en utilisant la vanilline-β-D-glucopyranoside, la vanilline-β-D-xylopyranoside, et la coniféraldéhyde-β-D-glucopyranoside, synthétisées par réaction par transfert de phase. Dans un deuxième temps, une purification des précurseurs glycosidiques complexes a été réalisée à l’aide de la Chromatographie de Partage Centrifuge (CPC) à partir d’un extrait de bois de chêne. Le choix du système de solvants a été basé sur une égale répartition dans les deux phases de la libération d’arômes par hydrolyse enzymatique. Cela a conduit à la détermination du nouveau concept de coefficient de partage d’activité Kca. Après purification et fractionnement, la vanilline galloylglucoside, le triméthoxyphénol-galloyl-glucoside et le macarangioside E ont été isolés du bois et identifiés par HPLC-ESI-MS et RMN. Ces précurseurs ont été quantifiés dans différentes espèces de chêne par HPLC-QqQ-MS. Ces trois composés sont les précurseurs respectivement de la vanilline, du 3,4,5-triméthoxyphénol et du 3-oxo-α-ionol. Par dégradation thermique, le macarangioside E peut conduire à la mégastigmatriénone et à la 4-oxo-isophorone, dont les notes aromatiques sont le tabac et l’encens. Ces composés complètent la connaissance que nous avons de l’arôme boisé du vin et contribuent ainsi à une meilleure compréhension de la genèse du bouquet tertiaire. / The presence of lactic acid bacteria (LAB) in oak barrels induces an increase in wood volatile compounds concentration. This phenomenon could be due to the glycosidic activity of LAB. The glucosidic precursor of a major woody aroma compound (oak lactone) was identified and quantified in oak wood but no data was available concerning the presence of other flavor precursors in oak wood. This study showed that monoglycosidic precursors did not exist in oak, in spirits and in wines. The study was performed by UPLC-FT/MS, using vanillin-β-D-glucopyranoside, vanillin-β-D-xylopyranoside, and coniferaldehyde-β-D-glucopyranoside as standards. These molecules were synthesized by phase transfer reaction. Purification of a vanillin glycoside precursor was done by centrifugal partition chromatography (CPC). The choice of the solvent system was based on an equal distribution in both phases of the aromas released by enzymatic hydrolysis. This led to the determination of the new concept, the activity partition coefficient Kca. After purification and fractionation, vanillin galloylglucoside, trimethoxyphenol-galloylglucoside and macarangioside E were isolated from wood and identified by HPLC-ESI-MS and NMR analysis. These precursors were quantified in different oak species by HPLC-QqQ-MS. These three compounds are precursors of vanillin, 3,4,5-trimethoxyphenol and 3-oxo-α-ionol respectively. The macarangioside E can lead by thermal degradation, to megastigmatrienone and 4-oxo-isophorone which have aromatic notes of tobacco and incense. These compounds are involved in the woody aroma of the wine and the genesis of the bouquet.

Les oxydations sur les bases nucléiques constituent l’une des sources principale d’apparition de lésions sur l’ADN, qui peuvent être mutagènes ou létales pour les cellules en l’absence de réparation de l’ADN. La Formamidopyrimidine-ADN glycosylase (Fpg), une enzyme procaryote du système de réparation de l’ADN par excision de base (BER), initie la réparation d’un large panel de lésions de ce type via ses activités ADN glycosylase (excision de la base oxydée) et AP lyase (clivage du site abasique par ß,d-élimination). Nous avons réalisé des études fonctionnelles par des techniques biochimiques et structurales par cristallographie des rayons X afin de préciser la spécificité de substrat et le mécanisme catalytique de Fpg. Ainsi, nous avons pu mettre en évidence des déterminants structuraux permettant à cette enzyme d’accommoder des lésions de tailles très différentes dans son site actif, en l’occurrence des résidus 2,6-diamino-4-hydroxy-5-formamidopyrimidine (FapyG) substitués ou non en N7 par des adduits encombrants. D’autre part, nous avons caractérisé structuralement et fonctionnellement la reconnaissance et l’excision par Fpg d’une lésion pyrimidique, la 5-hydroxy-5-méthyle-hydantoïne (Hyd). Ainsi, nous avons montré que cette lésion appariée à une cytosine était un bon substrat pour l’enzyme, et nous avons précisé structuralement le mode de reconnaissance de l’Hyd par Fpg. D’autre part, nous avons mis en évidence un comportement inattendu de l’enzyme sur ce substrat. En l’occurrence, nous avons montré biochimiquement et structuralement qu’un pontage covalent se formait en quantités non négligeables entre Fpg et l’Hyd dans des conditions physiologiques. / Oxidations on nucleic bases constitute one of the major sources of DNA lesions appearance, which can be mutagenic or lethal for cells in the absence of DNA repair. The prokaryotic Formamidopyrimidine-DNA glycosylase (Fpg), a base excision DNA repair (BER) enzyme, initiate the repair of a wide range of such lesions via its DNA glycosylase (excision of the oxidized base) and AP lyase (cleavage of the AP site by ß,d-elimination) activities. We carried out functional studies by biochemical techniques and structural studies by X-ray crystallography so as to state Fpg’s substrate specificity and catalytic mechanism. Thus, we have been able to underline the structural determinants enabling this enzyme to accommodate lesions of very different sizes in its active site, in this case 2,6-diamino-4-hydroxy-5-formamidopyrimidine (FapyG) residues N7-substituted or not by bulky adducts. On the other hand, we structurally and functionally characterized the recognition and excision by Fpg of a pyrimidic lesion, the 5-hydroxy-5-methyl-hydantoin (Hyd). Thus, we have shown that this lesion paired with a cytosine was a good substrate for the enzyme, and stated structurally the recognition mode of Hyd by Fpg. On the other hand, we have underlined an unexpected behaviour of the enzyme on this substrate. In this case, we have biochemically and structurally shown that a covalent link was formed in sizeable quantities between Fpg and Hyd in physiological conditions.

5-Oxo-ETE ist ein chemotaktischer Faktor für Granulozyten, der von der NADP+-abhängigen Dehydrogenase 5h-dh aus dem 5-Lipoxygenaseprodukt 5-HETE gebildet wird. Ziel dieser dreiteiligen Studie war es, die der 5-oxo-ETE-Produktion zugrunde liegenden Regulationsmechanismen aufzuklären. I. Einfluß von myeloider Zelldifferenzierung auf die Expression von 5h-dh in HL-60 und U-937 Zellen. Undifferenzierte HL-60 und U-937 Zellen produzieren vergleichbare Mengen von 5-oxo-ETE wie Monozyten oder Granulozyten. Differenzierung von U-937 Zellen mit PMA verdreifacht die Enzymaktivtät von 5h-dh, während die Behandlung von HL-60 Zellen mit dh-VitD3 diese verdoppelte. Der Einfluß von PMA auf 5h-dh wurde darüber hinaus in Mikrosomen von U-937 Zellen untersucht. Die Behandlung PMA verdreifachte Vmax, liess aber KM unbeeinflußt. II. Regulation der 5-oxo-ETE-Produktion durch oxidativen Stress und Glukose. Da der GSH-Redoxzyklus die Produktion von NADP+ zur Folge hat, stimulierten die Hydroperoxide H2O2 und tBOOH die Synthese von 5-oxo-ETE in U-937 Zellen. Aufgrund seiner Verarbeitung durch den Pentosephosphat Zyklus, der NAD+ in NADPH umwandelt, inhibierte Glucose diesen Effekt von H2O2. Die Synthese von 5-oxo-ETE wurde durch H2O2 auch in humanem Monozyten, Lymphocyten und Thrombozyten, aber nicht in Neutrophilen angeregt. Im Gegensatz zu Monozyten zeigten sich Thrombozyten und Lymphozyten allerdings glukose-resistent. T-BOOH ehöhte auch die Produktion von 5-oxo-ETE nach Zugabe von Ionophore und Arachidonsäure zu mononukleären Blutzellen. III. 5h-dh-Expression in human Strukturzellen. Zunächst rasterten wir mehrere sekundäre Epithelzelllinien und fanden 5h-dh in allen Zellen. Drei Indizien lassen vermuten, daß die epithele 5h-dh der myeloiden entspricht: (i) die enzymatische Aktivtät liegt vor allem in der mikrosomalen Fraktion vor, (ii) bei dem Kofaktor handelt es sich um NADP+ und nicht um NAD+, und (iii) 5S-HETE ist das bevorzugte Substrat. Weitere Studien zeigten, daß auch primäre humane Aorta-Endothelzellen 5h-dh expremieren. Vergleichbar zu Entzündungszellen wird die Produktion von 5-oxo-ETE auch in Endothel- und in Epithelzellen durch oxidativen Stress angeregt. / 5-Oxo-ETE is a highly potent granulocyte chemoattractant that is formed by the NADP+-dependent dehydrogenase 5h-dh by oxidation of the 5-lipoxygenase product 5-HETE. The objective of this study was to investigate underlying regulatory mechanisms of 5-oxo-ETE production in human cells. This matter was addressed from three directions. I. Expression of 5h-dh in HL-60 and U-937 cells and its activity changes during myeloid cell differentiation. Undifferentiated U-937 and HL-60 cells produce similar amounts of 5-oxo-ETE compared to monocytes or neutrophils. Differentiation of U-937 cells with PMA resulted in a 3-fold increase in 5-oxo-ETE production. Similarly, incubation of HL-60 cells with dh-VitD3 induced a 2-fold increase in 5-oxo-ETE production. The impact of PMA on 5h-dh was also investigated in the microsomal fraction of U-937 cells and compared to neutrophil microsomes. PMA treatment leads to a increase of Vmax but does not affect KM. II. Regulation of 5-oxo-ETE by oxidative stress and glucose levels. We found that H2O2 and t-butyl hydroperoxide strongly stimulate 5-oxo-ETE formation by U-937 cells through the GSH redox cycle by providing NADP+. Glucose inhibited the response to H2O2 through its metabolism by the pentose phosphate pathway, which converts NADP+ back to NADPH. 5-Oxo-ETE synthesis was also strongly stimulated by hydroperoxides in blood monocytes, lymphocytes, and platelets, but not neutrophils. Unlike monocytic cells, lymphocytes and platelets were resistant to the inhibitory effects of glucose. 5-Oxo-ETE synthesis following incubation of peripheral blood mononuclear cells with arachidonic acid and calcium ionophore was also strongly enhanced by t-BOOH. III. Expression of 5h-dh in human structural cells. We screened several secondary epithelial cell lines and detected 5h-dh in all cell lines. Epithelial 5h-dh and the inflammatory cell 5h-dh are identical: (i) the enzymatic activity is localized in microsomes, (ii) the cofactor is NADP+, and (iii) 5S-HETE is the preferred substrate. We also found that primary human aortic endothelial cells express 5h-dh. 5-oxo-ETE production by both endothelial and epithelial cells is regulated by oxidative stress in a manner similar to inflammatory cells.