Influence of the diketonato ligand on the cytotoxicities of [Ru(eta(6)-p-cymene)-(R(2)acac)(PTA)](+) complexes (PTA=1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane)

A series of compounds of general formula [Ru(eta(6)-p-cymene) (R(2)acac)(PTA)][X] (R(2)acac = Me(2)acac, tBu(2)acac, Ph(2)acac, Me(2)acac-Cl; PTA = 1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane; X = BPh4, BF4), and the precursor to the Me2acac-Cl derivative [Ru(eta(6)-p-cymene)(Me(2)acac-Cl)Cl], have been prepared and characterised spectroscopically. Five of the compounds have also been characterised in the solid state by X-ray crystallography. The tetrafluoroborate salts are water-soluble, quite resistant to hydrolysis, and have been evaluated for cytotoxicity against A549 lung carcinoma and A2780 human ovarian cancer cells. The compounds are cytotoxic towards the latter cell line, and relative activities are discussed in terms of hydrolysis (less important) and lipophilicity, which appears to exert the dominating influence.

Synthesis and characterization of a new class of anti-angiogenic agents based on ruthenium clusters.

New triruthenium-carbonyl clusters derivatized with glucose-modified bicyclophosphite ligands have been synthesized. These compounds were found to have cytostatic and cytotoxic activity and depending on the number of bicyclophosphite ligands, and could be tuned for either anti-cancer or specific anti-angiogenic activity. While some compounds had a broad cellular toxicity profile in several cell types others showed endothelial cell specific dose-dependent anti-proliferative and anti-migratory efficacy. A profound inhibition of angiogenesis was also observed in the in vivo chicken chorioallantoic membrane (CAM) model, and consequently, these new compounds have considerable potential in drug design, e.g. for the treatment of cancer.

Characterization of the hcnABC gene cluster encoding hydrogen cyanide synthase and anaerobic regulation by ANR in the strictly aerobic biocontrol agent Pseudomonas fluorescens CHA0.

The secondary metabolite hydrogen cyanide (HCN) is produced by Pseudomonas fluorescens from glycine, essentially under microaerophilic conditions. The genetic basis of HCN synthesis in P. fluorescens CHA0 was investigated. The contiguous structural genes hcnABC encoding HCN synthase were expressed from the T7 promoter in Escherichia coli, resulting in HCN production in this bacterium. Analysis of the nucleotide sequence of the hcnABC genes showed that each HCN synthase subunit was similar to known enzymes involved in hydrogen transfer, i.e., to formate dehydrogenase (for HcnA) or amino acid oxidases (for HcnB and HcnC). These similarities and the presence of flavin adenine dinucleotide- or NAD(P)-binding motifs in HcnB and HcnC suggest that HCN synthase may act as a dehydrogenase in the reaction leading from glycine to HCN and CO2. The hcnA promoter was mapped by primer extension; the -40 sequence (TTGGC ... ATCAA) resembled the consensus FNR (fumarate and nitrate reductase regulator) binding sequence (TTGAT ... ATCAA). The gene encoding the FNR-like protein ANR (anaerobic regulator) was cloned from P. fluorescens CHA0 and sequenced. ANR of strain CHA0 was most similar to ANR of P. aeruginosa and CydR of Azotobacter vinelandii. An anr mutant of P. fluorescens (CHA21) produced little HCN and was unable to express an hcnA-lacZ translational fusion, whereas in wild-type strain CHA0, microaerophilic conditions strongly favored the expression of the hcnA-lacZ fusion. Mutant CHA21 as well as an hcn deletion mutant were impaired in their capacity to suppress black root rot of tobacco, a disease caused by Thielaviopsis basicola, under gnotobiotic conditions. This effect was most pronounced in water-saturated artificial soil, where the anr mutant had lost about 30% of disease suppression ability, compared with wild-type strain CHA0. These results show that the anaerobic regulator ANR is required for cyanide synthesis in the strictly aerobic strain CHA0 and suggest that ANR-mediated cyanogenesis contributes to the suppression of black root rot.

Molecular characterization of signalling complexes involved in G-protein coupled receptor-induced cardiac hypertrophy

In response to pathological stresses, the heart undergoes a remodelling process associated with cardiac hypertrophy. Since sustained hypertrophy can progress to heart failure, there is an intense investigation about the intracellular signalling pathways that control cardiomyocyte growth. Accumulating evidence has demonstrated that most stimuli known to initiate pathological changes associated with the development of cardiac hypertrophy activate G protein-coupled receptors (GPCRs) including the αl-adrenergic- (αl-AR), Angiotensin II- (AT-R) and endothelin-1- (ET-R) receptors. In this context, we have previously identified a cardiac scaffolding protein, called AKAP-Lbc (Α-kinase anchoring protein), with an intrinsic Rho specific guanine nucleotide exchange factor activity, that plays a key role in integrating and transducing hypertrophic signals initiated by these GPCRs (Appert-Collin, Cotecchia et al. 2007). Activated RhoA controls the transcriptional activation of genes involved in cardiomyocyte hypertrophy through signalling pathways that remain to be characterized. Here, we identified the nuclear factor-Kappa Β (NF-κΒ) activating kinase ΙΚΚβ as a novel AKAP-Lbc interacting protein. This raises the hypothesis that AKAP-Lbc might promote cardiomyocyte growth by maintaining a signalling complex that promotes the activation of the pro-hypertrophic transcription factor NF-κΒ. In fact, the activation of NF- κΒ-dependent transcription has been detected in numerous disease contexts, including hypertrophy, ischemia/reperfusion injury, myocardial infarction, allograft rejection, myocarditis, apoptosis, and more (Hall, Hasday et al. 2006). While it is known by more than a decade that NF-κΒ is a critical mediator of cardiac hypertrophy, it is currently poorly understood how pro-hypertrophic signals controlling NF-κΒ transcriptional activity are integrated and coordinated within cardiomyocytes. In this study, we show that AKAP-Lbc and ΙΚΚβ form a transduction complex in cardiomyocytes that couples activation of αl-ARs to NF-κB-mediated transcriptional reprogramming events associated with cardiomyocyte hypertrophy. In particular, we can show that activation of ΙΚΚβ within the AKAP-Lbc complex promotes NF-κB-dependent production of interleukine-6 (IL-6), which, in turn, enhances foetal gene expression. These findings indicate that the AKAP-Lbc/ΙΚΚβ complex is critical for selectively directing catecholamine signals to the induction of cardiomyocyte hypertrophy.

Synthesis and anticancer activity of long-chain isonicotinic ester ligand-containing arene ruthenium complexes and nanoparticles

Arene ruthenium complexes containing long-chain N-ligands L1 = NC5H4-4-COO-C6H4-4-O-(CH2)9-CH3 or L2 = NC5H4-4-COO-(CH2)10-O-C6H4-4-COO-C6H4-4-C6H4-4-CN derived from isonicotinic acid, of the type [(arene)Ru(L)Cl2] (arene = C6H6, L = L1: 1; arene = p-MeC6H4Pr i , L = L1: 2; arene = C6Me6, L = L1: 3; arene = C6H6, L = L2: 4; arene = p-MeC6H4Pr i , L = L2: 5; arene = C6Me6, L = L2: 6) have been synthesized from the corresponding [(arene)RuCl2]2 precursor with the long-chain N-ligand L in dichloromethane. Ruthenium nanoparticles stabilized by L1 have been prepared by the solvent-free reduction of 1 with hydrogen or by reducing [(arene)Ru(H2O)3]SO4 in ethanol in the presence of L1 with hydrogen. These complexes and nanoparticles show a high anticancer activity towards human ovarian cell lines, the highest cytotoxicity being obtained for complex 2 (IC50 = 2 μM for A2780 and 7 μM for A2780cisR)

Characterization of a selective antagonist of neuropeptide Y at the Y2 receptor. Synthesis and pharmacological evaluation of a Y2 antagonist.

Neuropeptide Y (NPY) is a potent inhibitor of neurotransmitter release through the Y2 receptor subtype. Specific antagonists for the Y2 receptors have not yet been described. Based on the concept of template-assembled synthetic proteins we have used a cyclic template molecule containing two beta-turn mimetics for covalent attachment of four COOH-terminal fragments RQRYNH2 (NPY 33-36), termed T4-[NPY(33-36)]4. This structurally defined template-assembled synthetic protein has been tested for binding using SK-N-MC and LN319 cell lines that express the Y1 and Y2 receptor, respectively. T4-[NPY(33-36)]4 binds to the Y2 receptor with high affinity (IC50 = 67.2 nM) and has poor binding to the Y1 receptor. This peptidomimetic tested on LN319 cells at concentrations up to 10 microM shows no inhibitory effect on forskolin-stimulated cAMP levels (IC50 for NPY = 2.5 nM). Furthermore, we used confocal microscopy to examine the NPY-induced increase in intracellular calcium in single LN319 cells. Preincubation of the cells with T4-[NPY(33-36)]4 shifted to the right the dose-response curves for intracellular mobilization of calcium induced by NPY at concentrations ranging from 0.1 nM to 10 microM. Finally, we assessed the competitive antagonistic properties of T4-[NPY(33-36)]4 at presynaptic peptidergic Y2 receptors modulating noradrenaline release. the compound T4-[NPY(33-36)]4 caused a marked shift to the right of the concentration-response curve of NPY 13-36, a Y2-selective fragment, yielding a pA2 value of 8.48. Thus, to our best knowledge, T4-[NPY(33-36)]4 represents the first potent and selective Y2 antagonist.

Characterization of the role of Rho activating signalling complexes in G protein-coupled receptor induced cardiac fibrosis

Dans certaines conditions pathologiques, telles que l'hypertension artérielle ou l'infarctus du myocarde, le coeur répond à une augmentation de la post-charge par des processus de remodelage aboutissant à une hypertrophie du ventricule gauche. L'hypertrophie cardiaque est caractérisée par une croissance hypertrophique des cardiomyocytes, ainsi que par une différenciation des fibroblastes en un phenotype présentant une capacité accrue de synthèse protéiques, nommés myofibroblastes. Ceci résulte en une accumulation excessive des constituants de la matrice extracellulaire, ou autrement dit fibrose. En raison de son effet délétère sur la contractilité du coeur, menant sur le long terme à une insuffisance cardiaque, de nombreux efforts ont été déployés, afin de définir les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse profibrotique. A ce jour, de nombreuses études indiquent que la petite GTPase RhoA pourrait être un médiateur important de la réponse profibrotique du myocarde. Cependant, les facteurs d'échanges impliqués dans la transduction de signaux profibrotiques, via la régulation de son activité au niveau des fibroblastes cardiaques, n'ont pas encore été identifiés. De précédentes études menées dans le laboratoire, ont identifiées une nouvelle protein d'ancrage de la PKA, exprimée majoritairement dans le coeur, nommée AKAP-Lbc. Il a été montré que cette protéine, en plus de sa fonction de protein d'ancrage, possédait une activité de facteur d'échange de nucléotide guanine (GEF) pour la petite GTPase RhoA. Au niveau des cardiomyocytes, il a été montré que l'AKAP-Lbc participe à une voie de signalisation pro-hypertrophique, incluant la sous-unité alpha de la protéine G hétérotrimerique G12 et RhoA. Chose intéressante, des observations antérieures à cette étude, indiquent que dans le coeur, l'AKAP-Lbc est également exprimée dans les fibroblastes. Cependant aucunes études n'a encore reporté de fonction pour ce facteur d'échange dans les fibroblastes cardiaques. Dans ce travail, les résultats obtenus indiquent que dans les fibroblastes cardiaques, I'activation de RhoA par l'AKAP-Lbc est impliquée dans la transmission de signaux profibrotiques, en aval des récépteurs à l'angiotensine II. En particulier, nous avons observé que la suppression de l'expression de l'AKAP-Lbc dans les fibroblastes ventriculaires de rat adultes, réduisait fortement Γ activation de Rho induite par l'angiotensine II, la déposition de collagène, la capacité migratoire des fibroblastes ainsi que leur différenciation en myofibroblastes. A notre connaissance, l'AKAP-Lbc est le premier RhoGEF identifié comme médiateur de la réponse profibrotique dans les fibroblastes cardiaques. - In pathological conditions such as chronic hypertension or myocardial infarction, the myocardium is subjected to various biomechanical and biochemical stresses, and undergoes an adverse ventricular remodelling process associated with cardiomyocytes hypertrophy and excess deposition of extracellular matrix proteins resulting in fibrosis. During the fibrotic response, cardiac fibroblasts differentiate into a more mobile and contractile phenotype termed myofibroblasts. These cells, possess a greater synthetic ability to produce ECM proteins and have been implicated in diseases with increased ECM deposition including cardiac fibrosis. Because fibrosis impairs myocardial contractility and is associated with the progression to heart failure, a major cause of lethality worldwide, many efforts have been made to define the molecular players involved in this process. During these last years, increasing evidence suggests a role for the small GTPase RhoA in mediating the fibrotic response in CFbs. However the identity of the exchange factors that modulate its activity and transduce fibrotic signals in CFbs is still unknown. Earlier work in our laboratory identified a novel PKA anchoring protein expressed in the heart termed AKAP-Lbc that has been shown to function as anchoring protein as well as a guanine nucleotide exchange factor (GEF) for the small GTPase RhoA. In response to several hypertrophic stimuli we have shown that RhoGEF activity of AKAP-Lbc mediated by Gan promotes the activation of a signaling pathway including RhoA, leading to cardiomyocytes hypertrophy. Within the heart, previous observations made in the laboratory indicated that AKAP-Lbc was also expressed in fibroblasts. However its role in cardiac fibroblasts remained to be determined. In the present study, we show that AKAP-Lbc is critical for activating RhoA and transducing profibrotic signals downstream of angiotensin II receptors in cardiac fibroblasts. In particular, our results indicate that suppression of AKAP-Lbc expression by infecting adult rat ventricular fibroblasts with lentiviruses encoding AKAP-Lbc specific short hairpin RNAs strongly reduces angiotensin II-induced RhoA activation, collagen deposition as well as cell migration and differentiation. These findings identify AKAP-Lbc as the first Rho-guanine nucleotide exchange factor involved in a profibrotic signalling pathway at the level of cardiac fibroblasts.

Synthesis and immunological characterization of 104-mer and 102-mer peptides corresponding to the N- and C-terminal regions of the Plasmodium falciparum CS protein.

We investigated the immunogenicity and the conformational properties of the non-repetitive sequences of the Plasmodium falciparum circumsporozoite (CS) protein. Two polypeptides of 104 and 102 amino acids long, covering, respectively, the N- and C-terminal regions of the CS protein, were synthesized using solid phase Fmoc chemistry. The crude polypeptides were purified by a combination of size exclusion chromatography and RP-HPLC. Sera of mice immunized with the free polypeptides emulsified in incomplete Freund's adjuvant strongly reacted with the synthetic polypeptides as well as with native CS protein as judged by ELISA and IFAT assays. Most importantly, these antisera inhibited the sporozoite invasion of hepatoma cells. In addition, sera derived from donors living in a malaria endemic area recognized the CS 104- and 102-mers. Conformational studies of the CS polypeptides were also performed by circular dichroism spectroscopy showing the presence of a weakly ordered structure that can be increased by addition of trifluoroethanol. The obtained results indicate that the synthetic CS polypeptides and the natural CS protein share some common antigenic determinants and probably have similar conformation. The approach used in this study might be useful for the development of a synthetic malaria vaccine.

Characterization of polyphosphate synthesis by isolated yeast vacuoles

Polyphosphate (iPOP) is a linear polymer of orthophosphate units linked together by high energy phosphoanhydride bonds. It is found in all organisms, localized in organelles called acidocalcisomes and ranges from a few to few hundred monomers in length. iPOP has been found to play a vast array of roles in all organisms, including phosphate and energy metabolism, regulation of enzymes, virulence, pathogenicity, bone remodelling and blood clotting, among many others. Recently it was found that iPOP levels were increased in myeloma cells. The growing interest in iPOP in human cell lines makes it an interesting molecule to study. However, not much is known about its metabolism in eukaryotes. Acidocalcisomes are electron dense, acidic organelles that belong to the group of Lysosome Related Organelles (LROs). The conservation of acidocalcisomes among all kingdoms of life is suggestive of their important roles for the organisms. However, they are difficult to analyse because of limited biochemical tools for investigation. Yeast vacuoles present remarkable similarities to acidocalcisomes in terms of their physiological and structural features, including synthesis and storage of iPOP, which make them an ideal candidate to study biological processes which are shared between vacuoles and acidocalcisomes. The availability of tools for genetic manipulation and isolation of vacuoles makes yeast a candidate of choice for the characterization of iPOP synthesis in eukaryotes. Our group has identified the Vacuolar Transporter Chaperone (VTC) complex as iPOP polymerase and identified the catalytic subunit (Vtc4). The goal of my study was to characterize the process of iPOP synthesis by isolated vacuoles and to reconstitute iPOP synthesis in liposomes. The first step was to develop a method for monitoring iPOP by isolated vacuoles over time and comparing it with previously known methods. Next, a detailed characterization was performed to determine the modulators of the process, both for intact as well as solubilized vacuoles. Finally, attempts were made to purify the VTC complex and reconstitute it in liposomes. A parallel line of study was the translocation and storage of synthesized iPOP in the lumen of the vacuoles. As a result of this study, it is possible to determine distinct pools of iPOP- inside and outside the vacuolar lumen. Additionally, I establish that the vacuolar lysate withstands harsh steps during reconstitution on liposomes and retains iPOP synthesizing activity. The next steps will be purification of the intact VTC complex and its structure determination by cryo-electron microscopy. - Les organismes vivants sont composés d'une ou plusieurs cellules responsables des processus biologiques élémentaires tels que la digestion, la respiration, la synthèse et la reproduction. Leur environnement interne est en équilibre et ils réalisent un très grand nombre de réactions chimiques et biochimiques pour maintenir cet équilibre. A différents compartiments cellulaires, ou organelles, sont attribuées des tâches spécifiques pour maintenir les cellules en vie. L'étude de ces fonctions permet une meilleure compréhension de la vie et des organismes vivants. De nombreux processus sont bien connus et caractérisés mais d'autres nécessitent encore des investigations détaillées. L'un de ces processus est le métabolisme des polyphosphates. Ces molécules sont des polymères linéaires de phosphate inorganique dont la taille peut varier de quelques dizaines à quelques centaines d'unités élémentaires. Ils sont présents dans tous les organismes, des bactéries à l'homme. Ils sont localisés principalement dans des compartiments cellulaires appelés acidocalcisomes, des organelles acides observés en microscopie électronique comme des structures denses aux électrons. Les polyphosphates jouent un rôle important dans le stockage et le métabolisme de l'énergie, la réponse au stress, la virulence, la pathogénicité et la résistance aux drogues. Chez l'homme, ils sont impliqués dans la coagulation du sang et le remodelage osseux. De nouvelles fonctions biologiques des polyphosphates sont encore découvertes, ce qui accroît l'intérêt des chercheurs pour ces molécules. Bien que des progrès considérables ont été réalisés afin de comprendre la fonction des polyphosphates chez les bactéries, ce qui concerne la synthèse, le stockage et la dégradation des polyphosphates chez les eucaryotes est mal connu. Les vacuoles de la levure Saccharomyces cerevisiae sont similaires aux acidocalcisomes des organismes supérieurs en termes de structure et de fonction. Les acidocalcisomes sont difficiles à étudier car il n'existe que peu d'outils génétiques et biochimiques qui permettent leur caractérisation. En revanche, les vacuoles peuvent être aisément isolées des cellules vivantes et manipulées génétiquement. Les vacuoles comme les acidocalcisomes synthétisent et stockent les polyphosphates. Ainsi, les découvertes faites grâce aux vacuoles de levures peuvent être extrapolées aux acidocalcisomes des organismes supérieurs. Le but de mon projet était de caractériser la synthèse des polyphosphates par des vacuoles isolées. Au cours de mon travail de thèse, j'ai mis au point une méthode de mesure de la synthèse des polyphosphates par des organelles purifés. Ensuite, j'ai identifié des composés qui modulent la réaction enzymatique lorsque celle-ci a lieu dans la vacuole ou après solubilisation de l'organelle. J'ai ainsi pu mettre en évidence deux groupes distincts de polyphosphates dans le système : ceux au-dehors de la vacuole et ceux en-dedans de l'organelle. Cette observation suggère donc très fortement que les vacuoles non seulement synthétisent les polyphosphates mais aussi transfère les molécules synthétisées de l'extérieur vers l'intérieur de l'organelle. Il est très vraisemblable que les vacuoles régulent le renouvellement des polyphosphates qu'elles conservent, en réponse à des signaux cellulaires. Des essais de purification de l'enzyme synthétisant les polyphosphates ainsi que sa reconstitution dans des liposomes ont également été entrepris. Ainsi, mon travail présente de nouveaux aspects de la synthèse des polyphosphates chez les eucaryotes et les résultats devraient encourager l'élucidation de mécanismes similaires chez les organismes supérieurs. - Les polyphosphates (iPOP) sont des polymères linéaires de phosphates inorganiques liés par des liaisons phosphoanhydres de haute énergie. Ces molécules sont présentes dans tous les organismes et localisées dans des compartiments cellulaires appelés acidocalcisomes. Elles varient en taille de quelques dizaines à quelques centaines d'unités phosphate. Des fonctions nombreuses et variées ont été attribuées aux iPOP dont un rôle dans les métabolismes de l'énergie et du phosphate, dans la régulation d'activités enzymatiques, la virulence, la pathogénicité, le remodelage osseux et la coagulation sanguine. Il a récemment été montré que les cellules de myélome contiennent une grande quantité de iPOP. Il y donc un intérêt croissant pour les iPOP dans les lignées cellulaires humaines. Cependant, très peu d'informations sur le métabolisme des iPOP chez les eucaryotes sont disponibles. Les acidocalcisomes sont des compartiments acides et denses aux électrons. Ils font partie du groupe des organelles similaires aux lysosomes (LROs pour Lysosome Related Organelles). Le fait que les acidocalcisomes soient conservés dans tous les règnes du vivant montrent l'importance de ces compartiments pour les organismes. Cependant, l'analyse de ces organelles est rendue difficile par l'existence d'un nombre limité d'outils biochimiques permettant leur caractérisation. Les vacuoles de levures possèdent des aspects structuraux et physiologiques très similaires à ceux des acidocalcisomes. Par exemple, ils synthétisent et gardent en réserve les iPOP. Ceci fait des vacuoles de levure un modèle idéal pour l'étude de processus biologiques conservés chez les vacuoles et les acidocalcisomes. De plus, la levure est un organisme de choix pour l'étude de la synthèse des iPOP compte-tenu de l'existence de nombreux outils génétiques et la possibilité d'isoler des vacuoles fonctionnelles. Notre groupe a identifié le complexe VTC (Vacuole transporter Chaperone) comme étant responsable de la synthèse des iPOP et la sous-unité Vtc4p comme celle possédant l'activité catalytique. L'objectif de cette étude était de caractériser le processus de synthèse des iPOP en utilisant des vacuoles isolées et de reconstituer la synthèse des iPOP dans des liposomes. La première étape a consisté en la mise au point d'un dosage permettant la mesure de la quantité de iPOP synthétisés par les organelles isolés en fonction du temps. Cette nouvelle méthode a été comparée aux méthodes décrites précédemment dans la littérature. Ensuite, la caractérisation détaillée du processus a permis d'identifier des composés modulateurs de la réaction à la fois pour des vacuoles intactes et des vacuoles solubilisées. Enfin, des essais de purification du complexe VTC et sa reconstitution dans des liposomes ont été entrepris. De façon parallèle, une étude sur la translocation et le stockage des iPOP dans le lumen des vacuoles a été menée. Il a ainsi été possible de mettre en évidence différents groupes de iPOP : les iPOP localisés à l'intérieur et ceux localisés à l'extérieur des vacuoles isolées. De plus, nous avons observé que le lysat vacuolaire n'est pas détérioré par les étapes de reconstitution dans les liposomes et conserve l'activité de synthèse des iPOP. Les prochaines étapes consisteront en la purification du complexe intact et de la détermination de sa structure par cryo-microscopie électronique.