Agonist-induced desensitization of dopamine D1 receptor-stimulated adenylyl cyclase activity is temporally and biochemically separated from D1 receptor internalization.

The regulation of the dopamine D1 receptor was investigated by using c-myc epitope-tagged D1 receptors expressed in Sf9 (fall armyworm ovary) cells. Treatment of D1 receptors with 10 microM dopamine for 15 min led to a loss of the dopamine-detected high-affinity state of the receptor accompanying a 40% reduction in the ability of the receptor to mediate maximal dopamine stimulation of adenylyl cyclase activity. After 60 min of agonist exposure, 45 min after the occurrence of desensitization, 28% of the cell surface receptors were internalized into an intracellular light vesicular membrane fraction as determined by radioligand binding and supported by photoaffinity labeling, immunocytochemical staining, and immunoblot analysis. Pretreatment of cells with concanavalin A or sucrose completely blocked agonist-induced D1 receptor internalization without preventing agonist-induced desensitization, indicating a biochemical separation of these processes. Collectively, these findings indicate that the desensitization of D1 receptor-coupled adenylyl cyclase activity and D1 receptor internalization are temporarily and biochemically distinct mechanisms regulating D1 receptor function following agonist activation.

Evidence that the 50-kDa substrate of brefeldin A-dependent ADP-ribosylation binds GTP and is modulated by the G-protein beta gamma subunit complex.

Brefeldin A, a fungal metabolite that inhibits membrane transport, induces the mono(ADP-ribosyl)ation of two cytosolic proteins of 38 and 50 kDa as judged by SDS/PAGE. The 38-kDa substrate has been previously identified as glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH). We report that the 50-kDa BFA-induced ADP-ribosylated substrate (BARS-50) has native forms of 170 and 130 kDa, as determined by gel filtration of rat brain cytosol, indicating that BARS-50 might exist as a multimeric complex. BARS-50 can bind GTP, as indicated by blot-overlay studies with [alpha-32P]GTP and by photoaffinity labeling with guanosine 5'-[gamma-32P] [beta,gamma-(4-azidoanilido)]triphosphate. Moreover, ADP-ribosylation of BARS-50 was completely inhibited by the beta gamma subunit complex of G proteins, while the ADP-ribosylation of GAPDH was unmodified, indicating that this effect was due to an interaction of the beta gamma complex with BARS-50, rather than with the ADP-ribosylating enzyme. Two-dimensional gel electrophoresis and immunoblot analysis shows that BARS-50 is a group of closely related proteins that appear to be different from all the known GTP-binding proteins.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Synthesis and properties of heterobifunctional photoaffinity reagents for the identification and isolation of receptors

A method employing isotopically- and photoaffinity-labeled probes and polyclonal and monoclonal antibody to the probes for the identification, isolation and recovery of protein receptors is described. Antibody was raised against N-(3-(p-azido-m-($\sp{125}$I) -iodophenyl)) propionate (AIPP) coupled to and photolyzed to BSA. The antibodies specifically bound AIPP-derivatized proteins. An isolation system was developed utilizing this probe and two antigenically identical reversible analogues. N-(3-((p-azido-m-($\sp{125}$I) -iodo-phenyl)propionyl)amidoethyl-1,3-dithiopropionyl) succinimide (Reversible $\sp{125}$I-AIPPS) reacts with primary amines and N-(((3-p-azido-m-($\sp{125}$I) -iodophenyl)propionyl)amidoethyl)dithiopyridine ($\sp{125}$I-AIPP-PDA) reacts with reduced thiols. The applicability of the system was established by derivatizing known ligands (Transferrin and Interferon-alpha) with one of the probes. The ligand-probe was then allowed to interact with its receptor by incubation with SS5 lymphoma cells and cross-linked by photolysis at 300 nm. The photolyzed ligand/probe/receptor preparation was then recovered with AIPP antibody. Utilization of N-(3-((p-azido-m-($\sp{125}$I) -iodo-phenyl-propionyl)-amidoethyl-1,3-dithiopropionyl) succinimide (Reversible $\sp{125}$I-AIPPS) allowed the components of the photolyzed complex to be separated by treatment with 2-mercaptoethanol in the SDS-PAGE solubilization buffer. Ligand and receptor labeling were then assessed by Coomassie staining and autoradiography. Results of receptor assays suggest that $\sp{125}$I-AIPP was, indeed, transferred to moieties that represent the receptors for both Transferrin and Interferon-alpha. ^

Derivatives of 1,3,5-triamino-1,3,5-trideoxy-cis-inositas versatile pentadentate ligands for protein labeling with Re-186/188. Prelabeling, biodistribution, and X-ray structural studies

The pentadentate H(3)bhci [1,3,5-trideoxy-1,3-bis((2-hydroxybenzyl)amino)-cis-inistol] and its bifunctionalized analogue H(3)bhci-glu-H [1,3,5-trideoxy-1,3-bis((2-hydroxybenzyl)amino)-5-glutaramido-cis-inositol] were synthesized, and their coordination chemistry was investigated with inactive rhenium, with no carrier added Re-188 and with carrier added Re-186. The neutral Re(V) complexes [ReO-(bhci)] and [ReO(bhci-glu-H)] are formed in good yields starting from [ReOCl3(P(C6H5)(3))(2)] or in quantitative yield directly from [(ReO4)-Re-186/188](-) in aqueous solution by reduction with Sn(II) or Sn(0). The X-ray structures of [ReO(bhci)] and [ReO(bhci-glu-H)] were elucidated revealing pentadentate side on coordination of the ligands to the Re=O core. The basic cyclohexane frame adopts a chair form in the case of [ReO(bhci)] and a twisted boat form in the case of [ReO(bhci-glu-H)]. [ReO(bhci)] crystallizes in the monoclinic space group C2/c with a = 27.425(3), b = 14.185(1), c = 19.047(2) Angstrom, and beta = 103.64(2)degrees and [ReO(bhci-glu-H)] in the monoclinic space group P2(1)/c with a = 13.056(3), b = 10.180(1), c = 22.378(5) Angstrom and beta = 98.205(9)degrees Both Re-188 complexes are stable in human serum for at least 3 days without decomposition. After injection into mice, [ReO(bhci-glu)](-) is readily excreted through the intestines, while [ReO(bhci)] is excreted by intestines, liver, and the kidneys. TLC investigations of the urine showed exclusively the complexes [ReO(bhci-glu-H)] and [ReO(bhci)], respectively, and no decomposition products. For derivatization of antibodies, the carboxylic group of [ReO(bhci-glu-H)] was activated with N-hydroxysuccinimide, which required unusually vigorous reaction conditions (heating). The anti colon cancer antibody mAb-35 [IgG and F(ab')(2) fragment] was labeled with [(ReO)-Re-186/188(bhci-glu)] to a specific activity of up to 1.5 mCi/mg (55 MBq/mg) with full retention of immunoreactivity. Labeling yields followed pseudo-first-order kinetics in antibody concentration with the ratio of rates between aminolysis and hydrolysis being about 2. Biodistributions of Re-186-labeled intact mAb-35 as well as of its F(ab')(2) fragment in tumor-bearing nude mice revealed good uptake by the tumor with only low accumulation of radioactivity in normal tissue.

Abnormally increased effective connectivity between parahippocampal gyrus and ventromedial prefrontal regions during emotion labeling in bipolar disorder

Emotional liability and mood dysregulation characterize bipolar disorder (BID), yet no study has examined effective connectivity between parahippocampal gyrus and prefrontal cortical regions in ventromedial and dorsal/lateral neural systems subserving mood regulation in BD. Participants comprised 46 individuals (age range: 18-56 years): 21 with a DSM-IV diagnosis of BID, type I currently remitted; and 25 age- and gender-matched healthy controls (HC). Participants performed an event-related functional magnetic resonance imaging paradigm, viewing mild and intense happy and neutral faces. We employed dynamic causal modeling (I)CM) to identify significant alterations in effective connectivity between BD and HC. Bayes model selection was used to determine the best model. The right parahippocampal gyrus (PHG) and right subgenual cingulate gyrus (sgCG) were included as representative regions of the ventromedial neural system. The right dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) region was included as representative of the dorsal/lateral neural system. Right PHG-sgCG effective connectivity was significantly greater in BD than HC, reflecting more rapid, forward PHG-sgCG signaling in BD than HC. There was no between-group difference in sgCG-DLPFC effective connectivity. In BD, abnormally increased right PHG-sgCG effective connectivity and reduced right PHG activity to emotional stimuli suggest a dysfunctional ventromedial neural system implicated in early stimulus appraisal, encoding and automatic regulation of emotion that may represent a pathophysiological functional neural mechanism for mood dysregulation in BD. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

UHF RFID tag antenna for bottle labeling

In this paper we present a possible design for a passive RFID tag antenna on paper substrate to be integrated into bottle labels. Considering the application scenario, we verified and determined the permittivity and dissipation factor of the materials in order to simulate all the possible sources that would influence the antenna performance. The measured results reported a maximum reading range of 1.45 m even though the efficiency obtained with the antenna integrated into the bottle was only of 3%. © 2014 IEEE.

Labeling of Salmonella Typhymurium with iodine-131 to study phagocytic function in rats

The present study describes a method for labeling Salmonella typhymurium with iodine-131 to evaluate both the morphological and the functional characteristics of the reticulo-endothelial system. A suspension containing 2 x 10(9) bacteria per ml was labeled with carrier-free Na131I without reductor, with a labeling yield of 46.5 ± 3% and 3.5 ± 1.3% of free Iodine-131. The biodistribution of the labeled bacteria in rats was studied with a large field-of-view scintillation camera equiped with a pinhole collimator. Whole body images were obtained 15 and 30 minutes after intravenous injection of the labeled microorganisms. Images showed accumulation of bacteria in the liver and both normal and transplanted spleens of the animals. Autoradiographs of liver and spleen demonstrated labeled bacteria within the cells of the reticulo-endothelial system. The method described is easy to perform, has a good labeling yield and allows the functional evaluation of the reticulo-monophagocytic system, including transplanted spleens.

Functional brain perfusion evaluation with Arterial Spin Labeling at 3 Tesla

Dissertation submitted in Faculdade de Ciências e Tecnologia of Universidade Nova de Lisboa for the degree of Master of Biomedical Engineering

The effect of energy and traffic light labeling on parents purchasing decisions of cereals for their children

Objective: Nutritional labeling systems are considered a tool to fight obesity since they aim to contribute for more informed food choices as well as assist consumers to make healthier nutrition options and in this manner, contribute to a decrease in the obesity rate. This study intends to analyze the effect of different types of labeling systems on parents’ purchasing decisions for their children on a specific product: breakfast cereals. More precisely, how labels affect parents’ perception of healthiness regarding cereals and if the nutritional information has an effect on intended purchases for their children. Participants and methods: We conducted a study with 135 Portuguese parents of children aged 4 to12 years. Parents answered a questionnaire with one of three hypothetical cereals menus. Menus only differed in their nutritional labeling technique: no labels (control group), reference intake labels or traffic light labels. In addition, we conducted 20 face-to-face interviews to a different group of parents in order to perform a recall task. Findings: This paper provides no evidence to suggest that energy labeling or traffic light labeling systems alone were successful in helping parents making healthy purchases of cereals for their children. Therefore, there is the need to promote supplementary policies to encourage the consumption of healthier food and help fight obesity.

Use of nonradioactive labeling to detect large gene rearrangements in 21-hydroxylase deficiency

PURPOSE: To establish the Southern blotting technique using hybridization with a nonradioactive probe to detect large rearrangements of CYP21A2 in a Brazilian cohort with congenital adrenal hyperplasia due to 21-hydroxylase deficiency (CAH-21OH). METHOD: We studied 42 patients, 2 of them related, comprising 80 non-related alleles. DNA samples were obtained from peripheral blood, digested by restriction enzyme Taq I, submitted to Southern blotting and hybridized with biotin-labeled probes. RESULTS: This method was shown to be reliable with results similar to the radioactive-labeling method. We found CYP21A2 deletion (2.5%), large gene conversion (8.8%), CYP21AP deletion (3.8%), and CYP21A1P duplication (6.3%). These frequencies were similar to those found in our previous study in which a large number of cases were studied. Good hybridization patterns were achieved with a smaller amount of DNA (5 mug), and fragment signs were observed after 5 minutes to 1 hour of exposure. CONCLUSIONS: We established a non-radioactive (biotin) Southern blot/hybridization methodology for CYP21A2 large rearrangements with good results. Despite being more arduous, this technique is faster, requires a smaller amount of DNA, and most importantly, avoids problems with the use of radioactivity.

Development of metabolic labeling strategies to study changes in protein expression

Résumé : Les progrès techniques de la spectrométrie de masse (MS) ont contribué au récent développement de la protéomique. Cette technique peut actuellement détecter, identifier et quantifier des milliers de protéines. Toutefois, elle n'est pas encore assez puissante pour fournir une analyse complète des modifications du protéome corrélées à des phénomènes biologiques. Notre objectif était le développement d'une nouvelle stratégie pour la détection spécifique et la quantification des variations du protéome, basée sur la mesure de la synthèse des protéines plutôt que sur celle de la quantité de protéines totale. Pour cela, nous volions associer le marquage pulsé des protéines par des isotopes stables avec une méthode d'acquisition MS basée sur le balayage des ions précurseurs (precursor ion scan, ou PIS), afin de détecter spécifiquement les protéines ayant intégré les isotopes et d'estimer leur abondance par rapport aux protéines non marquées. Une telle approche peut identifier les protéines avec les plus hauts taux de synthèse dans une période de temps donnée, y compris les protéines dont l'expression augmente spécifiquement suite à un événement précis. Nous avons tout d'abord testé différents acides aminés marqués en combinaison avec des méthodes PIS spécifiques. Ces essais ont permis la détection spécifique des protéines marquées. Cependant, en raison des limitations instrumentales du spectromètre de masse utilisé pour les méthodes PIS, la sensibilité de cette approche s'est révélée être inférieure à une analyse non ciblée réalisée sur un instrument plus récent (Chapitre 2.1). Toutefois, pour l'analyse différentielle de deux milieux de culture conditionnés par des cellules cancéreuses humaines, nous avons utilisé le marquage métabolique pour distinguer les protéines d'origine cellulaire des protéines non marquées du sérum présentes dans les milieux de culture (Chapitre 2.2). Parallèlement, nous avons développé une nouvelle méthode de quantification nommée IBIS, qui utilise des paires d'isotopes stables d'acides aminés capables de produire des ions spécifiques qui peuvent être utilisés pour la quantification relative. La méthode IBIS a été appliquée à l'analyse de deux lignées cellulaires cancéreuses complètement marquées, mais de manière différenciée, par des paires d'acides aminés (Chapitre 2.3). Ensuite, conformément à l'objectif initial de cette thèse, nous avons utilisé une variante pulsée de l'IBIS pour détecter des modifications du protéome dans des cellules HeLa infectée par le virus humain Herpes Simplex-1 (Chapitre 2.4). Ce virus réprime la synthèse des protéines des cellules hôtes afin d'exploiter leur mécanisme de traduction pour la production massive de virions. Comme prévu, de hauts taux de synthèse ont été mesurés pour les protéines virales détectées, attestant de leur haut niveau d'expression. Nous avons de plus identifié un certain nombre de protéines humaines dont le rapport de synthèse et de dégradation (S/D) a été modifié par l'infection virale, ce qui peut donner des indications sur les stratégies utilisées par les virus pour détourner la machinerie cellulaire. En conclusion, nous avons montré dans ce travail que le marquage métabolique peut être employé de façon non conventionnelle pour étudier des dimensions peu explorées en protéomique. Summary : In recent years major technical advancements greatly supported the development of mass spectrometry (MS)-based proteomics. Currently, this technique can efficiently detect, identify and quantify thousands of proteins. However, it is not yet sufficiently powerful to provide a comprehensive analysis of the proteome changes correlated with biological phenomena. The aim of our project was the development of ~a new strategy for the specific detection and quantification of proteomé variations based on measurements of protein synthesis rather than total protein amounts. The rationale for this approach was that changes in protein synthesis more closely reflect dynamic cellular responses than changes in total protein concentrations. Our starting idea was to couple "pulsed" stable-isotope labeling of proteins with a specific MS acquisition method based on precursor ion scan (PIS), to specifically detect proteins that incorporated the label and to simultaneously estimate their abundance, relative to the unlabeled protein isoform. Such approach could highlight proteins with the highest synthesis rate in a given time frame, including proteins specifically up-regulated by a given biological stimulus. As a first step, we tested different isotope-labeled amino acids in combination with dedicated PIS methods and showed that this leads to specific detection of labeled proteins. Sensitivity, however, turned out to be lower than an untargeted analysis run on a more recent instrument, due to MS hardware limitations (Chapter 2.1). We next used metabolic labeling to distinguish the proteins of cellular origin from a high background of unlabeled (serum) proteins, for the differential analysis of two serum-containing culture media conditioned by labeled human cancer cells (Chapter 2.2). As a parallel project we developed a new quantification method (named ISIS), which uses pairs of stable-isotope labeled amino acids able to produce specific reporter ions, which can be used for relative quantification. The ISIS method was applied to the analysis of two fully, yet differentially labeled cancer cell lines, as described in Chapter 2.3. Next, in line with the original purpose of this thesis, we used a "pulsed" variant of ISIS to detect proteome changes in HeLa cells after the infection with human Herpes Simplex Virus-1 (Chapter 2.4). This virus is known to repress the synthesis of host cell proteins to exploit the translation machinery for the massive production of virions. As expected, high synthesis rates were measured for the detected viral proteins, confirming their up-regulation. Moreover, we identified a number of human proteins whose synthesis/degradation ratio (S/D) was affected by the viral infection and which could provide clues on the strategies used by the virus to hijack the cellular machinery. Overall, in this work, we showed that metabolic labeling can be employed in alternative ways to investigate poorly explored dimensions in proteomics.

Cell-specific localization of monocarboxylate transporters, MCT1 and MCT2, in the adult mouse brain revealed by double immunohistochemical labeling and confocal microscopy.

Recent evidence suggests that lactate could be a preferential energy substrate transferred from astrocytes to neurons. This would imply the presence of specific transporters for lactate on both cell types. We have investigated the immunohistochemical localization of two monocarboxylate transporters, MCT1 and MCT2, in the adult mouse brain. Using specific antibodies raised against MCT1 and MCT2, we found strong immunoreactivity for each transporter in glia limitans, ependymocytes and several microvessel-like elements. In addition, small processes distributed throughout the cerebral parenchyma were immunolabeled for monocarboxylate transporters. Double immunofluorescent labeling and confocal microscopy examination of these small processes revealed no co-localization between glial fibrillary acidic protein and monocarboxylate transporters, although many glial fibrillary acidic protein-positive processes were often in close apposition to elements labeled for monocarboxylate transporters. In contrast, several elements expressing the S100beta protein, another astrocytic marker found to be located in distinct parts of the same cell when compared with glial fibrillary acidic protein, were also strongly immunoreactive for MCT1, suggesting expression of this transporter by astrocytes. In contrast, MCT2 was expressed in a small subset of microtubule-associated protein-2-positive elements, indicating a neuronal localization. In conclusion, these observations are consistent with the possibility that lactate, produced and released by astrocytes (via MCT1), could be taken up (via MCT2) and used by neurons as an energy substrate.