Nguyen, Vo Thanh Phuong (2020). « Étude du mécanisme de l'auto-assemblage de l'islet amyloid polypeptide et des modulateurs de l'amyloïdogénèse » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biochimie.
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Résumé
Le mauvais repliement et l’auto-assemblage des peptides et protéines en fibres amyloïdes insolubles sont intrinsèquement associés à un large éventail de maladies, notamment la maladie d'Alzheimer et le diabète de type II (T2DM). Bien que les dépôts amyloïdes aient été caractérisés il y a plus d'un siècle, la structure précise des espèces protéiques provoquant la mort cellulaire et la dégénérescence tissulaire demeure encore inconnue. L’objectif de ce projet de thèse consiste à élucider les déterminants moléculaires modulant l’auto-assemblage amyloïde de l’islet amyloid polypeptide (IAPP) afin de mieux comprendre les caractéristiques physicochimiques et conformationnels de ce processus et d’identifier les espèces quaternaires cytotoxiques. L’agrégation de l’IAPP, une hormone peptidique composée de 37 résidus, et son dépôt subséquent sous forme d’amyloïdes insolubles dans les îlots pancréatiques sont associés à la progression du T2DM. Premièrement, nous avons évalué l’effet de la désamidation de l’asparagine, une modification post-traductionnelle non-enzymatique, sur l’amyloïdogénèse de l’IAPP et la toxicité sous-jacente. À cet égard, en combinant des analyses biophysiques à l’étude cinétique de l’auto-assemblage, nous avons observé que la conversion de l'Asn en Asp ou en isoAsp a un faible impact sur les positions 22, 31 et 35. Nos résultats exposent des contributions clés des résidus Asn aux position 14 et 21 dans le processus de d’auto-assemblage de l’IAPP. Cette première étude a permis de cibler l’Asn-21 afin de déterminer les protagonistes moléculaires et conformationnels associés à la cytotoxicité du peptide. Deuxièmement, en modifiant sélectivement la position Asn21, nous avons identifié de nouvelles conformations quaternaires cytotoxiques et révélé le rôle de charnière moléculaire joué par cette position. Notamment, la substitution de l’Asn21 par une Gln (N21Q) a conduit à la formation de fibres amyloïdes hautement toxiques avec des caractéristiques prototypiques des oligomères cytotoxiques, incluant une faible affinité envers la sonde thioflavine-T, une hydrophobicité de surface élevée, une grande flexibilité et la présence d’un épitope conformationnel reconnu par l’anticorps anti-oligomère A11. Les propriétés oligomériques des nanofilaments de N21Q, qui sont préservés lors de l'allongement des fibres, sont transmissibles à l'IAPP sauvage. L'identification de fibres cytotoxiques matures avec des caractéristiques oligomériques élargit la diversité et la complexité des amyloïdes et ces assemblages oligomer-like stables représentent une occasion unique d'élucider les caractéristiques structurales associées aux pathologies amyloïdes. Troisièmement, nous avons développé de nouveaux échafaudages moléculaires flexibles, soit des dendrimères de faible génération, afin de moduler le large ensemble conformationnel et l’amyloïdogénèse de l’IAPP. En outre, les dendrimères polysulfatés de génération G0 inhibent la formation d'amyloïde, tandis que les G1 accélèrent considérablement l'auto-assemblage de l'IAPP en longues fibres amyloïdes. Ces dendrimères polysulfatés G0 et G1 protègent les cellules β-pancréatiques contre la toxicité induite par l'IAPP. Ces résultats mettent en évidence que l’inhibition de la conversion structurale secondaire et l'accélération de la formation de fibres amyloïdes constituent des stratégies thérapeutiques prometteuses afin de réduire la toxicité pancréatique associée aux amyloïdes. Dans son ensemble, cette thèse ouvre de nouvelles perspectives mécanistiques supportant la conception de composés nanomoléculaires pour manipuler l'auto-assemblage de peptides amyloïdogéniques nativement désordonnés. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : islet amyloid polypeptide, fibres amyloïdes, auto-assemblage, oligomères, cytotoxicité, désamidation d'asparagine, dendrimères.
| Type: | Thèse ou essai doctoral accepté |
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| Informations complémentaires: | Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF / A. |
| Directeur de thèse: | Bourgault, Steve |
| Mots-clés ou Sujets: | Polypeptide amyloïde des îlots / Amyloïde / Autoassemblage / Asparagine / Désamination / Cytotoxicité cellulaire / Dendrimères / Diabète non insulinodépendant |
| Unité d'appartenance: | Faculté des sciences > Département de chimie Faculté des sciences > Département des sciences biologiques |
| Déposé par: | Service des bibliothèques |
| Date de dépôt: | 20 avr. 2021 11:11 |
| Dernière modification: | 20 avr. 2021 11:11 |
| Adresse URL : | http://archipel.uqam.ca/id/eprint/14188 |
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