La formation de ponts disulfure constitue une modification post-traductionnelle des protéines importante pour de nombreux processus physiologiques, jouant un rôle particulier dans le repliement, la catalyse et la régulation de leur activité. Ce travail concerne l'étude des relations structure-fonction d'oxydoréductases de peuplier appartenant à deux familles de la superfamille des thiorédoxines, les glutathion peroxydases (Gpxs) et les protéine disulfure isomérases (PDIs).L'étude biochimique fine de la Gpx5 a permis de montrer que cette peroxydase réduit le peroxynitrite, propriété inconnue pour ce type de Gpx et de détailler plusieurs étapes du mécanisme catalytique (formation de l'acide sulfénique, changement structural entre formes réduites et oxydées, régénération par les Trxs). La dimérisation de la Gpx5 n'est pas requise pour son activité mais pourrait jouer un rôle dans la reconnaissance de certains substrats. Enfin, l'inactivation de la cystéine peroxydatique par suroxydation suggère que les Gpxs pourraient également avoir une fonction dans la signalisation en réponse aux peroxydes.Concernant les PDIs, suite à une analyse phylogénétique détaillée amenant à proposer une nouvelle classification en 9 classes chez les organismes photosynthétiques, la caractérisation biochimique de plusieurs isoformes présentant des organisations modulaires distinctes et appartenant à trois classes de PDIs a été entreprise. Aucune activité enzymatique typique n'a été identifiée pour la PDI-A, alors que les PDI-L1a et -M possèdent à la fois une activité oxydase et réductase. Les deux modules a de la PDI-M catalysent des réactions spécifiques, de réduction ou d'oxydation. / Protein activity and folding can be regulated by post-translational modifications that can impact on their physiological functions. One of these is the formation/reduction of disulfide bridges. The aim of the present work is to study the structure-function relationship of protein members of the thioredoxin superfamily, the protein disulfide isomerases (PDI) and the glutathione peroxidases (Gpx).A precise biochemical study has allowed us to demonstrate that this enzyme is an efficient peroxynitrite scavenger, a new finding for this type of protein and allowed investigating several steps of the Gpx5 catalytic mechanism (i.e. sulfenic acid formation, structural changes between reduce dand oxidized forms, Trx-mediated recycling). We also demonstrate that the dimer form of Gpx5 is not absolutely required for peroxide reduction but probably involved in peroxide specificity. Finally, the capability of the peroxidatic cysteine to be overoxidized brings some new clues in favor of an additional signaling function for Gpx5.Concerning PDIs, a detailed phylogenetic analysis of photosynthetic organisms allowed us to identify 9 classes of PDIs and to propose a new nomenclature that fits all these organisms. The biochemical characterization of isoforms of interest has allowed us to highlight some specificity of PDI-L1a and PDI-M in terms of reduction or oxidation reactions catalyzed. A detailed analysis of PDI-M isoform also indicates that the two Trx modules of this protein show differential oxidation or reduction capacities. We could not detect any activity for PDI-A isoforms, leaving us to wonder whether this enzyme is simply active or possesses highly specific protein partners.

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L'objectif de notre travail a consisté en l'étude des mécanismes enzymatiques impliqués dans la libération de l'oxyde nitrique à partir des S-nitrosothiols (RSNO) et dans leurs effets vasorelaxants. Notre intérêt porte sur deux enzymes : la gamma-glutamyltransférase (GGT) et la protéine disulfure isomérase (PDI) car elles jouent un rôle important dans la dénitrosation des RSNO. Nous avons choisi d'étudier la dénitrosation de deux RSNO : le S-nitrosoglutathion (GSNO), un mononitrosothiol endogène et la S,S'-dinitrosobucillamine (BUC(NO)2), un nouveau dinitrosothiol. Nous avons synthétisé ces RSNO et nous avons vérifié la nature du produit obtenu par une caractérisation physico-chimique complète. Les analyses ont montré que ces RSNO présentent une pureté élevée (>97%) avec un niveau faible d'impuretés permettant leur utilisation dans des expérimentations biologiques. Les effets vasorelaxants des RSNO ainsi que l'implication des enzymes ont été évalués. Nos résultats montrent que la GGT et la PDI sont capables de dénitroser in vitro le GSNO. Le modèle ex vivo d'anneau aortique isolé de rat Wistar nous a permis de démontrer que l'effet vasorelaxant de GSNO (CE50=3,2±0,5.10-7 M) est dépendant de l'endothélium et de l'activité de la GGT et de la PDI. Concernant la BUC(NO)2, ce dinitrosothiol est catabolisé in vitro par la PDI, est un vasorelaxant plus puissant que la plupart des RSNO (CE50=2,2±0,2.10-8 M) et met en jeu l'activité de la PDI vasculaire. Nos travaux ont conduit à une meilleure compréhension des mécanismes enzymatiques impliqués dans les effets vasculaires des RSNO, ce qui permettra d'optimiser le choix de la meilleure RSNO à utiliser dans une finalité thérapeutique / The aim of our work was to evaluate the enzymatic pathways involved in the release of nitric oxide and in the vasorelaxant effect of S-nitrosothiols (RSNO). We were interested in two enzymes: the gamma-glutamyltransferase (GGT) and the protein disulfide isomerase (PDI), because they play an important role in RSNO denitrosation. Two RSNO were studied: S-nitrosoglutathione (GSNO), an endogenous mononitrosothiol, and S,S'-dinitrosobucillamine (BUC(NO)2), a new dinitrosothiol. We synthesized RSNO and we structurally characterized these products. The resulting data are consistent with the expected structure. Our products have a high purity (>97%) and a limited amount of impurities allowing their suitable use in biological experiments. The vasorelaxant effects of RSNO and the involvement of GGT and PDI were evaluated. The results indicate that purified GGT and PDI denitrosate GSNO in vitro. Furthermore, we demonstrated by using an ex vivo model consisting in an aortic ring isolated from Wistar rat that the vasorelaxant effect of GSNO (EC50=3,2±0,5.10-7 M) was dependent on the endothelium and GGT and PDI activities. As concerns BUC(NO)2, this dinitrosothiol catabolized in vitro by PDI, is more potent (EC50=2,2±0,2.10-8 M) than the most of nitrosothiols described in the literature. This vasorelaxation effect was dependent on PDI activity. In conclusion, our data led to a better understanding of the enzymatic mechanisms involved in the vascular effects of RSNO, which will permit, in physiopathological context, to optimize the choice of the best RSNO for use in a therapeutic purpose