L'objectif de ce travail était l'identification de nouveaux facteurs influençant la capacité des protéines à s'agréger ou ayant un i mpact sur l'agrégation d'autres protéines. Nous avons étudié l'influence des ligands anti-amyloïdes, interactions protéine-protéine et la glycation sur l'agrégation des protéine prion. La protéine prion a activée l'agrégation amyloïde d ans d'autres protéines habituellement stables. La glycation de la protéine prion entraîne une diminution de son amyloïdogénicité. En même temps, cette modification facilite légèrement l'agrégation amorphe de la protéine prion. Dans ce cas, l'effet antiagrégant total de la curcumine et de l'acide 3,4-diméthoxycinnamique a été affaibli, car a près la modification, l'agrégation s'est faite d avantage par la moyen non spécifique. L a présence de bêta-caséine avec une activité semblable à celle du chaperon supprime significative tout type d'agrégation des protéines prions, et combinaison de bêta-caséine et de ligands anti-amyloïdes est une méthode efficace d e suppression complète de l'amylose de la protéine prion. La bêta-caséine glyquée a montré s a capacité à s'agréger par elle-même et à f ormer des agrégats ordonnés fluorescent spécifiques avec un colorant thioflavine T. La présence de protéine prion a grandement facilité l a formation de ces agrégats, au contraire les ligands anti-amyloïdes l'ont supprimé. L'interaction de la protéine prion glyquée et de la b êta-caséine conduit à la formation des agrégats sphériques, que sont enrichis en structures a myloïdes pendant le traitement thermique. Dans ce cas, l’effet antiamyloïde de la curcumine et de l’acide 3,4-diméthoxycinamique disparaît presque complètement. / The main aim of this work was a search of new factors influencing the ability of proteins for aggregation themselves or impact the a ggregation of other proteins. We investigated the i nfluence of anti-amyloid ligands, protein-protein i nteractions and glycation on prion protein a ggregation. The prion protein activated amyloid a ggregation in other usually stable proteins. The glycation of the prion protein causes a decrease in its amyloidogenicity. At the same time, this m odification slightly facilitates the amorphous a ggregation of the prion protein. Also, the total a nti-aggregating effect of curcumin and 3,4- dimethoxycinnamic acid in this case was weakened, since after the modification the a ggregation was done more by non-specific m eans. T he presence of beta-casein with chaperone-like a ctivity significantly suppresses all types of prion protein aggregation, and a combination of beta- casein and anti-amyloid ligands was decided to b e an effective method of total prion protein a myloidosis suppression. The glycated beta- casein showed its ability to aggregate by itself and to form specific fluorescent ordered a ggregates with a thioflavin T dye. The presence of prion protein greatly facilitated the formation of t hese aggregates, unlike the anti-ligands, which i nhibits it. The interaction of glycated prion protein and beta-casein leads to the formation of s pherical aggregates, which are being enriched b y amyloid structures during heat treatment. In this case, the antiamyloid effect of curcumin and 3,4-dimethoxycinamic acid disappears almost completely.

Les séquences riches en guanines, qu’elles soient ADN ou ARN, peuvent former des structures non canoniques à quatre brins appelées quadruplexes de guanines ou G-quadruplexes. Ces structures reposent sur la formation et l’empilement de quartets de guanines ; elles peuvent être trouvées dans de nombreuses régions du génome. Des motifs G-quadruplexes apparaissent fréquemment lors de la sélection d'aptamères par SELEX : on constate un biais dans la proportion de guanines par rapport aux autres nucléotides dans les bases de données regroupant les séquences d'aptamères connus. Nous avons entrepris une analyse systématique, in silico puis in vitro, de motifs aptamères décrits dans la littérature. Nous avons utilisé un algorithme de prédiction actuellement développé au sein du laboratoire dans le but de déterminer quelles sont les séquences susceptibles de former des G-quadruplexes in silico. Afin de vérifier ces prédictions, un test biophysique permettant de cribler rapidement de nombreuses séquences a été mis en place. Nos résultats démontrent que de nombreux aptamères publiés sont susceptibles de se replier en G-quadruplexe. Un autre volet de ce travail concernait la mise en pratique du SELEX avec deux objectifs distincts. Nous avons d'abord effectué une sélection in vitro contre un ligand de G-quadruplexes, afin de préciser quels motifs nucléiques peuvent interagir avec cette molécule. Nous avons réalisé ensuite des expérience de SELEX contre plusieurs G-quadruplexes ADN ou ARN biologiquement pertinents (motif télomérique humain, répétitions minisatellites et séquences présentes dans les UTR de différents ARNm), dans le but d'obtenir des sondes spécifiques de ces conformations. / Guanine-rich DNA or RNA sequences can adopt non-canonical structures composed of four strands called guanines quadruplexes or G-quadruplexes. These structures are made by the formation and stacking of guanine quartets; they can be found in various region of the genome. G-quadruplexes motifs are frequently found during the selection of aptamers by the so-called SELEX method: a bias exists in the proportion of guanines in comparison with other nucleotides in a database gathering together known aptamers sequences. We did an in silico then in vitro systematic analysis of aptameric motifs described in the literature. We used a prediction algorithm currently developed in the laboratory to determine which sequences car form G-quadruplexes in silico. In order to check those predictions, a biophysical test allowing to quickly assay a lot of sequences was set up. Our results demonstrate that a lot of published aptamers are able to fold into G-quadruplexes. Another part of this work is related to the use of the SELEX with two different goals. First of all we did an in vitro selection against a G-quadruplexes ligand, in order to tell exactly which nucleic motifs can interact with this molecule. We then carried out SELEX experiments against several DNA or RNA biologically relevant G-quadruplexes (human telomeric motifs, minisatellite repetitions and sequences from UTR of mRNA), with the aim of getting specific probes for these conformations.

La maladie d'Alzheimer est caractérisée par la présence de dégénérescences neurofibrillaires et l'accumulation de plaques amyloïdes dans le cerveau. Ces plaques contiennent principalement un peptide nommé amyloïde-β (Aβ) sous forme agrégée. Le processus d'agrégation des peptides Aβ en plaques amyloïdes représente une étape clé dans l'apparition de la pathologie, la coordination du cuivre, et également du zinc, favorisant la formation d'espèces agrégées impliquées dans la neurotoxicité. Notre objectif consiste à concevoir des complexes bifonctionnels avec d'une part un analogue de la Thioflavine T (ThT) et d'autre part un complexe de Ru(II), ce travail de thèse s'articule donc selon ces deux axes. I- Nous nous sommes d'abord intéressés à l'interaction entre le peptide Aβ et la Thioflavine T (ThT), fluorophore classiquement utilisé pour étudier l'agrégation du peptide Aβ. Cette interaction a été étudiée principalement par spectroscopie RMN. Les résultats obtenus ont permis d'identifier le site d'interaction de la ThT au peptide Aβ. Par la suite, les effets de la ThT et du Zn(II) sur l'agrégation du peptide Aβ ont été évalués en combinant la RMN et la spectroscopie de fluorescence. A partir des données obtenues, nous avons montré que la ThT et le Zn(II) ne sont pas inertes sur la cinétique d'agrégation du peptide Aβ. Les résultats ont également révélé des différences importantes concernant les informations apportées par la fluorescence et la RMN. II- La coordination du cuivre et du zinc implique principalement les noyaux imidazoles des résidus histidines. Afin d'empêcher la coordination de ces ions métalliques aux peptides Aβ, une stratégie thérapeutique innovante consiste en l'utilisation de complexes platinoïdes comportant des sites labiles et capables de se lier aux résidus histidines du Aβ. En raison de la toxicité des complexes de Pt(II), nous avons envisagé la synthèse de complexes de Ru(II), principalement basés sur le motif fac-Ru(CO)32+. Différents complexes avec des ligands de type glycinate, hydroxyquinolinate et éthylenediamine ont été synthétisés. L'étude de leur interaction avec le peptide Aβ a été réalisée par différentes techniques spectroscopiques (RMN, RPE, fluorescence, spectrométrie de masse). Les résultats obtenus ont montré, en particulier, que les complexes sont capables d'inhiber l'agrégation du peptide Aβ induite par le zinc. / The Alzheimer's disease is characterized by the presence of neurofibrillary tangles and amyloid plaques in the brain. These plaques are formed by aggregated amyloid-β (Aβ) peptide. The Aβ aggregation represents a key event in the appearance of the pathology, copper and zinc coordination favoring the formation of aggregated species involved in the neurotoxicity. Our objective consists in designing bifonctional complexes with, on one hand, a Thioflavine T (ThT) analog and, on the other hand, a Ru(II) complex : this thesis is thus centered around these two axes. I- In this context, we first investigated the interaction between Aβ and ThT, which is a classical dye commonly used to study the aggregation process. This interaction was mainly studied by NMR spectroscopy. Our first results allowed us to identify the interaction site of the ThT with the Aβ peptide. Then, the ThT and Zn(II) effects on the aggregation process were assessed by NMR and fluorescence spectroscopy. From the obtained data, we showed that ThT and Zn (II) are involved in the aggregation kinetic. The results also revealed important differences concerning the information brought by fluorescence and NMR. II- Copper and zinc coordination mainly implies imidazole ring of the histidine residues. In order to prevent the coordination of these metallic ions to Aβ, an innovative therapeutic strategy consists of the use of platinoid complexes containing labile sites which are able to bind the Aβ histidine residues. Because of Pt(II) complexes toxicity, we envisaged the synthesis of Ru(II) complexes, mainly based on fac-Ru(CO)32+ motive. Different complexes with glycinate, hydroxyquinolinate or ethylenediamine ligand were synthesized. The study of their interaction with the Aβ peptide was realized by various spectroscopy techniques (RMN, RPE, fluorescence, mass spectrometry and demonstrated that the complexes are able to prevent the Aβ aggregation induced by zinc.