Synthèse et étude cinétique d'inhibiteurs suicide des peptidylglycine α-amidating monoxygenases

par Sébastien Pierre

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Marius Réglier.

Soutenue en 2002

à Aix-Marseille 3 .


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  • Titre traduit

    New peptidylglycine α-amidating monooxygenases mechanism-based inhibitors : synthesis and kinetic studies


  • Résumé

    Les Peptidylglycine [alpha]-Amidating Monooxygenases (PAM) sont des enzymes bifonctionnelles qui catalysent la formation de peptides [alpha]-amidés à partir de leurs précurseurs terminés par un résidu glycine ; cette étape est déterminante dans le processus de maturation des neurohormones peptidiques. Les prohormones subissent une [alpha]-hydroxylation sur le résidu glycine terminal grâce à une enzyme à cuivre, la Peptidylgiycine [alpha]-Hydroxylating Monooxygenase (PHM, EC 1. 14. 17. 3), puis une hydrolyse par la Peptidyl-[alpha]-hydroxyglycine [alpha]-Amidating Lyase (PAL, EC 4. 3. 2. 5) pour donner un peptide amidé. L'acide 4-phényl-3-buténoïque (PBA) est le meilleur inhibiteur suicide in vitro et in vivo spécifique des PHM. En se basant sur son mécanisme d'inhibition ainsi que sur les mécanismes d'hydroxylation supposés, nous avons synthétisé de nouveaux inhibiteurs suicide potentiels : des dérivés de l'acide 1-amino-1-cyclopropanecarboxylique (ACC), de la S-méthyl-D-cystéine (et son homologue sulfonique) ainsi que des dérivés substitués du PBA. Leur pouvoir inhibiteur est basé sur la délocalisation du radical formé lors de la catalyse par la PHM. Une purification à partir d'oreillettes de cœur de porc a permis de disposer d'une source fiable de PAM semi-purifiée, qui a servi à déterminer les paramètres cinétiques de nos molécules. Bien que les dérivés de l'ACC et de la S-méthyl-D-cystéine n'aient permis aucune inhibition de la PHM, certains dérivés substitués du PBA ont montré une meilleur efficacité que ce dernier, nous donnant de nouvelles pistes pour éclairer les relations structure-activité des inhibiteurs de la PHM. Des études de modélisation moléculaire de PHM de mammifères et des interactions substrats-PHM / inhibiteurs-PHM (pour déterminer leurs sites possibles de fixation dans l'enzyme) ont permis d'établir des corrélations avec nos résultats expérimentaux.


  • Résumé

    Peptidylglycine [alpha]-Amidating Monooxygenases (PAM) are bifunctional enzymes which catalyze the formation of a-amidated peptides from their glycine-extended precursors, thus playing a key role as a rate limiting step in the processing of peptide neurohormones. Glycine-extended peptides undergo an [alpha]-hydroxylation by the copper enzyme Peptidylglycine [alpha]-Hydroxylating Monooxygenase (PHM, EC 1. 14. 17. 3), and then are hydrolyzed into [alpha]-amidated peptides by the Peptidyl-[alpha]-hydroxyglycine-[alpha]-Amidating Lyase (PAL, EC 4. 3. 2. 5). The substrate analog 4-phenyl-3-butenoic acid (PBA) is the best in vitro and in vivo PHM specific mechanism-based inhibitor. Based on PBA and PHM supposed mechanisms, we synthetized new potential mechanism-based inhibitors : 1-amino-1- cyclopropanecarboxylic acid (ACC) derivatives, S-methyl-D-cysteine (and their sulfone homologs) derivatives and some substituted PBA. They all aim to use detocalization of radicals generated during catalysis to inactivate PHM. A short purification from porcine heart atriums gave a reliable source of semi-purified PAM, which was used to determine our molecules kinetic parameters. Though ACC and S-methyl-D-cysteine derivatives failed to inactivate PHM, some substituted PBA exhibited better results than PBA, giving some new clues about PHM inhibitor structure-activity relationships. This last field was examined through the modelization of several mammal PHM and by trying to determine inhibitor and substrate hypothetic binding sites by using a docking technique.

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Informations

  • Détails : 166 p.
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'en 2008
  • Annexes : Bibliogr. p.163-166

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 3156
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