Etude de différents mécanismes d'oxydation de l'ADN par spectroscopie rapide

par Karine Steenkeste

Thèse de doctorat en Physique. Lasers et matière

Sous la direction de Marie-Pierre Fontaine.

Soutenue en 2003

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    L'information génétique peut être endommagée ou détruite par des facteurs internes ou externes (médicaments, rayonnement UV-visible. . . ), pouvant induire des mutations voire la mort cellulaire. L'oxydation de l'ADN est une des principales lésions: elle peut se produire localement mais aussi à distance par transfert de charge, de proton, d'énergie le long de la double hélice selon des mécanismes encore mal définis. L'objectif de cette thèse a été d'étudier les étapes élémentaires (de la femtoseconde à la microseconde) de différents processus d'oxydation de l'ADN. Pour ce faire, diverses molécules interagissant avec les bases nucléiques (camptothécine, MABAP) ou dérivées de ces bases (2-chloropyrimidine), toutes à visée thérapeutique, ont été utilisées et étudiées grâce à diverses méthodes de spectroscopie d'absorption et de fluorescence. Les résultats ont montré que la formation d'un complexe de stacking entre la camptothécine et les bases guanines était essentielle à l'activité du médicament et qu'un transfert de charge à partir de l'état triplet de la camptothécine pour former le radical cation de la guanine expliquait l'activité accrue du médicament sous activation photonique. Le bichromophore bis intercalant de l'ADN (MABAP), capable de s'intercaler entre les paires de bases GC de l'ADN a été utilisé comme nanosonde des transferts de charge et/ou d'énergie au sein de l'ADN: un processus d'oxydation local femtoseconde des bases guanines a été mis en évidence ainsi qu'un " dialogue " entre les deux chromophores de la MABAP intercalée entre les paires de bases GC, via la mise en évidence d'un transfert d'énergie. Des études préliminaires, à l'échelle de temps femtoseconde, sur la 2-chloropyrimidine ont permis de poser les bases de l'étude du mécanisme d 'hydroxylation des bases de l'ADN.


  • Résumé

    Internal or external factors (drugs, UV-visible radiation) may induce mutations and even cell death and thus result in damage or loss of genetic information. DNA oxidation is one of the main damages; it may occur either locally or at a distance via charge or proton or energy transfer along DNA according to mechanisms not yet understood. The aim of this thesis was to study the primary steps (from femtoseconds to microseconds) of different DNA oxidation processes. Several compounds interacting with nucleic bases (camptothecin, MABAP) or derivatives of these bases (2-chloropyrimidine), all of which liable to therapy application, have been investigated using different techniques of absorption and fluorescence spectroscopy. The formation of a stacking complex between camptothecin and guanines has been shown in this work to be prerequisite for drug activity; the observed photon-enhanced activity of the drug can be explained by a charge transfer process from the camptothecin triplet giving rise to the guanine radical cation. MABAP, a DNA-bis intercalating bichromophoric drug, able to intercalate between the GC base pairs in DNA, has been used as a nanoprobe of charge and/or energy transfer in DNA: a local femtosecond guanine oxidation process has been evidenced as well as an exchange -through energy transfer- between both chromophores of MABAP intercalated between GC base pairs. Preliminary femtosecond time resolved investigations of 2-chloropyrimidine have allowed to lay down the foundations of the study of the hydroxylation mechanism of DNA bases.

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Informations

  • Détails : 256 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)82
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