Etude du mécanisme des NO synthases : importance du réseau de liaisons hydrogène dans l'environnement et la réactivité de l'hème

par Claire Giroud

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la matière

Sous la direction de Catherine Marchand.

Soutenue en 2008

à Paris Descartes .


  • Résumé

    Les NO-synthases sont des protéines à hème-thiolate qui catalysent l'oxydation de la L-arginine en NO. Malgré les similitudes avec le mécanisme d'autres protéines comme les cytochromes P450, le déroulement exact des étapes du mécanisme des NOS reste mal connu. Nous avons étudié le rôle du proton du guanidinium de L-Arg dans la stabilité et la réactivité du complexe Fen-O2 grâce à une série d'analogues de L-Arg possédant une large gamme de valeurs de pKa. Par des expériences de spectroélectrochimie, de spectroscopie infrarouge et Raman de résonance, nous avons analysé l'effet de ces guanidines sur les paramètres physico-chimiques de Thème et du ligand proximal de Thème ainsi que sur les propriétés de l'environnement distal de Thème. Cette étude indique que le pKa du guanidinium du substrat contrôle le réseau de liaisons H autour du ligand distal : il contrôle ainsi les processus de transfert de protons et régule la stabilité et la réactivité des intermédiaires du cycle catalytique

  • Titre traduit

    Study of the mechanism of NO-synthases : Importance of hydrogen bond network in the environment and the reactivity of heme


  • Résumé

    NO-synthases are hemo-thiolate proteins that catalyze the oxidation of L-arginine to NO. Despite the analogies with the mechanism proposed for other hemo-proteins such as the cytochrome P450 family, the detailed molecular mechanism of NOS remains mostly elusive. We investigated the role of the proton of L-Arg guanidinium on the stability and reactivity of the Fe"-O2 complex by exploiting a series of L-Arg analogues that display a wide range of pKa values. Using a combination of spectroelectrochemistry, infrared and resonance Raman spectroscopies, we analyzed the effects of these analogues on the proximal ligand characteristics, the porphyrin conformation, the heme redox potential and the electrostatic properties of heme distal environment. Our results strongly suggest that the pKa of the substrate guanidinium controls the H-bond network surrounding the distal ligand: it finely controls the proton transfer event, tune NOS oxidative chemistry and determine the nature of NOS production.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (276 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 259-276

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TPHA 11520
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