Solution structure of the sodium channel antagonist conotoxin GS: A new molecular caliper for probing sodium channel geometry

Background: The venoms of Conus snails contain small, disulfide-rich inhibitors of voltage-dependent sodium channels. Conotoxin GS is a 34-residue polypeptide isolated from Conus geographus that interacts with the extracellular entrance of skeletal muscle sodium channels to prevent sodium ion conduction. Although conotoxin GS binds competitively with mu conotoxin GIIIA to the sodium channel surface, the two toxin types have little sequence identity with one another, and conotoxin GS has a four-loop structural framework rather than the characteristic three-loop mu-conotoxin framework. The structural study of conotoxin GS will form the basis for establishing a structure-activity relationship and understanding its interaction with the pore region of sodium channels. Results: The three-dimensional structure of conotoxin GS was determined using two-dimensional NMR spectroscopy. The protein exhibits a compact fold incorporating a beta hairpin and several turns. An unusual feature of conotoxin GS is the exceptionally high proportion (100%) of cis-imide bond geometry for the three proline or hydroxyproline residues. The structure of conotoxin GS bears little resemblance to the three-loop mu conotoxins, consistent with the low sequence identity between the two toxin types and their different structural framework. However, the tertiary structure and cystine-knot motif formed by the three disulfide bonds is similar to that present in several other polypeptide ion channel inhibitors. Conclusions: This is the first three-dimensional structure of a 'four-loop' sodium channel inhibitor, and it represents a valuable new structural probe for the pore region of voltage-dependent sodium channels. The distribution of amino acid sidechains in the structure creates several polar and charged patches, and comparison with the mu conotoxins provides a basis for determining the binding surface of the conotoxin GS polypeptide.

Diffuse-regressive alterations and apoptosis of myocytes: Possible causes of myocardial dysfunction in HIV-related cardiomyopathy

Objective: To determine the frequency of cardiac alterations in necropsies of AIDS patients in pre-HAART era and better understand the pathogenesis of HIV-related cardiomyopathy. Design: Retrospective study of 94 complete necropsies. Method: Macroscopic, histopathologic (histochemical,immunohistochemical and in situ hybridization techniques) and ultra structural myocardial evaluation (23 cases). Results: Cardiac alterations were observed in 94.4%; 74% showed variable degrees of cardiac dilation not related to known cardiovascular diseases. Eighty-two percent (81.8%) of patients with biventricular dilation showed diffuse-regressive alterations (thinning and waving cardiomyocytes with increase of lipofuscin pigment granules). Myocarditis was diagnosed in 27 cases (28.7%), 16 (59.3%) of known etiology. The ultra structural study has revealed cardiomyocytes alterations (mitochondriosis, loss of myofibrils, increase in the amount of perinuclear-lipofuscin pigment granules) associated to activation signals of capillary-endothelial cells (enhancement of pseudopodia and transcellular channels). Cardiomyocytes` apoptosis was demonstrated at structural level in 10 (43.5%) patients; tumor necrosis factor alpha (TNF alpha) was detected in 17/18 cases. Conclusions: This pioneer study described the association of histopathological and ultra structural findings (thinning and waving cardiomyocytes with increase of lipofuscin pigment granules, mitochondriosis and loss of myofibrils) with different degrees of cardiac-chamber dilation probably representing a spectrum of alterations that would lead to myocardial dysfunction and development of HIV-related cardiomyopathy. Cardiomyocytes` apoptosis observed at ultra structural level and demonstration of TNF alpha associated to described alterations suggest that this cytokine plays an important role in both negative-inotropic effect and capacity to induce apoptosis through death receptor-controlled pathway. (C) 2008 Published by Elsevier Ireland Ltd.

Periplasmic nitrate reductase revisited: a sulfur atom completes the sixth coordination of the catalytic molybdenum

J Biol Inorg Chem. 2008 Jun;13(5):737-53. doi: 10.1007/s00775-008-0359-6

The significance of the amoebocyte-producing organ in Biomphalaria glabrata

In molluscs, internal defence against microorganisms is performed by a single cell type, i.e., the haemocyte or amoebocyte. The origin of these cells in Biomphalaria glabrata was initially thought to be localised within the vasculo-connective tissue. More recently, origin from a single organ, termed the amoebocyte-producing organ (APO), has been postulated based on the occurrence of hyperplasia and mitoses during Schistosoma mansoni infection. The present investigation represents a histological, immuno-histochemical and ultra-structural study of the B. glabrata APO, whereby histological identification was facilitated by means of collecting epithelial basophilic cells. These cells were comprised of single-cell layers that cover a portion of the stroma, which contains many small, round cells and haemolymph sinuses, as well as a small area of the pericardial surface of the reno-pericardial region. On occasion, this epithelial component vaguely resembled the vertebrate juxtaglomerular apparatus, which reinforces its presumed relationship to the kidney. Both in normal and infected molluscs, mitoses were only occasionally found. The present quantitative studies failed to demonstrate the presence of APO cellular hyperplasia, either in normal or schistosome-infected B. glabrata. Conversely, several structural details from the APO region in B. glabrata were found to be consistent with the hypothesis that the APO is a filtration organ, i.e., it is more closely related to the kidney rather than the bone marrow, as has been suggested in the literature.

Geological transect across the Northwestern Himalaya in eastern Ladakh and Lahul (A model for the continental collision of India and Asia)

The detailed geological mapping and structural study of a complete transect across the northwestern Himalaya allow to describe the tectonic evolution of the north Indian continental margin during the Tethys ocean opening and the Himalayan Orogeny. The Late Paleozoic Tethys rifting is associated with several tectonomagmatic events. In Upper Lahul and SE Zanskar, this extensional phase is recorded by Lower Carboniferous synsedimentary transtensional faults, a Lower Permian stratigraphic unconformity, a Lower Permian granitic intrusion and middle Permian basaltic extrusions (Panjal Traps). In eastern Ladakh, a Permian listric normal fault is also related to this phase. The scarcity of synsedimentary faults and the gradual increase of the Permian syn-rift sediment thickness towards the NE suggest a flexural type margin. The collision of India and Asia is characterized by a succession of contrasting orogenic phases. South of the Suture Zone, the initiation of the SW vergent Nyimaling-Tsarap Nappe corresponds to an early phase of continental underthrusting. To the S, in Lahul, an opposite underthrusting within the Indian plate is recorded by the NE vergent Tandi Syncline. This structure is associated with the newly defined Shikar Beh Nappe, now partly eroded, which is responsible for the high grade (amphibolite facies) regional metamorphism of South Lahul. The main thrusting of the Nyimaling-Tsarap Nappe followed the formation of the Shikar Beh Nappe. The Nyimaling-Tsarap Nappe developed by ductile shear of the upper part of the subducted Indian continental margin and is responsible for the progressive regional metamorphism of SE Zanskar, reaching amphibolite facies below the frontal part of the nappe, near Sarchu. In Upper Lahul, the frontal parts of the Nyimaling-Tsarap and Shikar Beh nappes are separated by a zone of low grade metamorphic rocks (pumpellyite-actinolite facies to lower greenschist facies). At high structural level, the Nyimaling-Tsarap Nappe is characterized by imbricate structures, which grade into a large ductile shear zone with depth. The related crustal shortening is about 87 km. The root zone and the frontal part of this nappe have been subsequently affected by two zones of dextral transpression and underthrusting: the Nyimaling Shear Zone and the Sarchu Shear Zone. These shear zones are interpreted as consequences of the counterclockwise rotation of the continental underthrusting direction of India relative to Asia, which occurred some 45 and 36 Ma ago, according to plate tectonic models. Later, a phase of NE vergent `'backfolding'' developed on these two zones of dextral transpression, creating isoclinal folds in SE Zanskar and more open folds in the Nyimaling Dome and in the Indus Molasse sediments. During a late stage of the Himalayan Orogeny, the frontal part of the Nyimaling-Tsarap Nappe underwent an extension of about 15 km. This phase is represented by two types of structures, responsible for the tectonic unroofing of the amphibolite facies rocks of the Sarchu area: the Sarchu high angle Normal Fault, cutting a first set of low angle normal faults, which have been created by reactivation of older thrust planes related to the Nyimaling-Tsarap Nappe.

Partial melting of basic dykes in the contact aureoles of two shallow-level, gabbro-pyroxenite intrusions, Fuerteventura

THESIS ABSTRACT Low-pressure anatexis of basic dykes gave rise to unusual, zebra-like migmatites, in the contact metamorphic aureoles of two layered gabbro-pyroxenite intrusions, PXl and PX2, in the root zone of an ocean island, Fuerteventura Basal Complex (Canary Islands). This thesis focuses on the understanding of processes attributing to the partial melting and formation of these migmatites, characterised by a dense network of closely spaced, millimetre-wide leucocratic segregations with perfectly preserved igneous textures. The presence of fluids are required to decrease the solidus of basic igneous lithologies, to allow partial melting in such aloes-pressure (1-2 kb) environment. An oxygen isotope study was thus carried out on dykes inside and beyond the PX2 aureole, in order to decipher the nature and origin of such fluids. Low or negative δ18O values were obtained for whole rocks and mineral-separates, decreasing towards the contact, with the intrusion itself retaining fairly high values. This trend has been attributed to the advection of meteoric water during magma emplacement, with increasing fluid/rock ratios (higher dyke intensities towards the intrusion acting as fluid-pathways) and higher temperatures promoting increasing exchange during recrystallisation. A comparison of whole rock and mineral major- and trace- element data allowed the redistribution of elements .between different mineral phases and generations, during contact metamorphism and partial melting to be assessed. Certain trace-elements, e.g. Zr, Hf, Y, and REEs, were internally redistributed during contact metamorphic recrystallisation, causing- the enrichment of neocrystallised diopsides compared to relict phenocrysts. This has been assigned to the liberation of trace elements on the breakdown of primary minerals, kaersutite and sphene, on entering the thermal aureole. Major and trace element compositions of minerals in migmatite melanosomes and leucosomes are almost identical, pointing to a syn- or post- solidus reequilibration on cooling of the migmatite terrain. The mineralogical, textural and geochemical evolution of dykes in a contact metamorphic aureole, is recorded around an apophysis of the PX1 intrusion, where there is evidence of incipient partial melting. Hydrothermal mineral pseudomorphs in the outer parts of the aureole are progressively replaced by dry mineral assemblages, with increasingly recrystallised diopside and evidence of partial melting -the extent of which varies from one lithology to another. The appearance of more mafic lithologies towards the intrusion, with lower whole rock SiO2 and mobile element abundances, e.g. Rb, Cs, K, has been explained by the migration and accumulation of feldspathic material into leucosomes outside the samples. A micro-structural study of leucosomes and leucocratic pods, with the aid of high-resolution X-ray computed micro-tomography (HRXµCT), allowing the visualization and quantification of shapes and orientations, was carried out in order to better understand the processes of melt segregation in the PX1 aureole. Leucocratic pods, representing former amygdales, are considered as natural strain ellipsoids. Their short axes are oriented perpendicular to leucosome planes, which sub-parallel the intrusive contact. Leucosomes thus effectively represent foliation planes. This implies that the direction of maximum shortening, during migmatisation, was perpendicular to the orientation of leucosomes, contradicting earlier models that suggest leucosomes represent tension veins. RESUME DE LA THESE Un phénomène rare de fusion partielle de filons basiques à basse pression a été étudié dans les auréoles de contact de deux intrusions litées de gabbro-pyroxénite, PX1 et PX2, localisées dans le soubassement de l'île volcanique de Fuerteventura aux Canaries. Cette anatexie a engendré des migmatites finement zébrées d'aspect très inhabituel, dont les processus de formation ont été étudiés dans le présent travail. Ces roches sont caractérisées par un réseau dense de veinules leucocrates d'épaisseur millimétrique, dont les textures ignées sont parfaitement préservées. La fusion partielle de roches basiques à basse pression (1-2 kbar) requiert la présence d'eau afin d'abaisser le solidus du système à des températures géologiquement réalistes. Une étude comparative des isotopes de l'oxygène a ainsi été menée sur des filons respectivement affectés et non affectés par le métamorphisme de contact, afin de confirmer la présence de ces fluides, de déterminer l'importance de leur interaction avec les roches et leur origine. Des valeurs de δ180 basses ou négatives ont été mesurées sur roche totale et minéraux séparés, décroissantes en direction du contact, alors que l'intrusion elle-même a conservé des valeurs élevées. Ce gradient a été attribué à l'advection d'eau météorique durant la mise en place du magma, les températures les plus élevées favorisant d'autant plus la circulation des fluides et les échanges isotopiques durant la recristallisation des roches. Cette recristallisation engendré une redistribution chimique complète des éléments entre les différentes générations de minéraux résultant du métamorphisme de contact et de l'anatexie, mise en évidence par microanalyse. Certains éléments traces comme Zr, Hf, Y et les REE ont été concentrés dans le diopside néoformé consécutivement à la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments comme la kaersutite ou le sphène. Les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux des mélanosomes et leucosomes des migmatites sont pratiquement identiques, indiquant une rééquilibration syn- à postsolidus lors du refroidissement de l'auréole de contact. La transformation progressive des filons basiques au niveau de leur minéralogie, textures et composition chimique a pu être observée en détail à l'approche du contact d'une apophyse de l'intrusion PX1. La paragenèse magmatique initiale n'est jamais préservée, les faciès les plus distants du contact étant constitués d'un assemblage pseudomorphique hydrothermal. Ce dernier est progressivement remplacé par des assemblages anhydres incluant du diopside néoformé, puis apparaissent les premiers signes de fusion partielle, dont l'importance varie fortement d'une lithologie à l'autre. L'apparition de faciès plus basiques en direction du contact, avec des teneurs réduites en SiO2 et en éléments incompatibles tels Rb, Cs, K, a été attribuée à l'échappement de leucosomes feldspathiques hors du système. Une étude microstructurale de la distribution spatiale du matériel leucocrate au sein des migmatites par microtomographie X de haute résolution (HRXµCT) a été menée pour mieux comprendre les processus de ségrégation des liquides dans l'auréole de PX1. De petites entités ovoïdes, représentant d'anciennes structures amygdalaires au sein des filons, ont été considérées comme des ellipsoïdes marqueurs de la déformation finie. Leur petit axe est orienté perpendiculairement aux plans définis par les leucosomes, eux-mêmes subparallèles au contact intrusif. Les leucosomes matérialisent donc des plans de clivage. Ainsi, la direction de raccourcissement maximum durant la fusion partielle était perpendiculaire à l'orientation des leucosomes, contrairement à ce qui a été dit dans de précédentes publications, qui suggéraient que les leucosomes représentaient des veines de tension. RESUME DE LA THESE (POUR LE GRAND PUBLIC) L'observation directe du soubassement d'une île volcanique est une occasion rare, accessible dans le «complexe de base » de l'île canarienne de Fuerteventura. Ce dernier a enregistré divers phénomènes magmatiques, métamorphiques et de fusion partielle induits par l'intrusion répétée de magmas alimentant des appareils volcaniques sus jacents, sous forme de petits plutons, essaims de filons et complexes annulaires de gabbros alcalins, pyroxénites, syénites et carbonatites. Dans ce contexte de flux de chaleur élevé, des filons basiques ont subi une fusion partielle au contact de deux intrusions de gabbro-pyroxénite, un phénomène extrêmement rare à une profondeur aussi réduite, estimée à quelque 3-6 km. Les produits de cette fusion partielle sont des liquides très riches en feldspath, concentrés en un réseau dense de veinules blanches (leucosomes) au sein du matériau résiduel sombre non fondu (mélanosome) pour former ce qu'on appelle des migmatites. Outre les aspects pétrologiques liés à la formation de ces migmatites, l'intérêt majeur du phénomène réside dans le fait qu'il puisse représenter la source des magmas évolués parfois observés sur les îles océaniques. A des pressions aussi faibles que dans le soubassement de Fuerteventura (1-2 Kbar), la présence de fluides abondants est nécessaire pour abaisser la température de début de fusion des roches (solidus) à des valeurs géologiquement réalistes. Des expériences ont montré que même en présence de plusieurs %-poids d'eau, une température de 1000°C était encore nécessaire pour obtenir une proportion de liquide équivalente à celle observée sur le terrain, soit 25%. Or les magmas alcalins des îles océaniques, bien qu'hydratés, n'en contiennent de loin pas autant, ce qui implique une source d'eau externe. Une étude isotopique de l'oxygène a été entreprise afin de tester cette hypothèse. Les valeurs obtenues en 5180 sont basses ou négatives et indiquent l'influence d'eau d'origine météorique. Cette eau de pluie se serait infiltrée le long des filons depuis la surface du volcan et les aurait complètement hydrothermalisés en profondeur (situation encore visible à l'extérieur de l'auréole de contact), leur permettant ainsi de stocker l'eau nécessaire à leur fusion partielle ultérieure. L'interaction entre eau de pluie et filons a été d'autant plus importante que ces derniers étaient proches du contact avec l'intrusion, ce qui suggère que la circulation de ces eaux et leur interaction avec les roches a été favorisée par la chaleur fournie par l'intrusion elle-même. Un autre aspect de ce travail s'est focalisé sur la redistribution des éléments traces au sein des minéraux des filons basiques durant le métamorphisme de contact et la fusion partielle. Ainsi, le pyroxène de seconde génération est-il sensiblement enrichi en traces telles Zr, Hf, Y et les terres rares, par rapport au pyroxène magmatique originel, en relation avec la déstabilisation de minéraux primaires riches en ces éléments tels le sphène et la kaersutite. Cependant, les compositions en éléments majeurs et traces des minéraux recristallisés des migmatites sont pratiquement les mêmes dans les leucosomes et les mélanosomes, suggérant une rééquilibration chimique complète durant le refroidissement de ces lithologies. Si certaines migmatites se sont comportées en système chimiquement fermé (hormis l'eau météorique), d'autres filons ont manifestement perdu une partie de leurs leucosomes, ainsi qu'en témoigne leur composition progressivement appauvrie en silice et autres éléments incompatibles mobiles, tels K et Rb à l'approche du contact de l'intrusion. Parallèlement à cette évolution chimique, les paragenèses hydrothermales distantes du contact sont progressivement remplacées par des paragenèses anhydres, puis par l'apparition des premiers leucosomes, tandis que les textures magmatiques initiales sont complètement effacées au profit d'une combinaison de textures magmatique dans les leucosomes et en mosaïque dans les mélanosomes. Enfin, la distribution spatiale des liquides de fusion partielle a été étudiée par microtomographie X de haute résolution, dans des filons contenant des entités ovoïdes leucocrates, sans doute d'anciennes amygdales à zéolites. Ces dernières ont été considérées comme des ellipsoïdes de la déformation finie. L'orientation de leur petit axe, perpendiculaire au plan défini par les veinules de leucosomes, indique que ces derniers représentent des plans de clivage perpendiculaires à la direction de raccourcissement maximum. Ainsi, la ségrégation des liquides de fusion partielle se serait faite dans les plans de compression et non dans des plans de dilatation, contrairement à ce que laisserait penser le sens commun.

A minimal i-motif stabilized by minor groove G:T:G:T tetrads

The repetitive DNA sequences found at telomeres and centromeres play a crucial role in the structure and function of eukaryotic chromosomes. This role may be related to the tendency observed in many repetitive DNAs to adopt non-canonical structures. Although there is an increasing recognition of the importance of DNA quadruplexes in chromosome biology, the co-existence of different quadruplex-forming elements in the same DNA structure is still a matter of debate. Here we report the structural study of the oligonucleotide d(TCGTTTCGT) and its cyclic analog d. Both sequences form dimeric quadruplex structures consisting of a minimal i-motif capped, at both ends, by a slipped minor groove-aligned G:T:G:T tetrad. These mini i-motifs, which do not exhibit the characteristic CD spectra of other i-motif structures, can be observed at neutral pH, although they are more stable under acidic conditions. This finding is particularly relevant since these oligonucleotide sequences do not contain contiguous cytosines. Importantly, these structures resemble the loop moiety adopted by an 11-nucleotide fragment of the conserved centromeric protein B (CENP-B) box motif, which is the binding site for the CENP-B.

A minimal i-motif stabilized by minor groove G:T:G:T tetrads

The repetitive DNA sequences found at telomeres and centromeres play a crucial role in the structure and function of eukaryotic chromosomes. This role may be related to the tendency observed in many repetitive DNAs to adopt non-canonical structures. Although there is an increasing recognition of the importance of DNA quadruplexes in chromosome biology, the co-existence of different quadruplex-forming elements in the same DNA structure is still a matter of debate. Here we report the structural study of the oligonucleotide d(TCGTTTCGT) and its cyclic analog d. Both sequences form dimeric quadruplex structures consisting of a minimal i-motif capped, at both ends, by a slipped minor groove-aligned G:T:G:T tetrad. These mini i-motifs, which do not exhibit the characteristic CD spectra of other i-motif structures, can be observed at neutral pH, although they are more stable under acidic conditions. This finding is particularly relevant since these oligonucleotide sequences do not contain contiguous cytosines. Importantly, these structures resemble the loop moiety adopted by an 11-nucleotide fragment of the conserved centromeric protein B (CENP-B) box motif, which is the binding site for the CENP-B.

Outer membrane vesicles from cold-adapted antarctic bacteria

Many Gram-negative, cold-adapted bacteria from the Antarctic environment produce large amounts of extracellular matter with potential biotechnological applications. Transmission electron microscopy (TEM) analysis after high-pressure freezing and freeze substitution (HPF-FS) showed that this extracellular matter is structurally complex, appearing around cells as a netlike mesh, and composed of an exopolymeric substance (EPS) containing large numbers of outer membrane vesicles (OMVs). Isolation, purification and protein profiling via 1D SDS-PAGE confirmed the outer membrane origin of these Antarctic bacteria OMVs. In an initial attempt to elucidate the role of OMVs in cold-adapted strains of Gram-negative bacteria, a proteomic analysis demonstrated that they were highly enriched in outer membrane proteins and periplasmic proteins associated with nutrient processing and transport, suggesting that the OMVs may be involved in nutrient sensing and bacterial survival. OMVs from Gram-negative bacteria are known to play a role in lateral DNA transfer, but the presence of DNA in these vesicles has remained difficult to explain. A structural study of Shewanella vesiculosa M7T using TEM and Cryo-TEM revealed that this Antarctic Gram-negative bacterium naturally releases conventional one-bilayer OMVs, together with a more complex type of OMV, previously undescribed, which on formation drags along inner membrane and cytoplasmic content and can therefore also entrap DNA.

Outer membrane vesicles from cold-adapted antarctic bacteria

Many Gram-negative, cold-adapted bacteria from the Antarctic environment produce large amounts of extracellular matter with potential biotechnological applications. Transmission electron microscopy (TEM) analysis after high-pressure freezing and freeze substitution (HPF-FS) showed that this extracellular matter is structurally complex, appearing around cells as a netlike mesh, and composed of an exopolymeric substance (EPS) containing large numbers of outer membrane vesicles (OMVs). Isolation, purification and protein profiling via 1D SDS-PAGE confirmed the outer membrane origin of these Antarctic bacteria OMVs. In an initial attempt to elucidate the role of OMVs in cold-adapted strains of Gram-negative bacteria, a proteomic analysis demonstrated that they were highly enriched in outer membrane proteins and periplasmic proteins associated with nutrient processing and transport, suggesting that the OMVs may be involved in nutrient sensing and bacterial survival. OMVs from Gram-negative bacteria are known to play a role in lateral DNA transfer, but the presence of DNA in these vesicles has remained difficult to explain. A structural study of Shewanella vesiculosa M7T using TEM and Cryo-TEM revealed that this Antarctic Gram-negative bacterium naturally releases conventional one-bilayer OMVs, together with a more complex type of OMV, previously undescribed, which on formation drags along inner membrane and cytoplasmic content and can therefore also entrap DNA.

Propriedades estruturais e microestruturais de manganitas dopadas com cobre

We report a structural study on polycrystalline La0.86Sr0.14Mn1-y Cu yO3+delta samples (y = 0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20) using refinement of powder X-ray diffraction data and analysis of scanning electron microscopy images. It is found that the structure remains rhombohedral through the whole series, with a decrease in the average Mn-Mn bond distances, slight variations in Mn-O-Mn angle and reduction in the unit cell volume with increasing Cu amounts. The values of Mn-Mn distances suggest compact structures with d within ±1%. Scanning electron microscopy images reveal homogeneous microstructure in all samples, besides a trend for smaller grains and larger porosity with increasing Cu content.

Estudos espectroscópicos e estruturais dos polímeros de coordenação 2D, ∞[Tb(DPA)(HDPA)] e ∞[Gd(DPA)(HDPA)]

This paper presents the synthesis of the coordination polymers ∞[Ln(DPA)(HDPA)] (DPA=2,6-pyridinedicarboxylate; Ln= Tb and Gd), their structural and spectroscopic properties. The structural study reveals that the ∞[Ln(DPA)(HDPA)] has a single Ln+3 ion coordinated with two H2DPA ligands in tridentade coordination mode, while two others H2DPA establish a syn-bridge with a symmetry-related Ln3+, forming a two-dimensional structure. The spectroscopic studies show that ∞[Tb(DPA)(HDPA)] compound has high quantum yield (q x≈ 50.0%), due to the large contribution of radiative decay rate. Moreover triplet level is localized sufficiently over the emitter level 5D4 of theTb3+ ion, avoiding a retrotransference process between these states.

Crystallographic studies of fish hemoglobins

The present work reports our succesfull experience concerning crystallization of four fish hemoglobins from three Brazilian species of Teleosts: Liposarcus anisitsi, Brycon cephalus and Piaractus mesopotamicus. The data shown here is part of a systematic functional and structural study of fish hemoglobins with the aim of better understanding the outstanding range of functional and structural properties exhibited by these proteins. We also present a reduced sparse-matrix method for crystallization of fish hemoglobins, which can reduce the amount of hemoglobin initially used in the crystallization experiments.

Structure d'une tagatose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : étude d'une apparente perte de stéréospécificité

La tagatose-1,6-biphosphate aldolase de Streptococcus pyogenes est une aldolase de classe I qui fait montre d'un remarquable manque de spécificité vis à vis de ses substrats. En effet, elle catalyse le clivage réversible du tagatose-1,6-biphosphate (TBP), mais également du fructose-1,6-biphosphate (FBP), du sorbose-1,6-biphosphate et du psicose-1,6-biphosphate, quatre stéréoisomères, en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Afin de mettre à jour les caractéristiques du mécanisme enzymatique, une étude structurale de la TBP aldolase de S. pyogenes, un pathogène humain extrêmement versatile, a été entreprise. Elle a permis la résolution de la structure native et en complexe avec le DHAP, a respectivement 1.87 et 1.92 Å de résolution. Ces mêmes structures ont permis de se représenter plus clairement le site actif de l'enzyme en général, et les résidus catalytiques en particulier. Le trempage des cristaux de TBP aldolase dans une solution saturante de DHAP a en outre permis de piéger un authentique intermédiaire iminium, ainsi que sa géométrie particulière en atteste. Des expériences d'échange de proton, entreprises afin d'évaluer le stéréoisomérisme du transfert de proton catalytique, ont également permis de faire une intéressante découverte : la TBP aldolase ne peut déprotoner le coté pro-R du C3 du DHAP, mais peut le protonner. Ce résultat, ainsi que la comparaison de la structure du complexe TBP aldolase-DHAP avec la structure du complexe FBP aldolase de muscle de lapin- DHAP, pointe vers un isomérisme cis-trans autour du lien C2-C3 de la base de Schiff formée avec le DHAP. De plus, la résolution de ces deux structures a permis de mettre en évidence trois régions très mobiles de la protéine, ce qui pourrait être relié au rôle postulé de son isozyme chez S. pyogenes dans la régulation de l’expression génétique et de la virulence de la bactérie. La cristallographie par rayons X et la cinétique enzymatique ont ainsi permis d'avancer dans l'élucidation du mécanisme et des propriétés structurales de cette enzyme aux caractéristiques particulières.

Synthèse stéréosélective de dérivés cyclopropaniques di-accepteurs par catalyse avec des complexes de rhodium(II)

Les dérivés cyclopropaniques di-accepteurs représentent des intermédiaires synthétiques précieux dans l’élaboration de structures moléculaires complexes, ayant des applications dans plusieurs domaines de la chimie. Au cours de cet ouvrage, nous nous sommes intéressés à la synthèse de ces unités sous forme énantioenrichie en utilisant la cyclopropanation d’alcènes par catalyse avec des complexes de Rh(II) utilisant des composés diazoïques di-accepteurs comme substrats. Suite au développement initial d’une méthode de cyclopropanation d’alcènes catalytique asymétrique utilisant des nitro diazocétones, de multiples études expérimentales quant au mécanisme de stéréoinduction dans ce type de réaction ont été effectuées. Nous avons alors pu identifier le groupement p-méthoxyphénylcétone du substrat et le catalyseur Rh2(S-TCPTTL)4 comme étant une combinaison clé pour l’atteinte de diastéréosélectivités et d’excès énantiomères élevés. Ceci a mené au développement de deux autres méthodes de cyclopropanation stéréosélectives distinctes, utilisant soit une cyano diazocétone ou un céto diazoester. Nous avons démontré l’utilité des dérivés cyclopropaniques énantioenrichis obtenus par ces trois méthodes dans une panoplie de manipulations synthétiques, dont l’addition nucléophile d’amines et de cuprates, la cycloaddition formelle avec un aldéhyde, et la synthèse de dérivés cyclopropaniques importants en chimie médicinale. Une étude structurelle approfondie des complexes de Rh(II) chiraux nous a permis de déterminer les facteurs responsables de leur pouvoir d’énantioinduction dans notre système réactionnel, ce qui a d’énormes implications dans d’autres méthodologies utilisant ces mêmes catalyseurs. Le dévoilement d’une conformation inattendue dite ‘All-up’, ainsi que de la présence d’interactions stabilisantes régissant la rigidité de cet arrangement se sont avérés cruciaux dans notre compréhension du mécanisme. Dans le cadre de cette investigation, nous avons développé une méthode générale pour la synthèse de complexes de Rh(II) hétéroleptiques, multipliant ainsi le nombre de catalyseurs accessibles dans l’élaboration éventuelle de nouvelles réactions stéréosélectives, et nous permettant d’effectuer une étude structurelle plus détaillée. De plus, nous avons développé une méthode particulièrement efficace pour la synthèse d’un autre type de dérivé cyclopropanique di-accepteur par catalyse avec des complexes de Rh(II), les cyano-cyclopropylphosphonates. Les produits de cette transformation sont obtenus avec des énantiosélectivités élevées, et sont des substrats intéressants pour des réactions tandem d’ouverture de cycle par addition nucléophile / oléfination de composés carbonylés. De plus, ces composés sont des précurseurs de molécules utiles en chimie médicinale tels que les acides aminocyclopropylphosphoniques.