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

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

Intracellular Ca[superscript 2+] is involved in many biological processes in all cells throughout the organism. In non excitable cells, TRPC proteins located at the plasma membrane are calcium channels involved in calcium entry. TRPC6 is particularly studied since its implication in many pathologies, as FSGS, IPAH and some cancers. Its activation and regulation modes and mechanisms are yet fully understood, in spite of the intense research. The purpose of the present study is to investigate the regulation of TRPC6 by phosphorylation. For this, we used metabolic labeling and videomicroscopy techniques in order to evaluate direct TRPC6 phosphorylation and activity. We hence identified a basal as well as a PKC-dependent phosphorylation on TRPC6. PKC is known to modulate the activity of TRPC1, TRPC3, TRPC4 and TRPC5. Recent studies also showed that TRPC6 is inhibited by PKC. Our first study confirms that activation of PKC leads to TRPC6 activity inhibition. When using GF1, a specific PKC inhibitor, calcium entry in TRPC6-expressing cells is potentiated. We moreover show that TRPC6 is phosphorylated following PKC activation. We identify the serine at position 448 as being phosphorylated and responsible for the PKC-mediated inhibition. The S448A mutant of TRPC6 is no longer phosphorylated nor inhibited by PKC. This first study thus demonstrates that PKC-dependent phosphorylation of serine 448 of TRPC6 mediates channel inhibition. In the second study, we investigate the basal phosphorylation of TRPC6, which was observed in the first study. Mass spectrometry analysis identified serine 814 as being potentially phosphorylated, a fact confirmed by metabolic labeling assays performed on the S814A mutant of TRPC6. We show that the S814A mutation does not affect TRPC6 activity. Even though the S814 is in a consensus CK2 phosphorylation sequence, we also show that CK2 is not involved in the phosphorylation or the regulation of TRPC6. These studies thus led to the identification of two new phosphorylations on TRPC6, serine 448 and 814. We also characterized the mechanism by which PKC regulates TRPC6.

L'apéline est le ligand endogène du récepteur APJ, un membre de la superfamille des récepteurs couplés aux protéines G. Le système apélinergique est apparu comme une cible prometteuse associée à plusieurs processus physiologiques. Notre intérêt s'est porté particulièrement sur les rôles liés au système cardiovasculaire et à la modulation de la douleur. Nous posons l'hypothèse que la synthèse d'analogues de l'apéline-13 nous permettrait d'identifier d'une part des composés plus stables et d'autre part les voies de signalisation impliquées dans la modulation de la douleur, les effets hypotenseurs et cardioprotecteurs de notre cible. Ces outils pharmacologiques contribueront ultimement à concevoir un agent thérapeutique pour le traitement de la douleur chronique et des maladies cardiovasculaires. Les données de relations structure-fonction de l'apéline-13 révèlent la présence de deux pharmacophores distants importants. Le fragment N-terminal Arg[indice supérieur 2]-Pro[indice supérieur 3]-Arg[indice supérieur 4]-Leu[indice supérieur 5] semble primordial pour l'affinité, alors que la Phe[indice supérieur 13] C-terminale serait cruciale pour l'internalisation du récepteur et les effets hypotenseurs. Afin de mieux comprendre les relations structure-fonction de l'apéline-13, nous avons synthétisé près d'une centaine d'analogues linéaires et macrocycliques. Les composés ont été évalués pour leurs capacités à lier APJ, à inhiber la formation d'AMPc, à recruter les β-arrestines et à activer les protéines Gα[indice inférieur i/o]. Une variété de modifications chimiques a été introduite en C-terminal, nous conduisant à la découverte de composés de haute affinité et puissance. Deux analogues, 1Nal[indice supérieur 13] et 2Nal[indice supérieur 13], se sont distingués pour leurs différences d'effets analgésiques dans un modèle in vivo de douleur tonique. Ces derniers présentent une intéressante divergence de sélectivité fonctionnelle suggérant que l'effet analgésique serait associé à un biais favorisant le recrutement des β-arrestines par rapport à l'inhibition de l'accumulation d'AMPc. Un autre volet du projet dédié à l'investigation de la stabilité plasmatique de l'apéline-13 nous a permis d'identifier son profil de dégradation protéolytique in vitro et in vivo. L'évaluation des demi-vies plasmatiques des analogues de l'apéline-13, modifiés à des positions clés, a révélé l'importance de l'acide aminé C-terminal dans la stabilité plasmatique. Enfin, une étude préliminaire de SAR par une approche macrocyclique novatrice du ligand endogène nous a conduit à un composé induisant un effet hypotenseur deux fois supérieur à celui de l'apéline-13. Un autre macrocycle a, quant à lui, démontré une sélectivité fonctionnelle inédite, n'activant pas la voie AMPc mais provoquant le recrutement de la β-arrestine2. Cette classe de molécules, potentiellement plus stables, a un grand potentiel pour nous aider à identifier les voies de signalisation liées aux effets physiologiques d'intérêts, et représente surtout un premier pas vers un futur agent thérapeutique.

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