Etude du cycle cytotoxique des NO-syntases : production et activation du peroxynitrite

par Amandine Marechal

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Alfred Rutherford.

Soutenue en 2007

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les NO-synthases (NOS), uniques sources de monoxyde d’azote (NO) chez les mammifères, sont impliquées dans de nombreux processus de signalisation (régulation de la pression artérielle, communication neuronale) mais aussi de cytotoxicité (réponse immunitaire non spécifique). Cette dualité physiologique, qui dépend de l’isoforme de NOS, pourrait être expliquée par une production soit de NO (pour la signalisation), soit de peroxynitrite (PN). Le PN est en effet une molécule très oxydante associée à de nombreuses pathologies mais qui in vivo doit être activée pour être toxique. L’objectif de cette thèse était d���étudier l’activation du PN par les NOSs et les paramètres favorisant sa production par les NOSs. Nous avons montré que l’interaction entre les NOSs et le PN conduit de façon pH-dépendante à l’isomérisation ou à l’activation du PN. Le PN est activé par coupure homolytique induisant la formation d’un intermédiaire oxoferryl et d’un radical dioxyde d’azote (NO2). Suivant l’isoforme considérée, cette paire oxoferryl/NO2 peut soit recombiner en nitrate (détoxication) soit oxyder et/ou nitrer des composés extérieurs (toxicité). Cette différence d’interaction entre chaque NOS et le PN pourrait contribuer à la spécificité biologique des isoformes. Nous avons ensuite cherché à caractériser les paramètres physico-chimiques qui peuvent contrôler la production de PN par les NOSs, en particulier le potentiel d’oxydation du complexe Fe(II)-NO. Nous avons montré que ce complexe était en équilibre thermique entre plusieurs conformations ce qui pose de nouvelles bases pour l’analyse structure-fonction de ce complexe et l’étude de la production de PN par les NOSs.

  • Titre traduit

    Characterization of NO-synthases cytotoxic cycle : production and activation of peroxynitrite


  • Résumé

    NO-synthases, sole sources of nitric oxide (NO) in mammals, are involved in numerous processes of signalling (arterial pressure regulation, neuronal communication) but also of cytotoxicity (non specific immune response). This physiological duality, correlated to NOS isoforms, could be explained by a production of either NO (for signalling), either peroxynitrite (PN). Indeed, PN is a highly oxidizing molecule associated to several pathologies. Nevertheless, in vivo, PN must be activated to exert its toxicity. The aim of this thesis was to investigate PN activation by NOSs and the parameters that favour its production by NOSs. We showed that the interaction between NOSs and PN leads to PN isomerization or activation depending on pH value. PN is activated by an homolytic cleavage that induces the concomitant formation of an oxoferryl intermediate and a nitrogen dioxide radical (NO2). Depending on the isoform, this oxoferryl/NO2 pair can either recombine to nitrate (detoxification) either oxidize and/or nitrate external compounds (toxicity). This difference of interaction between PN and each NOS could contribute to the biological specificity of the isoforms. Finally, we started the characterization of the physico-chemical parameters that could control PN production by NOSs. In particular, we were interested in the Fe(II)-NO complex oxidation potential. We showed that this complex was in thermal equilibrium between three conformations, which sets a new and original basis for the structure-function analysis of this complex and the study of PN production by the different NOSs.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (pagination multiple 175-[34] f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 175-[182]

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)290
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