Molecular and structural aspects of cell-penetrating peptides membrane crossing

par Chérine Bechara

Thèse de doctorat en Chimie Biologique

Sous la direction de Sandrine Sagan.

Soutenue en 2012

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    Aspects moléculaires et structuraux de l'internalisation de peptides vecteurs


  • Résumé

    Les peptides vecteurs (ou cell-penetrating peptides CPPs) ont émergé comme une nouvelle classe de transporteurs vers le milieu intracellulaire de macromolécules d’intérêt. Néanmoins, et afin de mieux utiliser ces vecteurs, il faut en comprendre les mécanismes d'entrée ainsi que leur localisation finale dans les cellules. Dans ce contexte, mon travail vise à mieux comprendre les interactions moléculaires entre les CPPs basiques et les constituants de la membrane plasmique, qui pourront être impliqués dans l’internalisation de ces CPPs. Les différents résultats montrent qu’une meilleure affinité à la membrane plasmique d'un peptide ne corrèle pas avec une meilleure efficacité d’internalisation. Par ailleurs, les glycosaminoglycanes (GAGs) sont démontrés comme étant des acteurs important de l’endocytose des CPPs par agrégation des complexes CPPs/GAGs. La formation d’agrégats stables n’a été observée que pour les CPPs basiques qui comportent des résidus tryptophane dans leur séquence, qui se structurent en brin b suite à la complexation avec les GAGs. En absence de résidus tryptophane, un nombre critique de résidus arginine confère cependant aux séquences peptidiques des capacités d'internalisation similaires à celles des peptides avec tryptophane. Par ailleurs, l’hydrolyse de la sphingomyéline et la formation de domaines riches en céramide augmente l’entrée des CPPs dans les cellules sauvages plus que dans les cellules déficientes en GAGs. De plus, l’augmentation de l’entrée est plus marquée pour les peptides comprenant des résidus tryptophane, démontrant que la formation des domaines riches en céramide augmente l’endocytose des CPPs déclenchée par l’agrégation des GAGs


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Cell penetrating peptides (CPPs) had emerged over the past two decades as a new class of molecular carriers and promising tools as drug delivery systems. Nevertheless, in order to efficiently use CPPs for targeted delivery, two major points need to be clarified: the mechanism used for the entry and the final cellular localization. In this context, the present work aims to a better understanding of the molecular interactions between basic CPPs and the plasma membrane components, which might be involved in CPP internalization via different mechanisms. Our results show that a better affinity to cellular membranes does not correlate to a better efficacy of internalization, and thus the negatively charged sialic acids were more of inert captors of basic CPPs. On the other hand, glycosaminoglycans (GAGs) were shown to be efficiently implicated in the peptide entry via clustering, which was higher in the case of tryptophan-containing basic CPPs compared to peptides with no tryptophan residues. However, a critical number of arginine residues can compensate for the absence of tryptophan. The presence of tryptophan led to the formation of -strand structures in complex to GAGs. Furthermore, we show that sphingomyelin hydrolysis and generation of ceramide-enriched domains enhanced the uptake of CPPs, which was more pronounced in wild-type cells compared to cells deficient in GAGs. The enhancement of the peptide entry was by far more important for peptides containing tryptophan residues, demonstrating that generation of ceramide-enriched domains or hydrolysis of sphingomyelin in the plasma membrane increase the uptake of basic CPPs, mainly by increasing GAG-clustering

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Informations

  • Détails : 1 vol. (216 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 161-176. 284 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2012 324
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 2012 324
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