Le sujet de cette thèse se situe dans le cadre général des arylations de nucléophiles catalysées par des complexes de métaux de transitions (Cu, Fe) ou réalisées en absence de ces derniers, dans des conditions compétitives et respectueuses de l’environnement. Ces réactions sont d’une importance majeure pour l’industrie chimique. Dans un premier chapitre est tout d’abord décrit un couplage inédit mettant en jeu un sel d’aryldiazonium et un nucléophile azoté (formation de liaison CAr-N). La méthode procède dans des conditions douces via un système catalytique au cuivre peu coûteux et peu toxique. Les produits de couplage obtenus (Ar-NHet) sont d’un intérêt central dans l’industrie pharmaceutique et agrochimique. Dans une deuxième partie nous avons présenté une méthode permettant de réaliser le couplage entre des sels d’aryldiazonium et des dérivés du styrène, à l’aide d’un système t BuOK/DMF. Cette réaction, réalisée pour la première fois en absence de catalyseurs à base de métaux de transition, permet d’accéder, via la formation de liaisons CArsp²-Csp², à des motifs stilbènes variés qui trouvent de nombreuses applications en chimie pharmaceutique. Un deuxième chapitre porte sur l’utilisation de dérivés de l’iode hypervalent permettant la fonctionnalisation de noyaux aromatiques (C-H) ou de dérivés vinyliques (C-H). Une première méthode décrit une réaction de triflimidation directe de composés acétanilides avec une sélectivité exclusive en position para. Deux conditions réactionnelles ont été mises en place pour cette fonctionnalisation. Une première utilise une quantité stœchiométrique de PhI(OAc)2 et une autre utilise une quantité catalytique d’iodotoluène (génération in-situ de l’iode(III)). Cette transformation a conduit à la formation de liaisons CAr-N en présence de bis(trifluorométhane)sulfonimide de lithium (LINTf2) comme nucléophile azoté. Dans une deuxième partie, nous avons montré que l’iodure de bisphosphoranilidène (PNPI), pouvait catalyser la trifluorométhylation vinylique sélective de dérivés du styrène en présence d’un réactif de l’iode hypervalent (l’iode(III)), le réactif de Togni II. Des travaux sont en cours pour tenter de comprendre l’influence positive de l’utilisation de PNPI dans le cas de notre réaction. Un troisième chapitre décrit des résultats préliminaires permettant d’obtenir un rendement honorable (54%) lors du couplage catalysé au fer du 4-iodotoluène avec le phényllithium. Une autre série de test décrit le couplage entre des halogénures d’aryle et des alkyllithium primaires. La méthode semble très efficace, puisque par ailleurs les travaux très récents de la littérature pour des couplages similaires faisant intervenir les mêmes partenaires réactionnels, font appel à des catalyseurs de fer ou de palladium. / This thesis is part of a very general search seek to develop methodologies for environmentally sustainable conversion of small molecules into more valuable substances catalyzed by copper and iron complexes or under metal-free conditions. The work focuses on the functionalization of aromatic rings by C-C or C-N bond formation.In a first chapter, a novel coupling involving an aryldiazonium salt and a nitrogenous nucleophile (CAr-N bond formation) is first described. The method proceeds under mild conditions using a cheap and non-toxic copper catalyst system. The obtained coupling products (Ar-NHet) are of central interest in the pharmaceutical and agrochemical industry. Then in a second part, a method allowing the coupling between aryldiazonium salts and styrene derivatives, using a BuOK / DMF system is presented. This reaction, carried out for the first time in the absence of catalysts based on transition metals, makes it possible to access to various stilbene units which find numerous applications in pharmaceutical chemistry.A second chapter concerns the use of hypervalent iodine derivatives allowing the functionalization of aromatic or vinyl substrates. A first method describes a direct triflimidation reaction of acetanilide compounds with an exclusive selectivity in the para position. Two reactions conditions have been established for this functionalization. One uses a stoichiometric amount of PhI(OAc)2 and another uses a catalytic amount of iodotoluene (in-situ generation of iodine (III)). This transformation resulted in the formation of CAr-N bonds in the presence of lithium bis (trifluoromethane) sulfonimide (LINTf2) as the nitrogen nucleophile. In a second part, we have shown that bisphosphoranilidene iodide (PNPI) can catalyze a selective vinylic trifluoromethylation of styrene derivatives in the presence of a hypervalent iodine reagent (iodine (III)), Togni’s reagent II. Work is under way to try to understand the positive influence of PNPI.A third chapter describes preliminary results of an iron-catalyzed heterocoupling of 4-iodotoluene an phenylithium system allowing the obtention of an honorable yield (54%) during the coupling of 4-iodotoluene with phenyllithium. Another series of tests describes the coupling between aryl halides and primary alkyllithiums. The method seems to be very effective, since very recent work in the literature for similar couplings involving the same reaction partners involves catalysts of iron or palladium.

L’hépatite C est un problème majeur de santé publique qui touche environ 160 millions de personnes dans le monde. L’agent étiologique responsable de cette maladie, le virus de l’hépatite C (HCV), est un petit virus enveloppé dont le génome est codé par un acide ribonucléique (ARN) simple brin de polarité positive. Actuellement, il n’existe aucun vaccin contre ce pathogène et les traitements utilisés sont insatisfaisants du fait de leur spécificité d’action limitée. Ainsi, afin d’établir une thérapie antivirale efficace évitant l’apparition et la sélection de mutants de résistance aux antiviraux, l’utilisation de plusieurs agents antiviraux ciblant directement la particule virale (direct acting antiviral agents ou DAAs) en combinaison est préconisée. C’est pourquoi la découverte de nouveaux DAAs à large spectre d’action ciblant diverses étapes du cycle viral infectieux est indispensable.Au cours de ma thèse, nous avons identifié un nouvel inhibiteur de l’entrée du HCV : l’épigallocatéchine-3-gallate (EGCG). Cette molécule, extraite du thé vert, inhibe l’infection des cellules par le HCV. Plus précisément, en utilisant des particules rétrovirales pseudotypées avec les glycoprotéines d’enveloppe E1 et E2 du HCV, nous avons démontré que cette catéchine naturelle, agit à une étape très précoce de l’entrée virale, indépendamment du génotype. De même, en nous servant du virus produit en culture cellulaire, nous avons montré que cette molécule agit directement sur la particule virale. Puis, par RT-PCR quantitative (quantitative real-time polymerase chain reaction), nous avons confirmé l’inhibition de la liaison du virus à la surface cellulaire, en présence d’EGCG. Par conséquent, nos travaux suggèrent que l’EGCG interagit avec la particule virale, probablement en se liant aux glycoprotéines d’enveloppe virales, bloquant ainsi une étape initiale d’attachement entre le virus et les facteurs cellulaires présents à la surface de l’hépatocyte. Puis, en inhibant la transmission libre du virus, à l’aide, soit d’agarose, soit d’anticorps neutralisants, nous avons démontré que l’EGCG inhibe la transmission du virus de cellule à cellule. Enfin, nous avons montré que l’EGCG élimine le virus présent dans le surnageant de culture cellulaire après quatre passages successifs sur des cellules naïves.La concentration d’EGCG nécessaire pour inhiber la moitié de l’infection virale (IC50) en culture cellulaire est 11 µM. Ainsi, afin d’identifier de nouvelles molécules présentant un mode d’action similaire à celui de l’EGCG et possédant une meilleure activité antivirale, nous avons sélectionnés différentes molécules naturelles et les avons testés pour leur potentiel effet anti-HCV. C’est ainsi que le chlorure de delphinidine, une anthocyanidine, a également été identifié en tant que nouvelle molécule inhibitrice de l’entrée du HCV. De même que l’EGCG, le chlorure de delphinidine cible directement la particule virale à une étape précoce de l’entrée, indépendamment du génotype, probablement en inhibant l’attachement du virus à la surface cellulaire et sans affecter ni l’étape de réplication, ni l’étape d’assemblage/maturation. De plus, le chlorure de delphinidine présente une activité anti-HCV améliorée avec une IC50 de 3 µM.Finalement, au cours de cette thèse, nous avons identifié deux nouvelles molécules naturelles inhibant l’étape d’entrée virale du HCV. Ces molécules pourraient être utilisées comme nouveau traitement en combinaison avec d’autres DAAs et pourraient également servir d’outil afin d’étudier les mécanismes d’entrée du HCV dans l’hépatocyte. / Hepatitis C is a major global health burden with 160 million infected individuals worldwide. This long-term disease, caused by a small positive-strand ribonucleic acid (RNA) enveloped virus, namely hepatitis C virus (HCV) evolves slowly. Nowadays, no vaccine is available and current treatments are unsatisfactory due to their restricted spectrum of action. For this reason, it is suggested that the combination of several drugs will prevent viral resistance and might conduct to an efficient antiviral therapy. Thus, the discovery of new direct acting antiviral agents (DAAs), with a broad spectrum of action, targeting different steps of the virus life cycle is still needed. Here, we identified (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) as a new inhibitor of HCV entry. Epigallocatechin-3-gallate, extracted from green tea, inhibits HCV infection. More precisely, this natural catechin molecule acts at a very early step of entry regardless of the genotype as illustrated with HCV pseudoparticles expressing HCV envelope glycoproteins E1 and E2 assays and cell-cultured HCV assays. Moreover, this molecule inhibits the docking of the virus to the cell surface as showed by the quantification of bound viruses during the attachment step using quantitative real-time polymerase chain reaction. Furthermore, EGCG inhibits viral cell-to-cell transmission as demonstrated by inhibiting cell-free transmission using agarose or neutralizing antibodies assays. Finally, EGCG clears HCV from cell culture supernatants after four passages.The half maximal inhibitory concentration (IC50) of EGCG in cell culture is approximately 11 µM. In order to identify new molecules exhibiting an enhanced anti-HCV activity and displaying similarities from EGCG scaffold, a series of natural compounds were selected and were tested for their anti-HCV activities. Thus, the anthocyanidin delphinidin chloride was identified as another inhibitor of HCV entry. Like EGCG, delphinidin chloride acts directly on the virus at a very early step of entry, regardless of the genotype, probably by inhibiting the docking of the virus to the cell surface without affecting replication or viral assembly/secretion. Finally, with an IC50 of 3 µM, delphinidin chloride displays a more potent anti-HCV activity.Together, these data indicate that EGCG and delphinidin chloride are new interesting anti-HCV molecules that inhibit entry and might be used as a new treatment in combination with other DAAs. Furthermore, these two inhibitors might be novel tools to further dissect the mechanisms of HCV entry into the hepatocyte.

The crystal structure of yeast (Saccharomyces cerevisiae) iso-1- cytochrome c has been determined through molecular replacement techniques, and refined against X-ray diffraction data in the resolution range 6.0-1.23 Å to a crystallographic R-factor of 0.192. The yeast iso-1-cytochrome c molecule has the typical cytochrome c fold, with the polypeptide chain organized into five α-helices and a series of loops which serve to enclose almost completely the heme prosthetic group within a hydrophobic pocket Comparison of the structures of yeast iso-1-, tuna and rice cytochromes c shows that the polypeptide backbone fold, intramolecular hydrogen bonding, conformation of side chains and particularly packing within the heme crevice of protein groups against the heme moiety are very similar in the three proteins. Significant structural differences among the three cytochromes c can be explained by differences in amino acid sequence. X-ray crystallographic techniques have also been used to study the effect of single-site amino acid substitutions at Phe82 and at Arg38 in iso-1-cytochrome c. The structures of the various variant iso-1-cytochromes c have been determined at nominal resolutions in the range 2.8 to 1.76 Å. Conspicuous structural perturbations in the neighborhood of the substituted side chain are evident in all of the variant proteins. In wild-type iso-1-cytochrome c, the phenyl ring of Phe82 is positioned adjacent and approximately parallel to the heme group, and occupies a non-polar cavity within the heme crevice. In the Ser82 variant, a channel extending from the surface of the molecule down into the heme crevice is created. In the Gly82 variant, the polypeptide backbone has refolded into the space formerly occupied by the phenyl ring of Phe82. Steric conflicts prevent both the phenolic ring of Tyr82 and the side chain of Ile82 from being completely accommodated within the pocket normally occupied by a phenyl ring. Substitution of alanine at position 38 causes a slight reorganization of the hydrogen bonding network in which Arg38 normally participates, and also exposes to external solvent a normally buried propionic acid group of the heme. The altered functional properties of the position 82 variant proteins have been interpreted with respect to the observed structural perturbations. The drop in reduction potential, most notably for the Ser82 and Gly82 variants, can be explained by the elevated heme environment polarity arising from the increased access of solvent or polar protein groups to the heme pocket The reduced stability of the heme crevice, as indicated by lowered pKa's for alkaline isomerization, is likely due to the disruption of stabilizing packing forces formed by the Phe82 phenyl ring within its hydrophobic cavity. The lowered activity, in comparison to the wild-type protein and the Tyr82 variant, for electron transfer with Zn+-cytochrome c peroxidase is attributed to the loss of an aromatic group positioned adjacent to the heme group. The altered surface topography of the variant proteins (particularly the Gly82, Tyr82 and Ile82 variants) may further hinder productive complex formation between cytochrome c and its redox partners. These results suggest that the invariant Phe82 contributes in at least three ways to the proper functioning of cytochrome c. It has an important structural role in maintaining the integrity of the heme crevice and in establishing the appropriate heme environment The phenyl ring of Phe82 may also be required for efficient movement of an electron to and from the heme of cytochrome c. Finally, Phe82 may have a role in forming intermolecular interactions with enzymic redox partners of cytochrome c. / Medicine, Faculty of / Biochemistry and Molecular Biology, Department of / Graduate

Background: C. difficile is one of the primary infectious causes of morbidity and mortality in Canada. Colonized patients can pose a risk to others as a factor in the transmission and development of hospital-associated C. difficile infections. Despite immense efforts and resources invested in the reduction in C. difficile transmission within Canada and Hamilton Health Sciences – further reduction in these rates are unlikely, and novel screening strategies are imperative in this field of study. Methods: This project was a retrospective cohort study of adult in-patients admitted to either The Juravinski, Hamilton General, or St. Joseph’s Healthcare Hamilton Hospitals from January to April 2018 and September 2018 to August 2019. MSRA/VRE swabs were collected during admission or through universal point prevalence screening and subsequently tested for colonization. Results: From the 1056 patients in the data sample, 72 were colonized with asymptomatic C. difficile resulting in a prevalence rate of 6.81%. In-patient point prevalence screening strategies identified more carriers than admission swabs alone (p < 0.001). Risk factors for colonization on admission were being female (OR 2.66, 95% CI 1.02-8.33) and previous CDI (OR 4.76, 95% CI 1.49 – 13.86). During hospitalization, risk factors for colonization were previous CDI (OR 4.75 95% CI 2.14-9.94) and recent hospitalization within the last 12 months (OR 2.35, 95% CI 1.30-4.42). The multi-level Cox PH model identified those with a recent hospitalization (OR 2.21, 95% CI 1.32 – 3.73) and those with previous CDI (OR 2.40, 1.34 – 4.30) were twice as likely to develop asymptomatic C. difficile colonization throughout hospitalization. Conclusion: The addition of universal point prevalence screening in addition to admission screening helped identify more than double the amount of carriers in the population. Moreover, a previous hospitalization, previous CDI, and being female may indicate patients at the highest risk of colonization. / Thesis / Master of Science (MSc) / C. difficile infection (CDI) is a severe infectious disease. Patients with asymptomatic C. difficile present a risk to others as they can contribute to the spread and development of hospital-associated CDI. We are currently unsure of the proportion of adult in-patients colonized with asymptomatic C. difficile. Identifying these carriers early on in their hospital stay is imperative to reduce CDI rates in health care settings. Our study objectives were to determine the best screening strategies to identify asymptomatic carriers, identify risk factors for carriage, and understand the transition from asymptomatic C. difficile to symptomatic CDI. We demonstrated that being female, being recently hospitalized or previously having CDI may increase a patient's risk of being an asymptomatic carrier. Also, timely screening throughout a hospital stay in addition to admission screening helped identify more colonized in-patients. Lastly, we determined that 1 in 5 carriers would go on to develop symptomatic CDI infection.

Typescript, etc. / Digitized by Kansas State University Libraries

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RESUME Le proto-oncogène c-myc code pour un facteur de transcription qui est impliqué dans de multiples processus cellulaires tels que la prolifération, la différenciation et l’apoptose. Une dérégulation de son expression suite à des altérations génétiques (mutation, translocation, amplification) est retrouvée dans plusieurs tumeurs telles que le lymphome de Burkitt, des plasmacytomes murins ainsi que des tumeurs non-lymphoïdes. c-myc est un gène dont l’expression est régulée à différents niveaux. Chez l’homme, le gène c-myc est transcrit à partir de quatre promoteurs alternatifs appelés respectivement P0, P1, P2 et P3. P1 et P2 sont les deux promoteurs les plus utilisés. Ensemble, ils permettent de former 90% des transcrits c-myc dans des cellules normales. Les promoteurs P0, P1 et P2 permettent la transcription de trois ARNms qui comportent deux codons d’initiation de la traduction (un CUG et un AUG). L’utilisation alternative de ces deux codons d’initiation est à l’origine de la synthèse de deux protéines (c-Myc 1 et c-Myc 2) ayant à la fois des fonctions identiques et distinctes. La grande taille des parties 5’ non-traduites ainsi que la présence dans celles-ci de phases ouvertes de lecture sont des éléments défavorables à la traduction de l’ORF codant pour les protéines Myc par un mécanisme classique d’initiation de la traduction. Notre laboratoire avait précisément montré que les protéines c-Myc sont synthétisées par un processus d’initiation interne de la traduction. Les ARNms dont l’initiation de la traduction s’effectue par entrée interne des ribosomes présentent une structure spécifique appelée IRES (Internal Ribosome Entry Site). Cette structure permet la fixation du ribosome directement à proximité du codon d’initiation. Dans le cas des ARNms c-myc, on retrouve une IRES se situant en amont des codons CUG et AUG qui permet la synthèse des protéines c-Myc1 et 2 respectivement. Un tel mécanisme permet la synthèse des protéines c-Myc dans des conditions où toute traduction dépendante de la coiffe est inhibée (mitose, apoptose). Au cours de mon travail, tout d’abord j’ai montré qu’une séquence de 40 nt dans les transcrits P2 permet à elle seule une initiation interne efficace de la traduction. Nous avons déterminé aussi que cette séquence, appelée B4, est active dans quatre types cellulaires différents avec une efficacité variable et qu’elle active la traduction indépendamment de l’ORF placée en aval. D’autre part, il a été déterminé que la séquence B4 recrute le complexe de préinitiation 43S, qui ensuite scanne le messager jusqu’aux codons initiateurs comme c’est le cas de l’IRES du rhinovirus. Une analyse plus détaillée de la séquence B4 a permis d’identifier trois plus petites séquences de plus ou moins 14 nt (Ti1, Boucle, Ti2), qui indépendamment l’une de l’autre permettent une entrée interne des ribosomes. Il a été déterminé que la présence du motif A-N6-AC dans la séquence de Ti2 était importante pour l’activité IRES de celle-ci. Cependant, ce même motif également présent dans la séquence Ti1 n’est pas essentiel à l’activité IRES de Ti1. Par la suite, nous avons démontré que l’IRES de c-myc nécessite pour son activité un évènement nucléaire. Nous avons donc entrepris la recherche de facteurs cellulaires impliqués dans l’activité de l’IRES de c-myc. Dans un premier temps, nous avons exclu le rôle de certaines protéines connues pour activer d’autres IRES dont le mécanisme de recrutement du complexe de préinitiation est similaire. Ainsi, nous avons montré, par des expériences de complémentation d’un RRL, que les protéines PTB et unr connues pour activer l’IRES du rhinovirus ne contribuent pas à l’activité de l’IRES de c-myc. De plus, la complémentation de RRL avec des extraits S10 ou nucléaires de cellules HeLa n’a pas permis d’identifier des protéines impliquées dans l’activité IRES de c-myc. D’autre part, des méthodes alternatives d’interaction d’ARN et de protéine comme le triple hybride ou la chromatographie d’affinité d’ARN n’a pas permis dans un premier temps de détecter une interaction entre un facteur non canonique et l’IRES de c-myc. Dès lors, l’existence de facteurs cellulaires impliqués dans l’activité de l’IRES de c-myc reste à déterminer.

Thirteen healthy adult males, ages 20-40, consuming self selected diets, were given instructions to take one 500 mg tablet of ascorbic acid three times a day with their meals for a period of ten weeks. The effect of this daily supplementation on copper status was investigated. An estimation made from a three day diet record kept by each subject indicated their dietary copper intake to be 1.92 mg per day. Determination of serum ceruloplasmin and serum copper done on the first day of the ascorbic acid supplementation period showed that the subjects fell within accepted ranges of normal. All further determinations of these parameters during the experimental period were compared to initial values so that each subject served as his own control. At week seven the high ascorbic acid intake significantly decreased ceruloplasmin by 26 percent. At the end of the ten week ascorbic acid supplementation period, serum ceruloplasmin activity was significantly lowered by 20 percent. The slight increase over week seven was attributed to a drop in compliance to taking the ascorbic acid tablets. Serum copper levels were not significantly affected during the 10 week experimental period although a consistent decrease was observed. Two weeks after acerbic acid was terminated serum ceruloplasmin activity increased but was not significantly different from week ten values. However, when compared to week seven values, a significant increase of 14 percent was observed. Serum copper levels measured two weeks after ascorbic acid supplementation was terminated significantly increased 14 percent over week ten values. The results of this human volunteer study indicate that taking a megadose of ascorbic acid for ten weeks will significantly decrease serum ceruloplasmin activity much like that observed in laboratory animal studies. Based on this finding, one may question the safety of prolonged self-dosage of high amounts of ascorbic acid by adults as encouraged by the popular press. / Graduation date: 1982

A high performance liquid chromatography (HPLC) procedure using a LiChrosorb-NH₂ column and a eluant buffer of 75:25 (v/v) of acetonitrile:0.05 M KH₂P0₄, pH 5.95, was developed for the successful separation and determination of ascorbic and erythorbic acids in selected food samples. Application of the method, which is sensitive, rapid and simple, for the analysis of ascorbic and erythorbic acids in frozen apples, potato products, fruit and vegetable concentrated juices, frozen juices, natural and artificial flavor drink mixes, and Hi-C drinks gave satisfactory results. Dehydroascorbic and dehydroerythorbic acids in these samples could also be determined after reduction with dithiothreitol. It was verified by HPLC that the presence of erythorbic acid affected the determination of ascorbic acid levels by the spectrophotometric method by causing elevated absorbance readings and hence, abnormally high values. Erythorbic acid seriously affects the true determination of ascorbic acid contents in food samples by the spectrophotometric method. The use of HPLC is recommended for the routine analysis of ascorbic acid of those samples containing both ascorbic and erythorbic acids. / Graduation date: 1986

The catalytic interaction of potassium salts in the reaction of carbon with oxygen and carbon dioxide has been studied with the aim of elucidating the mechanism of the reaction. In order to achieve this the approach used has been to utilise a wide variety of physical techniques in order to identify the active species. These range from bulk in-situ techniques like X-ray diffraction and thermogravimetric analysis to surface sensitive techniques like photoelectron spectroscopy and scanning electron microscopy. Experimental apparatus was also developed that enabled thermogravimetric analysis of samples to be carried out with mass spectra analysis of gaseous products formed. These techniques enabled the behaviour of K<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB> with and without the presence of carbon to be characterised over a wide range of temperatures and under inert and reactive atmospheres. This showed that at room temperature K<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB> would readily react with the atmosphere to form hydrated carbonate as well as KHCO<SUB>3</SUB> however upon heating to above 100<SUP>o</SUP>C these phases would decompose to leave K<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB>. This phase remained upto 600<SUP>o</SUP>C where decomposition started. The decomposition products evaporated from the solids as CO<SUB>2</SUB> and K<SUB>2</SUB>O or K. The presence of K<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB> enhanced the reaction of graphite with O<SUB>2</SUB> and CO<SUB>2</SUB>. C<SUB>8</SUB>K and residually intercalated C<SUB>8</SUB>K were used as model compounds to aid the identification of the active potassium species present during gasification. This showed K intercalates and K metal to be unstable under gasification conditions and therefore played no role in the mechanism of catalytic gasification. Photoelectron spectroscopy identified C-O-K and carbon oxides to be the predominant surface species present during gasification, while scanning electron microscopy revealed that in general graphite gasification occurred along the prismatic plane, however gasification on the basal plane took place if a fine disperson of catalyst occurred in the graphite surface.