Conversion conformationnelle secondaire et quaternaire d'hormones peptidiques : équilibre entre fonction biologique et auto-assemblage pathologique

Quittot, Noé (2020). « Conversion conformationnelle secondaire et quaternaire d'hormones peptidiques : équilibre entre fonction biologique et auto-assemblage pathologique » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biochimie.

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Résumé

Les ligands peptidiques des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) de la classe B présentent un large ensemble conformationnel et la modulation de celui-ci régule non seulement leur fonction physiologique, mais peut également conduire à des complications pathologiques. D’une part, la liaison et l’activation d’un RCPG impliquent que le ligand peptidique adopte une structure tridimensionnelle précise. Des études employant des membranes modèles ont suggéré que l’environnement de la membrane plasmique facilite l’adoption de la structure bioactive. Toutefois, ces modèles ne représentent pas la complexité membranaire, car ils omettent les glycosaminoglycanes (GAGs), qui sont des polysaccharidiques sulfatés linéaires retrouvés en abondance à la surface des cellules eucaryotes. Ainsi, la contribution des GAGs dans les transitions structurales secondaires des ligands peptidiques induites par l’environnement membranaire demeure à étudier. D’autre part, les réarrangements conformationnels quaternaires de ces ligands peptidiques peuvent conduire à la formation de dépôts amyloïdes, ces derniers étant associés à des pathologies, telles que le carcinome médullaire de la thyroïde ou le diabète de type II (DTII), ainsi qu’à des complications de formulations thérapeutiques. Par conséquent, la compréhension des mécanismes d’auto-assemblage et de la toxicité sous-adjacente est cruciale afin de prévenir les pathologies associées à l’agrégation de peptides. Parmi les mécanismes de cytotoxicité des peptides amyloïdogéniques caractérisés à ce jour, la perturbation membranaire demeure le plus partagé au sein de la communauté. Or, celle-ci est généralement étudiée à l’aide de modèles de bicouches lipidiques simples, soit en absence de la complexité et de l’hétérogénéité de la membrane plasmique, incluant la présence de GAGs. Nonobstant que les GAGs soient reconnus pour accélérer l’autoassemblage amyloïde in vitro et pour moduler la cytotoxicité des peptides amyloïdogéniques, leur rôle dans la perturbation membranaire reste à déterminer. Dans ce contexte, le premier objectif de cette thèse est de développer un nouvel outil chimique afin d’étudier les modulations conformationnelles de l’hormone peptidique islet amyloid polypeptide (IAPP), dont le dépôt au niveau des îlots de Langerhans pancréatiques est associé au DTII. Cet outil qui consiste en un essai basé sur la fluorescence, a conduit à l’obtention de nouvelles informations sur la cinétique et le mécanisme d’auto-assemblage de l’IAPP. Le second objectif vise à élucider le rôle des GAGs présents à la surface de la membrane plasmique sur les modulations conformationnelles quaternaires de l’IAPP et la perturbation membranaire associée. En employant des lignées cellulaires déficientes en GAGs, il a été observé que les GAGs exacerbent la perturbation membranaire et la cytotoxicité induites par l’IAPP, en favorisant sa séquestration à la surface cellulaire. L’utilisation de vésicules géantes dérivées de membrane plasmique a permis d’observer que les polysaccharides associés à la membrane ne modulent pas l’agrégation du peptide. Le troisième objectif consiste à évaluer le rôle des GAGs dans l’adsorption à la membrane plasmique de l’hormone peptidique sécrétine et leur contribution dans l’atteinte de la conformation bioactive. Nos résultats montrent que les GAGs participent activement à l’adsorption de la sécrétine. Le design de dérivés de la sécrétine affichant un ensemble conformationnel restreint a permis de montrer la formation d’un motif de reconnaissance spatiale spécifique aux GAGs suite au repliement hélicoïdal de la sécrétine. En conclusion, les GAGs à la surface cellulaire favorisent une augmentation de la concentration locale des hormones peptidiques sécrétine et IAPP. Dans un contexte physiologique, cette interaction induit une transition conformationnelle secondaire du peptide vers sa structure bioactive. En revanche, dans un contexte pathologique associé à l’agrégation amyloïde, cette interaction participe à la perturbation membranaire et à la mort cellulaire sous-adjacente. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hormones peptidiques, Glycosaminoglycanes, Transition conformationnelle, Fibres amyloïdes, Islet amyloid polypeptide, Sécrétine.

Type:	Thèse ou essai doctoral accepté
Informations complémentaires:	Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF / A.
Directeur de thèse:	Bourgault, Steve
Mots-clés ou Sujets:	Hormones peptidiques / Glycosaminoglycanes / Amyloïde / Polypeptide amyloïde des îlots / Sécrétine / Autoassemblage / Cytotoxicité cellulaire
Unité d'appartenance:	Faculté des sciences > Département de chimie Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par:	Service des bibliothèques
Date de dépôt:	24 mars 2021 12:45
Dernière modification:	24 mars 2021 12:45
Adresse URL :	http://archipel.uqam.ca/id/eprint/14117

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