Th. doct.--faculté de mathématiques et de sciences naturelles--Åbo akademi university, 2002. / Bibliogr. p. 64-84.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 109-112. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse doctorat : Biochimie : Villeurbanne, INSA : 2004. / En annexe, 2 articles. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 162-183.

Thèse--Méd.--Reims, 1976. N°: N° 61. / Bibliogr.

Les phospholipides jouent un rôle essentiel dans la signalisation cellulaire. Dans les plaquettes sanguines, ils sont nécessaires à la mise en oeuvre des mécanismes d'activation au cours desquels ils sont hydrolysés. La pérennité de la fonction plaquettaire implique donc un apport permanent de phospholipides. Dans le présent travail, nous avons étudié la possibilité que cet apport pouvait résulter d'un transfert de phospholipides des lipoprotéines de très basse densité (VLDL) aux plaquettes. <br />Dans un premier temps, nous avons montré que ce transfert est stimulé in vitro par l'activation plaquettaire ainsi que par la lipolyse des VLDL induite par la lipoprotéine lipase. Ensuite, nous avons rapporté, grâce à une série expérimentale impliquant divers inhibiteurs métaboliques, que le transfert des PL aux plaquettes dépendait de l'activité de la phospholipase A2 cytosolique. <br />Enfin, nous avons analysé les anomalies de ce transfert dans le diabète de type 2, et montré l'incidence qu'elles pouvaient avoir sur l'hyperactivation plaquettaire caractéristique de cette pathologie.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. [149]-168. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Le babeurre est le co-produit issu du barattage de la crème en beurre. Puisque la consommation de beurre est en constante hausse au Québec et au Canada, d'importantes quantités de babeurre, qui est produit dans les mêmes proportions massiques que le beurre, sont à valoriser. Bien que le babeurre partage une composition similaire à celle du lait écrémé, ses caractéristiques limitent son utilisation sur le plan technologique. En effet, en dehors de son pouvoir émulsifiant, ses propriétés techno-fonctionnelles sont souvent moins bonnes que celles du lait écrémé. Ces différences sont entre autres attribuées aux fragments de la membrane du globule de gras du lait (MGGL) qui sont relargués dans le babeurre lors du barattage de la crème. La MGGL possède toutefois plusieurs composés à hautes valeurs ajoutées, telles que les phospholipides (PL) et des protéines membranaires, possédant des propriétés nutritionnelles et santé. Ainsi, la séparation de la MGGL du babeurre permettrait de produire deux fractions, d'une part, une fraction délipidée pouvant être utilisée comme un lait écrémé, et d'autre part, une fraction lipidique riche en phospholipides de la MGGL utilisable comme composé bioactif. En revanche, la séparation des composants du babeurre demeure un défi important, particulièrement au niveau industriel. Cette étude porte donc sur la mise en place d'une technique de séparation des composants du babeurre en utilisant leur affinité pour un adsorbant, l'hydroxyapatite (HA). Dans le cadre de cette thèse, une première étude a été menée afin de déterminer s'il était possible d'adsorber les fragments de MGGL issus du babeurre de crème pasteurisée et de crème non-pasteurisée sur des HA. Cette étude a ainsi pu prouver que les deux types de MGGL pouvaient interagir avec les HA, avec la MGGL issue de babeurre de crème pasteurisée montrant une plus grande affinité pour les HA que la MGGL de crème crue. De plus, les protéines de la MGGL avaient tendance à s'adsorber à la surface des HA tandis que les PL migrent progressivement à l'interne des HA. Cependant, ils se sont adsorbés dans les mêmes proportions et à la même vitesse, démontrant que les fragments de la MGGL se sont initialement fixés dans leur entièreté. Puis, une agrégation des HA a été observée, permettant de penser que les fragments de MGGL s'adsorbaient en multicouches à la surface des HA. Cette agrégation a formé des espaces inter particulaires dans lesquels des fragments de MGGL supplémentaires ont pu s'intercaler. Cette première partie a donc permis de vérifier que les MGGL, composées de protéines et de PL, peuvent interagir avec les HA et s'y adsorber. De plus, aucune différence de proportion ou de vitesse d'adsorption n'a été constatée entre les PL et les protéines de la MGGL, mais uniquement sur leur localisation d'adsorption au sein des HA. Dans une seconde étude, l'affinité des principales protéines du babeurre, telles que les micelles de caséines (MC), l'α-lactalbumine (α-lac) et la β-lactoglobuline (β-lg) ainsi que de la MGGL a été déterminée individuellement en fonction de changements de paramètre de l'environnement physicochimique (pH, force ionique et température). Il a pu être constaté que la MC possédait la plus grande affinité pour les HA, suivi de l'α-lac et de la β-lg, qui possédaient une affinité semblable pour les HA, et de la MGGL. Ensuite, une étude de l'influence des paramètres physicochimiques sur l'adsorption de chacun de ces composants du babeurre sur la HA a été réalisée. Il a été observé que les changements de pH, de la force ionique et de la température impactaient l'adsorption des MC uniquement. En effet, la MGGL et la β-lg se fixaient totalement, quels que soient les paramètres utilisés, et l'α-lac s'adsorbait à 90% indépendamment des conditions étudiées. La troisième étude visait à valider ces observations obtenues pour chaque composé individuel, mais cette fois-ci en les examinant dans un mélange modèle. Cette fois-ci les modifications des paramètres physicochimiques ont influencé l'adsorption de chaque composé étudié en mélange, entraînant une adsorption prédominante de la MC (90%) et une adsorption minoritaire des protéines du lactosérum (11% de α-lac et 37% de β-lg) et de la MGGL (7%). Il a alors été envisagé de fixer la MC via les HA, permettant ainsi de séparer ultérieurement la MGGL du reste des protéines du babeurre, en exploitant leurs différences de solubilité en fonction du pH. En ajustant les paramètres physicochimiques déterminés sur le mélange modèle, il a été possible de récupérer 90% de la MC présente dans une solution diluée de babeurre par adsorption avec des HA. La MGGL a été ensuite séparée des protéines du lactosérum non-adsorbées aux HA par précipitation sélective. En effet, l'ajustement du pH à environ 4.0, a entraîné la précipitation complète de la MGGL par rapport aux protéines du lactosérum qui sont demeurées majoritairement solubles. Seulement 30% de la β-lg a été co-précipitée avec la MGGL, probablement dû à leur interaction avec la MGGL durant le traitement thermique de pasteurisation de la crème. Ainsi, la majorité de la β-lg (70%) et de l'α-lac (100%), cette dernière étant plus stable thermiquement, ont été récupérée dans la phase soluble. Finalement, cette séquence de procédés (HA et précipitation sélective) a permis d'obtenir trois fractions à partir du babeurre dilué, l'une enrichie en MC, l'autre en MGGL et une dernière en protéines du lactosérum et le reste des composants du babeurre (lactose et minéraux). Cette thèse a apporté de nouvelles connaissances sur l'utilisation des HA pour la séparation des composants protéiques et de la MGGL du babeurre et l'influence de paramètres physicochimiques sur leurs interactions. Les connaissances acquises sur le comportement des protéines du babeurre et de la MGGL avec les particules d'HA combiné à la précipitation sélective de la MGGL ont conduit au développement d'une technique de fractionnement des composants du babeurre, permettant de générer une fraction enrichie en caséines (CN), une autre en protéines du lactosérum, et une fraction de MGGL. Finalement, deux problématiques identifiées dans la littérature ont pu être résolues. La première consistait à parvenir à isoler la MGGL des autres composants du babeurre afin de valoriser ces deux fractions distinctes, à savoir la MGGL et le babeurre délipidé. Le second défi résidait dans la séparation de la MGGL des protéines du lactosérum. Ces nouvelles connaissances permettent d'envisager d'autres applications possibles à partir de la fixation de protéines et PL via les HA pour d'autres fluides laitiers, mais aussi l'utilisation de la précipitation sélective par ajustement du pH pour séparer la MGGL des protéines du lactosérum. / Buttermilk is the co-product obtained from churning cream into butter. As butter consumption continues to rise in Quebec and Canada, significant quantities of buttermilk, produced in the same mass ratios as butter, need to be valorized. Although buttermilk shares a similar composition to skim milk, its technological use is limited due to certain characteristics. Apart from its emulsifying power, its techno-functional properties are often inferior to skim milk. These differences are attributed, among other factors, to the release of milk fat globule membrane (MFGM) fragments into buttermilk during cream churning. However, MFGM contains several high-value compounds, such as phospholipids and membrane proteins, possessing nutritional and health properties. Thus, separating MFGM from buttermilk could yield two fractions: a delipidated fraction usable as skim milk and a lipid-rich fraction containing MFGM phospholipids usable as a bioactive compound. However, separating buttermilk components remains a significant challenge, especially on an industrial scale. This study focuses on implementing a technique for separating buttermilk components using their affinity for an adsorbent, hydroxyapatite (HA). As part of this thesis, an initial study was conducted to determine if it was possible to adsorb MFGM fragments from pasteurized and non-pasteurized cream buttermilk onto HA. This study confirmed that both types of MFGM could interact with HA, with MFGM from pasteurized cream buttermilk showing greater affinity for HA than MFGM from raw cream. Moreover, MFGM proteins tended to adsorb onto the surface of HA, while phospholipids (PL) adsorbed internally. However, they adsorbed in equal proportions and at the same rate, indicating complete adsorption of MFGM fragments initially. Subsequently, aggregation of HA was observed during MFGM adsorption, suggesting that MFGM fragments adsorbed in multilayers on HA surfaces. This aggregation created interparticle spaces where additional MFGM fragments could intercalate. This first part verified that MFGM, composed of proteins and PL, could interact with and adsorb onto HA. Furthermore, no proportion or adsorption rate differences were observed between PL and MFGM proteins, only in their adsorption location within HA. In a second study, the affinities of major buttermilk proteins, such as caseins (CN), α-lac (α-lac), and β-lg (β-lg), and MFGM fragments for HA were individually determined under physicochemical parameters changes (pH, ionic strength, and temperature). It was found that caseins exhibited the highest affinity for HA, followed by α-lac and β-lg, which had similar affinities for HA, and then MFGM. Subsequently, a study on the influence of physicochemical parameters on the adsorption of each buttermilk component onto HA was conducted. Changes in pH, ionic strength, and temperature only affected casein (CN) adsorption. Specifically, MFGM and β-lg adsorbed completely regardless of the parameters, while α-lac adsorbed at 90%, irrespective of the studied conditions. The third study aimed to validate these observations for each component but in a model mixture. This time, changes in physicochemical parameters influenced the adsorption of each component in the mix, resulting in the predominant adsorption of CN (90%) and minor adsorption of whey proteins (11% α-lac and 37% β-lg) and MFGM (7%). It was then proposed to fix the CN via HA, allowing subsequent separation of MFGM from the remaining whey proteins based on their solubility differences at varying pH levels. By adjusting the physicochemical parameters determined in the model mixture, it was possible to recover 90% of the CN in a diluted buttermilk solution through HA adsorption. Subsequently, MFGM was separated from the unadsorbed whey proteins by selective precipitation. Adjusting the pH to approximately 4.0 led to complete MFGM precipitation compared to whey proteins, which remained mostly soluble. Only 30% of β-lg was co-precipitated, attributed to its interaction with MFGM following cream pasteurization. Thus, the majority of β-lg (70%) and α-lac (100%), being more thermally stable, were entirely recovered in the soluble phase. Ultimately, this sequence of processes (HA and selective precipitation) yielded three fractions from diluted buttermilk: one enriched in CN, another in MFGM, and a third in whey proteins and the remaining buttermilk components (lactose and minerals). This thesis project has contributed new insights into the HA-based separation of buttermilk components and the influence of physicochemical parameter changes on their interactions. The knowledge gained regarding the behavior of buttermilk proteins and MFGM with HA particles, combined with selective precipitation of MFGM, has led to the development of a novel and straightforward technique for fractionating buttermilk components, generating fractions enriched in CN, whey proteins, and notably MFGM. This has addressed two identified challenges in the literature: isolating MFGM from other buttermilk components to valorize these distinct fractions (MFGM and delipidated buttermilk), and separating MFGM from whey proteins. These new insights suggest potential applications for fixing proteins and PL via HA for other dairy fluids, as well as using selective precipitation by pH adjustment to separate MFGM from whey proteins.

Les acides gras (AG) polyinsaturés, tels que l’acide arachidonique (AA), sont précurseurs de médiateurs lipidiques impliqués dans nombreux processus biologiques, mais aussi dans la progression de certaines maladies inflammatoires et cancers. La biodisponibilité de ces AG dépend des mécanismes de remodelage qui contrôlent leur incorporation et redistribution dans les glycérophospholipides (GPL) ainsi que leur libération. L’inhibition de la transacylase CoA-indépendante (CoA-IT) a démontré le potentiel du remodelage de l’AA comme cible thérapeutique contre les maladies inflammatoires et prolifératives. Boilard et Surette ont démontré que l’activité de la CoA-IT est induite chez les lymphocytes T humains en prolifération et que son inhibition induit l’apoptose chez ces cellules, mais pas chez celles au repos. Par contre, peu était connu sur les changements dans la composition en AG des GPL suite à l’induction de la prolifération des lymphocytes T et encore moins sur l’identité des enzymes impliquées. Lors de cette thèse, nous avons premièrement mesuré la composition en AG des GPL chez les lymphocytes T primaires humains au repos et en prolifération, ainsi que chez la lignée lymphocytaire Jurkat. La prolifération des lymphocytes T induit des modifications majeures dans la distribution des AG contenus dans les GPL et les Jurkat ressemble beaucoup plus aux lymphocytes T en prolifération que ceux au repos. Au niveau du contenu en AG des GPL, la plupart des AG ont subi une augmentation significative suite à l’induction de la prolifération, mais ce sont les AG mono-insaturés qui ont subi l’augmentation la plus significative. Contrairement aux autres AG, la masse de l’AA dans les GPL n’a pas été affectée suite à l’induction de la prolifération, mais l’AA a subi une importante redistribution dans les différents GPL. Cette redistribution est non seulement associée à l’induction de l’activité CoA-IT, mais aussi à une importante induction de l’incorporation de l’AA. Nous avons aussi démontré que les cellules T en prolifération et les cellules Jurkat ont une grande capacité d’élongation et de désaturation des AG polyinsaturés de 18 et 20 carbones comparativement aux cellules T au repos. Afin d’expliquer ces changements, nous avons mesuré l’expression de plusieurs enzymes potentiellement impliquées dans la biosynthèse des AG ainsi que dans le remodelage des AG polyinsaturés dans les GPL chez les cellules T au repos et en prolifération. Nous avons démontré une induction de l’expression de l’acide gras synthase (FASN), de la stéaroyl-CoA desaturase-1 (SCD1), des désaturases 1 et 2 (FADS1 et FADS2), de l’élongase 5 (ELOVL5) ainsi que plusieurs acyl-CoA-synthétases (ACS), lysophospholipid acyltransférases (LPLAT) et phospholipases A2 (PLA2) chez les cellules T en prolifération comparativement au cellules T au repos. Il est connu que la SCD1 est nécessaire pour la prolifération de plusieurs carcinomes. L’atténuation de la SCD1 chez la lignée Jurkat affecte la désaturation de l’acide palmitique (16:0 vers 16:1 n-7), mais ne semble pas affecter la désaturation de l’acide stéarique (18:0 vers 18:1 n-9) ni la prolifération cellulaire. La stéaroyl-CoA désaturase-5 (SCD5) pourrait être un élément compensateur responsable du maintien de l’acide oléique (18:1n-9) cellulaire et de la prolifération. Nous avons aussi démontré que l’atténuation de l’ELOVL5 chez les cellules T en prolifération et les cellules Jurkat modifie significativement le profil des AG mono-insaturés et polyinsaturés, et bloque efficacement l’élongation des AG polyinsaturés de 18 et 20 carbones, mais n’a eu aucun effet sur la survie et la prolifération. Pour ce qui est des enzymes potentiellement impliquées dans le remodelage de l’AA, leur implication reste à être élucidée et l’identité de la CoA-IT n’est pas encore connue. Nous avons aussi démontré que l’utilisation d’un analogue de l’AA, l’AA-alcyne, comme outil pour étudier le remodelage de l’AA et la production de médiateurs lipidiques nécessite la prise de certaines précautions, car les enzymes cellulaires ne l’utilisent pas exactement comme l’AA. Nous avons aussi publié une revue discutant des études récentes sur le contrôle de la biodisponibilité des AG polyinsaturés pour la production de médiateurs lipidiques ainsi que les aspects de ce métabolisme qui sont encore inconnus. Une meilleure compréhension du contrôle de la distribution des AG polyinsaturés dans les GPL et de leurs biodisponibilités pourrait mener à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques contre les maladies inflammatoires et prolifératives. / Polyunsaturated fatty acids (PUFA), such as arachidonic acid (AA), are precursors of bioactive lipid mediators involved in several biological processes, but also in the progression of certain inflammatory diseases and cancers. The availability of these fatty acids (FA) depends on the remodeling mechanisms that control their incorporation and redistribution in glycerophospholipids (GPL) as well as their release. Inhibition of CoA-independent transacylase activity (CoA-IT) has demonstrated the potential for the remodeling of AA as a therapeutic target against inflammatory and proliferative diseases. Boilard and Surette demonstrated that CoA-IT activity is induced in proliferating human T lymphocytes and that its inhibition only induces apoptosis in proliferating T cells and not in resting cells. On the other hand, little was known about the changes in the FA composition of the GPL following the induction of the proliferation of the T lymphocytes and still less on the identity of the enzymes involved. In this thesis, we first measured GPL FA composition in resting and proliferating human primary T lymphocytes as well as in the Jurkat lymphocyte cell line. The activation of the T cells proliferation induces major changes in the FA profile contained in the GPL and the Jurkat line resembles much more proliferating T lymphocytes than resting T cells. At the level of the FA content of the GPL, the mass of most FA has increased significantly following the induction of proliferation, but the monounsaturated FA has the most significant increase. Unlike other FA, the total mass of AA in cellular GPL was not affected by T-cell proliferation induction, but the AA was significantly redistributed in the different classes and subclasses of GPL. This redistribution is not only associated with the induction of CoA-IT activity, but also a significant induction of the incorporation of AA in GPL. We have also demonstrated that proliferating T cells and Jurkat cells have a very high capacity for elongation and desaturation of PUFA omega-3 and omega-6 of 18 and 20 carbons compared to resting cells. To explain these observations, we measured the expression of several enzymes potentially involved in the biosynthesis of FA and in the GPL remodeling in resting and proliferating T cells. We have demonstrated an induction of the fatty acid synthase (FASN), the stearoyl- CoA desaturase-1 (SCD1), the fatty acid desaturases 1 and 2 (FADS1 and FADS2), the fatty acid elongase 5 (ELOVL5) as well as several acyl-CoA synthetases (ACS), lysophospholipid acyltransferases (LPLAT) and phospholipases A2 (PLA2) expression in proliferating T cells compared to resting T cells. Many carcinoma cells require the stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD1) to proliferate. The knockdown of SCD1 in Jurkat cell line affects the desaturation of palmitic acid (16:0 to 16:1 n-7), but does not appear to affect the desaturation of stearic acid (18:0 to 18:1 n-9) and cell proliferation. The stearoyl-CoA desaturase-5 (SCD5) could be a compensating element responsible for maintaining cellular oleic acid (18:1 n-9) and proliferation capacity. We also demonstrated that the ELVOL5 knockdown in proliferating T cells and Jurkat cells significantly altered the profile of monounsaturated and polyunsaturated FA and effectively blocks the elongation of 18 and 20 carbon PUFA, but had no effect on survival and proliferation. For the enzymes potentially involved in the remodeling of AA, their involvement remains to be elucidated and the identity of the CoAIT is not yet known. We have also demonstrated that the use of an AA analogue, AA-alkyne, as a research tools to study the remodeling of AA and the production of lipid mediators requires certain precautions because it is not used by cellular enzymes exactly like AA. We also published a review discussing recent studies on the control of the availability of PUFA to produce lipid mediators in inflammatory cells as well as aspects that remain unknown. A better understanding of the control of the distribution of PUFA in GPL and their availabilities could lead to the discovery of new therapeutic targets for the treatment of inflammatory and proliferative diseases.

La polarité cellulaire, organisation asymétrique du matériel cellulaire dans l'espace et le temps, est fréquemment observée en biologie. Elle est nécessaire pour de nombreux mécanismes cellulaires essentiels allant de la division cellulaire et la migration au développement et la croissance polarisée. Comprendre comment la cellule génère et maintient cette polarité est crucial, les défauts de polarité étant liés à des maladies graves comme le cancer ou les maladies neurodégénératives. Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, la polarité cellulaire est établie lorsque le module de la Rho GTPase Cdc42, qui comprend le facteur d'échange de nucléotide guanine (GEF) Cdc24 et la protéine scaffold Bem1, localise à un unique site à la membrane plasmique pour activer Cdc42 et ainsi, établir un axe de polarité utilisé pour la croissance et la division cellulaire. Les mécanismes responsables de l'activation de Cdc42 à un site unique au cortex pendant l'établissement de la polarité sont essentiels mais largement inconnus. En utilisant des expériences complémentaires d'imagerie in vivo et des expériences in vitro, je mis en évidence que le ciblage avide du module de Cdc42 à la membrane plasmique implique des interactions multivalentes entre des lipides anioniques et le module de Cdc42. En détail, j'ai démontré que la combinaison de plusieurs phospholipides anioniques, comprenant PS, PI4P et PI(4,5)P2, est nécessaire à la localisation de Bem1 et Cdc24 in vivo. J'ai identifié des groupements cationiques interagissant avec des lipides (CLICs) dans l'extrémité N-terminale de Bem1 qui étaient nécessaires et suffisants pour interagir avec des phospholipides anioniques. Réduire l’interaction de Bem1 avec les lipides en mutant la séquence CLICs a fortement diminué la localisation de Bem1 au niveau du cortex ainsi que la signalisation de Cdc42. En plus des CLICs de Bem1, le domaine PX de Bem1 et le domaine PH de Cdc24 augmentent davantage l'avidité du module GTPase pour les lipides anioniques et la combinaison des trois domaines est essentielle pour l'établissement de la polarité cellulaire. Ces résultats définissent pour la première fois le mécanisme de ciblage avide des activateurs de Cdc42 à la membrane plasmique pendant l'établissement de l'axe de polarité. / Cell polarity, the asymmetric organization of cell material in space and time, is frequently observed in biology. It is required for numerous essential cellular processes ranging from cell division and migration to development and polarized growth. Addressing how cells generate and maintain polarity is crucial, since defects in polarity are linked to severe diseases including cancer and neurodegeneration. In the budding yeast Saccharomyces cerevisiae, cell polarity is established when the Cdc42 Rho GTPase module, which includes the Guanine nucleotide Exchange Factor (GEF) Cdc24 and the scaffold protein Bem1, accumulate at a unique site on the plasma membrane to activate Cdc42 and establish the polarity axis used for cell growth and division. The mechanisms responsible for the site-specific activation of Cdc42 at the cortex during polarity establishment are essential but are largely unknown. Using complementary in vivo imaging and in vitro experiments, I found that the avid targeting of the Cdc42 GTPase module to the plasma membrane involves multivalent anionic lipid-Cdc42 module interactions. I found that a combination of anionic phospholipids, including PS, PI4P and PI(4,5)P2, are necessary for Bem1 and Cdc24 localization in vivo. I identified Cationic-enriched Lipid Interacting Clusters (CLICs) in the N-terminus of Bem1 that were necessary and sufficient for anionic phospholipid interactions. Reducing Bem1 lipid binding by mutating the CLICs strongly diminished the localization of Bem1 at the cortex and Cdc42 signaling. In addition to the Bem1 CLICs, the Bem1 PX domain and the Cdc24 PH domain increased the avidity of the GTPase module for anionic lipids, and a combination of all three domains was essential for the establishment of cell polarity. The results of my thesis define a mechanism of avid targeting of Cdc42 activators to the cortex during polarity axis establishment.

Thèse doctorat : Pharmacie. Substances naturelles d'origine marine : Université de Nantes : 2005. / Bibliogr. f. 157-176.