La moléculture végétale a connu un essor considérable ces dernières années, permis parnombre d’avantages pratiques associés aux plantes incluant une mise à l’échelle aisée pour la production de vaccins ou d’anticorps thérapeutiques en grandes quantités. De nombreuses études ont été réalisées, ces dernières années, pour optimiser les rendements en protéines d’intérêt médical chez Nicotiana benthamiana, une cousine sauvage du tabac.Ces études ont été menées, toutefois, sans tenir compte de la teneur foliaire en protéines endogènes, souvent considérées comme des contaminants majeurs au moment de la purification des protéines d’intérêt. Dans ce contexte, notre principal objectif de recherche pour cette étude a été d’évaluer l’influence de traitements culturaux variés aussi bien sur le rendement total en protéine recombinante dans des plants agroinfiltrés de N. benthamianaque sur la teneur relative en ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase (RuBisCO),principal contaminant endogène du tissu foliaire. Nos résultats confirment un impact souvent significatif des conditions culturales sur le rendement total en protéine recombinante dans la plante, mais peu d’effets sur la part relative en RuBisCO dans le tissu foliaire. / Plant molecular farming has grown considerably in recent years, thanks to a number of benefits associated with plants including a convenient scaling-up of production settings that allow for the production of large quantities of vaccines or therapeutic antibodies. Numerous studies have been conducted in recent years to optimize the yields of medically valuable recombinant proteins in the wild tobacco relative Nicotiana benthamiana. Most of these studies, however, have not considered the host plant endogenous proteins, which oftenrepresent major contaminants during the downstream purification of recombinant proteins.In this context, our main research objective for this project has been to evaluate the relative impacts of cultural conditions on recombinant protein yield and relative content of ribulose1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO), the major endogenous protein contaminant in leaf tissue. Our results confirm the influence of most cultural conditions on total recombinant protein yield, but a negligible effect of these conditions on the relative amount of RuBisCO in leaf tissue.

La mitose est un point critique de la division cellulaire, où la distribution précise du matériel génétique garantit la viabilité de la descendance. En conséquence, la ségrégation correcte des chromosomes pendant la mitose dépend de la capacité du point de contrôle d'assemblage du fuseau mitotique (SAC) à détecter l’interaction des chromosomes avec les microtubules. Ainsi, la voie de signalisation du SAC est responsable d’inhiber la séparation des chromatides-sœurs jusqu’à l’attachement correct de tous les chromosomes aux microtubules provenant des pôles opposés du fuseau mitotique. Une fois que les chromosomes sont fixés, le signal du SAC est éteint. L'extinction du SAC dépend d'une réaction rapide aux attachements, orchestrée par deux forces qui s’opposent au niveau des centromères : les activités kinases et phosphatases. Lorsque tous les chromosomes sont correctement attachés, l'activité phosphatase augmente et éteint le signal du SAC. Notamment, la protéine pseudokinase BUBR1 est cruciale pour la génération de l’activité phosphatase au niveau d’un grand complexe protéique établi aux centromères, le kinétochore. En bref, la voie de contrôle mitotique conduit à la phosphorylation de la protéine KNL1, un des principaux centres d’échafaudage du kinétochore, provoquant une accumulation de BUBR1 et d'autres protéines impliquées dans le SAC. La phosphorylation de BUBR1 à son domaine KARD crée un motif de liaison pour la sous-unité B56 de la phosphatase PP2A. Par conséquent, le complexe BURR1-PP2AB56 est essentiel pour la dephosphorylation de plusieurs sites aux kinétochores et éteindre le SAC. Pour cette raison, comprendre comment le chemin évolutif de la pseudokinase BUBR1 l'a amenée à promouvoir la déphosphorylation est une question intrigante. D'un point de vue évolutif, les gènes de la famille Bub, incluant le gène codant pour BUBR1, ont évolué à partir d'un seul gène ancestral appelé Madbub. Le gène Madbub a subi des événements de duplication de gènes distincts au cours de l'évolution conduisant à une sous-fonctionnalisation de la protéine produisant deux copies de gène différentes. Premièrement, la copie BUB1 a perdu un domaine indispensable pour le SAC appelé KEN box, mais a conservé un autre domaine crucial, le domaine kinase. Cependant, l'autre copie MAD3 a conservé le domaine KEN box et a perdu le domaine kinase. Remarquablement, la copie de la protéine MAD3 chez un certain nombre d'insectes et de vertébrés, appelé BUBR1, a conservé le domaine kinase malgré une dégénérescence résultant un domaine kinase inactif, ou pseudokinase. Il existe, notamment, des exceptions comme la Drosophila, qui présente une kinase active. En tous cas, l'avantage évolutif conféré par le maintien de ce domaine serait la stabilité qu’il confère à la protéine entière. Les mutations dans le gène codant pour BUBR1 qui causent la déstabilisation de la protéine sont associées à l’aneuploïdie variée en mosaïque, une maladie sévère qui entraîne le développement du cancer chez l’enfant. Également, des mutations au niveau de plusieurs résidus situés au niveau du domaine pseudokinase de BUBR1 déstabilisent la protéine entière. Toutefois, étant donné que BUBR1 tronqué au niveau de son domaine kinase est en fait plus stable que le type sauvage et que l'homologue BUBR1 dépourvu de kinase, MAD3, est présent dans la majorité des organismes inférieurs, cela soulève la question de savoir si le domaine pseudokinase confère un autre attribut à la fonction ou régulation de BUBR1, en particulier chez les organismes plus complexes. La présente étude vise à préciser si le domaine pseudokinase de BUBR1 régule la fonction du domaine KARD pendant la mitose. Nous présentons un aperçu d'un domaine de pseudokinase dans le contrôle de la liaison d'une phosphatase, car nos données confirment que le domaine pseudokinase régule l'affinité du KARD pour la phosphatase PP2AB56. Finalement, nous avons dévoilé un nouveau rôle du domaine pseudokinase de BUBR1 qui est crucial pour certaines fonctions mitotiques et qui aide à expliquer le chemin évolutif particulier subit par son gène. / Mitosis is a critical point of cell division, where the accurate distribution of genetic material guarantees the viability of the progeny. Proper chromosome segregation during mitosis relies on the capacity of the spindle assembly checkpoint (SAC) to sense the attachment of chromosomes to microtubules. The SAC pathway is responsible for halting sister chromatid separation until all chromosomes are correctly attached to microtubules originating from opposing poles of the mitotic spindle. After the chromosomes are successfully attached, the SAC signal is extinguished. SAC extinction depends on a swift response to microtubule attachments to sister-chromatids, which is orchestrated by the tug-of-war between two opposing sides: kinase and phosphatase activities. Each sister-chromatid possesses a kinetochore, a great protein complex that serves as interface between chromosomes and microtubules. At kinetochores unattached to microtubules, kinase activity dominates and turns the signalling on. Once all kinetochores are properly attached, phosphatase activity increases and silences the signalling. Importantly, the protein pseudokinase BUBR1 is crucial for the generation of phosphatase activity at kinetochores. When active, the mitotic checkpoint leads to the phosphorylation of MELT motifs in the kinetochore protein KNL1, causing BUBR1 and other SAC protein accumulation at kinetochores. In turn, BUBR1 phosphorylation at its kinetochoremicrotubule attachment domain (KARD) creates a binding motif for the B56 subunit of the phosphatase PP2A. Surprisingly, the pseudokinase BUBR1, in complex with PP2AB56, acts as an important phosphatase of the mitotic checkpoint by counteracting the SAC-activating kinases AURORA B and MPS1. How the evolutionary path of a protein kinase ultimately led it to promote dephosphorylation, the opposite role from its original kinase domain, is an intriguing question. From an evolutionary perspective, the Bub family gene evolved from a single ancestral gene, termed Madbub, that presented two essential domains for mitosis, v the kinase and the KEN box domain. Accordingly, Madbub undertook distinct gene duplication events throughout evolution leading to a parallel subfunctionalization of the protein yielding two different copies. One of the copies, BUB1, lost the KEN box domain but retained the kinase domain. However, the other copy, MAD3, retained the KEN box and lost the kinase domain. Barring a few exceptions, the MAD3 copy in a number of insects and vertebrates, called BUBR1, retained the kinase domain albeit severely degenerated, yielding an inactive kinase domain, or pseudokinase. Retaining this catalytically inactive domain is believed to be an evolutionary advantage since it confers stability to the whole protein. Indeed, mutations in the BUBR1 pseudokinase domain are associated with the disease Mosaic Variegated Aneuploidy, a severe condition that causes the development of cancer in children due to a reduction in BUBR1 levels. Nevertheless, since BUBR1 truncated at its kinase domain is in fact more stable than wild-type and the kinase-lacking BUBR1- homolog MAD3 is present in the majority of lower eukaryotes s raise questions concerning whether the pseudokinase domain provides another attribute to BUBR1 function or regulation, especially in more complex organisms. The present study aims to clarify whether the pseudokinase domain of BUBR1 regulates KARD function in mitosis. We present the first insight of a pseudokinase domain controlling its binding to a phosphatase, as our data supports that the pseudokinase regulates KARD affinity to PP2AB56. Here we demonstrate that, besides its role in AURORA B centromeric recruitment, BUB1 has also a role in opposing AURORA B activity by promoting PP2AB56 tethering to BUBR1. Collectively, we unraveled a new role of the BUBR1 pseudokinase domain that is crucial for proper mitotic functions and helps explain the characteristic evolutionary path undertaken by the Bub1b gene.

Cette thèse de doctorat porte sur le transport du silicium (Si) par les aquaporines animales. Le Si est un élément abondant dans la nature où il joue des rôles im-portants, chez les plantes notamment. Il jouerait également des rôles importants en physiologie animale en contribuant à l’intégrité osseuse, à la santé tégumen-taire et au maintien du collagène. Bien que des transporteurs de Si soient déjà connus chez les diatomées et les plantes, aucun n’a encore été décrit chez l’animal. Toutefois, la compartimentalisation du Si au sein de l’organisme et son assimilation nutritionnelle suppose l’existence de tels transporteurs. En raison de l’homologie qu’elles partagent avec les transporteurs de Si chez les plantes, les aquaporines (AQPs) animales correspondent à des candidats pertinents. Dans ce contexte, les objectifs de la thèse étaient de déterminer si les AQPs sont per-méables au Si et, le cas échéant, de caractériser le rôle physiologique du trans-port en Si par les AQPs et d’identifier des résidus qui permettent à ces canaux d’agir ainsi. Nos travaux ont permis de constater que les AQP3, AQP7, AQP9 et AQP10 humaines, connues sous le nom d’aquaglycéroporines (AQGPs), peuvent toutes agir comme des transporteurs de Si ou plus spécifiquement de l’acide or-thosilicique qui permet à l’atome d’exister sous forme soluble. Le transport obser-vé est de nature michaelienne, sensible à la phlorétine (AQP7 et AQP9) mais in-sensible aux changements de pH et d’osmolalité extracellulaire. Aussi, la distribu-tion tissulaire de ces transporteurs concorde avec celle du Si, et l’expression des AQP3, AQP7 AQP9 dans le petit intestin de la souris est augmentée avec une diète faible en Si. Par ailleurs, nous avons démontré que la région des AQPs connue sous le nom de filtre aromatique/Arginine joue un rôle important dans la sélectivité à l’OSA, et que les résidus L84 chez AQP1 et N208 chez AQP10 jouent un rôle dans la sélectivité à l’eau et au Si respectivement. Ces travaux ont mené à la première description de transporteurs de Si chez l’animal, et à une meilleure compréhension de la physiologie de l’atome chez les mammifères. / The subject of this Ph.D. thesis is the transport of silicon (Si) by animal aqua-porins. Si is an abundant element in nature where it plays important roles, namely in plants. It also appears to play important physiological roles in animal physiolo-gy, by contributing to bone integrity, tegumentary health and collagen mainte-nance. Even though Si transporters have already been identified in diatoms and plants, none have been described in animals thus far. However, compartmentali-zation of Si throughout the mammalian body and nutritional assimilation suggest the existence of such transporters. Given the homology that they share with the Si transporters of plants, the mammalian aquaporins (AQPs) correspond to relevant candidates. In this context, the thesis’ objectives were, to determine whether AQPs are permeable to Si, and if so, to characterize the physiological role of Si transport by the AQP and to identify residues that allow these channels to act as such. Our work has allowed us to observe that human AQP3, AQP7, AQP9 and AQP10, also known as aquaglyceroporins (AQGPs), can all act as transporters for Si or more specifically for orthosilicic acid (OSA) that allow Si to be soluble in this form. The observed transport is michaelian in behavior, sensitive to phloretin (AQP7 and AQP9), but insensitive to changes in pH and extracellular osmolality. Also, tissular distribution of these carriers concords with that of Si, and expression of AQP3, AQP7 and AQP9 in the small intestine of mice is upregulated through a Si-poor diet. Otherwise, we have demonstrated that the region within the AQP that is knows as that aromatic/arginine filter (ar/R) plays an important role in OSA selec-tivity, and that residues L84 in AQP1 and N208 in AQP10 plays an important role in water permeability and Si permeability respectively. These results have led to the first description of Si transporters in animals, and a better understanding of the role played by this atom in mammalian physiology.

Le manque de thérapies efficaces pour les pathologies oculaires affectant les neurones rétiniens conduit suivant à un déclin de la vision et même à la cécité. Par exemple, le glaucome, la rétinopathie diabétique et l'ischémie rétinienne entraînent la perte des cellules ganglionnaires rétiniennes, les seules cellules transmettant des informations visuelles de l'œil au cerveau. Cette perte est aggravée par le fait que le système nerveux central mature (SNC), dont fait partie la rétine, a des capacités très limitées à se régénérer après une blessure. Le principal mécanisme par lequel ces neurones sont perdus, dans la plupart de ces pathologies, est l'excitotoxicité due à la sur-activation du récepteur N-méthyl-D-aspartate (NMDAR). En effet, la sur-stimulation du récepteur conduit à un afflux massif d'ions calcium dans le neurone, activant les voies apoptotiques et nécrotiques et finalement la mort cellulaire. Nogo-A est un puissant inhibiteur de la croissance neuritique et est depuis longtemps étudié dans les maladies neurodégénératives et dans les tentatives de régénération après des pathologies telles que les lésions de la moelle épinière, la sclérose en plaques et les accidents vasculaires cérébraux (AVC). Il a également été impliqué dans la maladie d'Alzheimer et même la maladie de Parkinson en raison de son lien avec les protéines associées à ces maladies. Dans les études sur les lésions de la moelle épinière chez le rat, la neutralisation de Nogo-A à l'aide d'anticorps bloquant pouvait aider à la récupération des fonctions motrices perdues. Actuellement, chez les humains souffrant des lésions de la moelle épinière, des études cliniques de deuxième phase sont en cours d'investigation. De même, des études prouvent que la neutralisation de Nogo-A peut également être utilisée comme thérapie après un AVC. Ces données montrent que la neutralisation de Nogo-A améliore la vascularisation autour du site des infarctus, réduit la gravité de la blessure et contribue ainsi à la récupération fonctionnelle après un AVC ischémique. Il y a eu peu d'études sur les implications de Nogo-A dans les pathologies du système visuel, en particulier celles qui affectent la rétine. Dans ma thèse, nous proposons que Nogo-A soit impliquée dans la physiopathologie des maladies oculaires et nous avons étudié le rôle que Nogo-A jouait dans le système visuel et après une lésion rétinienne. Dans cette thèse, nous montrons que l'expression de Nogo-A n'est pas seulement augmenter dans la vitré des souris après une lésion rétinienne, mais que cette augmentation est corrélée à la quantité de dommages à la rétine. En outre, la neutralisation de Nogo-A conduit à une récupération spontanée des fonctions visuelles qui était plus rapide et complète par rapport aux animaux de contrôle (WT) après une lésion rétinienne. De plus, l'activité des cellules ganglionnaires rétiniennes (RGC) vers le cerveau est améliorée par rapport aux animaux WT après une lésion rétinienne. L'augmentation de l'acuité visuelle des yeux intacts des souris KO pour Nogo-A, témoigne de la présence de la plasticité corticale accrue. Remarquablement, le traitement avec l'anticorps a montré des résultats similaires dans la récupération de la fonction visuelle et la propagation du signal vers le cerveau et ces améliorations se sont maintenues sur une période de plusieurs semaines. Nous montrons également que Nogo-A affecte la réaction inflammatoire de la rétine après une blessure. Cette inflammation pourrait être impliquée dans l'exacerbation de la blessure. Le blocage de Nogo-A conduit à une régulation négative des molécules inflammatoires, dont le TNFα. Le niveau de TNFα est resté basse pendant plusieurs jours après la neutralisation de Nogo-A et pourrait être impliquée dans la récupération fonctionnelle. De plus, nous montrons également que l'expression de Nogo-A est fortement régulée à la hausse dans le tissu rétinien humain de donneurs souffrant de rétinopathie diabétique. Nos résultats montrent donc que Nogo-A est impliqué dans la physiopathologie des maladies oculaires et que sa neutralisation, en utilisant ici la KO et l'anticorps bloquant, peut-être une nouvelle thérapie non seulement pour les maladies oculaires mais pourrait être pertinente dans le traitement des maladies qui présentent une augmentation de la réponse inflammatoire. / The lack of effective therapies for ocular pathologies affecting retinal neurons lead most often to vision decline and even blindness. For example, glaucoma, diabetic retinopathy, and retinal ischemia, leads to the loss of retinal ganglion cells, the only cells relaying visual information from the eye to the brain. This loss is compounded by the fact that the mature central nervous system (CNS), of which the retina is part of, has very limited abilities to regenerate after injury, leading to irreversible blindness. The main mechanism by which these neurons are lost, in most of these pathologies, is excitotoxicity due to the over activation of N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR). Indeed, the over stimulation of the receptor leads to a massive influx of calcium ions into the neuron, activating apoptotic and necrotic pathways and ultimately cell death. Nogo-A is a potent neurite out growth inhibitor that has been studied for a long time in neurodegenerative diseases and in regenerative efforts after pathologies like spinal cord injuries, multiple sclerosis and stroke. It has also been implicated in Alzheimer's disease and even Parkinson's disease due to its link to the proteins associated with these diseases. In the spinal cord injury studies in rats, Nogo-A neutralization using function blocking antibodies has been shown to rescue some motor function. Currently, second stage clinical studies are investigated in humans suffering from spinal cord injuries. Likewise, there is growing evidence that Nogo-A neutralization can also be used as a therapy after stroke. This evidence shows that Nogo-A neutralization improves vascularization around the infarcts site, reduces the severity of the injury and thus helps in function recovery after an ischemic stroke. There has been little study of the implications of Nogo-A in pathologies of the visual system especially those that affect the retina. In my thesis we hypothesize that Nogo-A is involved in ocular disease pathophysiology and we reveal this by investigating the role that Nogo-A plays in the visual system and after retinal injury. In this thesis, we show that Nogo-A expression is not only upregulated after retinal injury, but this upregulation is correlated to the amount of damage to the retina. Furthermore, neutralization of Nogo-A in knockout (KO) mice led to spontaneous recovery of visual functions that was faster and complete as compared to wild type (WT) animals after retinal injury. Moreover, retinal ganglion cells (RGCs) activity to the brain was improved when compared to WT animals after retinal injury. Cortical plasticity was also observed to be heightened in the Nogo-A KO mice as compared to WT animals as seen by the increase in the visual acuity of intact eyes of these mice. Remarkably, treatment with Nogo-A function-blocking antibody showed similar results in both visual function recovery and signal propagation to the brain. These improvements were sustained over a period of several weeks. We also show that Nogo-A affects the inflammatory reaction of the retina after injury, which could be implicated in the exacerbation of the injury. Blocking Nogo-A leads to a down-regulation of inflammatory molecules including, TNFα, which was sustained over several days, and could help in function recovery. We also show that Nogo-A expression is highly upregulated in human retinal tissue from donors suffering from diabetic retinopathy. Overall, our results show that Nogo-A is implicated in the pathophysiology of ocular diseases and that its neutralization, here using KO and function blocking antibody, can be a novel therapy not only for ocular diseases but could be relevant in the treatment of diseases that exhibit increase in inflammatory response.

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative d’origine génétique entrainant la mutation de la protéine huntingtine (HTT). Cette protéine essentielle, sous sa forme mutée (mHTT) s’agrège, lui conférant ainsi sa toxicité. Au niveau cérébral, la MH se caractérise par une mort neuronale accrue entrainant des troubles moteurs, cognitifs et psychiatriques. Notre projet de recherche porte sur la caractérisation de certaines particularités de la MH, en particulier sur les facultés de cette pathologie à se propager entre espèces. Cette particularité s’inscrit dans une hypothèse proposant que la MH soit incluse dans la catégorie des maladies à prions, bien que cette théorie ne fasse pas encore l’unanimité au sein de la communauté scientifique. A travers celui-ci, nous avons cherché à déterminer si la mHTT présente dans les homogénats cérébraux des patients MH, peut induire une pathologie chez différents modèles animaux. Pour cela, nous avons effectué trois protocoles distincts où des homogénats ont été injectés dans le cerveau de souris adultes a) de type sauvage et b) de type BACHD ou c) de primates non-humains. Les résultats obtenus de cette étude semblent indiquer que la mHTT dérivée du cerveau humain a une capacité limitée à se propager entre les cellules et ne représente pas des caractéristiques de type prion. Ces observations contrastent avec de précédents travaux démontrant que d'autres formes de mHTT (fibrilles, fibroblastes ou cellules souches pluripotentes induites dérivées de cas de MH) peuvent en effet disséminer la maladie dans le cerveau à la manière d'un prion. / Huntington's disease (HD) is a neurodegenerative disease caused by a mutation of the gene coding for the huntingtin protein (HTT). In its mutated form (mHTT), this essential protein forms into cellular aggregates, conferring toxicity to the new entity. HD is also characterized by marked neuronal death which underlies the motor, cognitive and psychiatric symptoms known to the pathology. The research project presented herein focused on investigating the ability of the mHTT to spread between cellular elements. This is part of a larger research program which proposes that HD may be, as other neurodegenerative diseases, a prion-like disorder. We therefore sought to determine whether the mHTT found in homogenates derived from postmortem brain tissue of HD patients can induce pathology after injection in different animal models. For this, we carried out three separate protocols: homogenates were injected into the brains of adult a) wild type and b) BACHD mice or c) non-human primates. The results of this study indicate that mHTT derived from post-mortem brain tissue of HD patients has a limited ability to spread between cells and does not represent prionlike characteristics. These observations contrast with previous work demonstrating that other forms of mHTT (fibrils, fibroblasts or induced pluripotent stem cells derived from HD cases) can indeed disseminate disease in a prion-like fashion as shown in various in vitro and in vivo models.

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

Cette étude est consacrée à l'analyse des propriétés électrostatiques et structurales des protéines diffractant à haute résolution. Les travaux se déclinent en deux aspects principaux qui sont, d'une part, l'analyse d'un point de vue fondamental des propriétés dérivées de leur distribution de charge des structures des protéines, et, d'autre part, l'application pratique des méthodes de la cristallographie haute résolution des macromolécules à deux enzymes.Grâce à une analyse structurale et électrostatique de la protéine PfluDING, le mode de fixation du phosphate a été mis en évidence à deux pH différents. En particulier, cette étude a permis de démontrer la présence d'une liaison hydrogène diffuse assurant un mode de fixation identique quelque soit le pH. La seconde enzyme étudiée est la protéine DFPase, capable de dégrader les organophosphorés. La structure de la DFPase obtenue par diffraction X haute résolution et la structure affinée contre des données neutroniques ont été comparées. L'analyse pointe les différences d'interprétation des deux modèles, et permet de proposer un nouveau mécanisme d'action.Les aspects plus fondamentaux de cette étude portent sur les éléments de structure secondaire des protéines : leurs propriétés électrostatiques en termes de moments électriques (moments dipolaires et quadripolaires des hélices et des feuillets), et le réseau des interactions (dont les liaisons H) assurant la cohésion des hélices ont été analysés. Il a été démontré comment certaines interactions entre liaisons peptidiques au sein d'hélices, classiquement représentées comme des liaisons hydrogène, devaient être considérés comme des contacts purement électrostatiques / This study is about the electrostatic and structural properties of proteins diffracting at high X-ray resolution. Two different aspects are tackled which are 1) the analysis of properties derived from their charge distribution, parting from a fundamental point of view and 2) the application of methods used in high resolution macromolecular crystallography to two enzymes of major interest.After the analysis of the structure and electrostatic properties of PfluDING protein, the binding mode of a phosphate ion, located in the active site, was elucidated at two different pH values. Particularly, this study demonstrates that a diffuse hydrogen bond assures the protonation state of the phosphate ion, which is thus identical at each pH value. The second enzyme studied is the proteine DFPase which is capable of hydrolysing nerve agents. A high resolution X-ray structure and a medium resolution neutron structure where compared. The analysis points out the differences between the two models and a new catalytic mechanism could be proposed.The more fundamental aspects of this study are about the secondary structural elements of proteins: their electrostatic properties in terms of electrostatic moments (dipole and quadrupole moments of helices and sheets) as well as the hydrogen bond network assuring the cohesion of helices have been analyzed. It has been shown that certain interactions between peptide units within helices, represented usually as hydrogen bonds, should actually be considered as pure electrostatic contacts

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

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

La goutte est une arthrite particulièrement douloureuse due à une réponse immunitaire contre des cristaux d’urate monosodique (MSU). Le neutrophile est un leucocyte qui contribue grandement à la perpétuation de l’inflammation lors d’une crise de goutte. Avant d’être recrutés au site d’inflammation, les neutrophiles rencontrent plusieurs médiateurs pro-inflammatoires, dont la protéine S100A9. Nous montrons ici que S100A9 accentue plusieurs réponses effectrices des neutrophiles humains aux MSU, notamment la production de dérivés réactifs de l’oxygène (ROS), la sécrétion de CXCL8/IL-8 et d’IL-1β et la glycolyse. S100A9 augmente également la mobilisation intracellulaire de calcium du neutrophile en plus d’augmenter la phosphorylation des tyrosines, la phosphorylation des sérines des substrats de la PKC, d’AKT et de la p38. Nous avons identifié un des mécanismes par lesquels S100A9 contribue à la pathogenèse de la goutte ainsi que les voies de signalisation impliquées dans ce phénomène qui sont des cibles thérapeutiques potentielles pour cette maladie. / Gout is the common and painful type of inflammatory arthritis. It is caused by an immune response against monosodium urate crystals (MSU) that form in the affected joint. Neutrophils are the most abundant leukocytes in the gout joint and play a key role in perpetuating inflammation during a gout flare. During their recruitment to the site of inflammation, neutrophils are exposed to several pro-inflammatory mediators such as S100A9. Although blocking S100A9 dampens MSU-induced inflammation, the role of this protein in the pathogenesis of gout remains incompletely characterized. We identified a novel role for S100A9 in MSU-induced inflammation, the priming of neutrophils towards MSU activation. We provide evidence for the ability of S100A9 to enhance several effector functions of human neutrophils triggered by MSU including the production of reactive oxygen species (ROS), the secretion of CXCL8/IL-8 and IL-1β as well as glycolysis. As for intracellular signaling, S100A9 increases the mobilisation of calcium, induces tyrosine phosphorylation of intracellular proteins as well as serine phosphorylation of PKC, AKT and p38 kinase. In summary, we report for the first time that S100A9 acts as a priming agent during MSU-induced inflammation and identify the underlying signaling pathways that could be targeted to treat gout.