糖原酸酯合成方法的研究以及二环糖胺的合成

在糖化学中，糖原酸酯是一类重要的合成中间体，广泛运用于1,2-反式糖苷的合成，尤其对于寡糖的立体选择性合成具有重要的价值。目前文献报道的制备糖原酸酯的方法大多存在对环境不友好的问题。本文对传统的糖原酸酯制备方法进行了改进，通过研究发现无机碱也能够有效地催化合成糖原酸酯。以溴代糖和醇（或糖基受体）为原料，在无机碱、四丁基溴化铵、乙腈的体系中，合成了一系列简单醇糖原酸酯和糖-糖原酸酯。 聚乙二醇及其衍生物作为有机反应的溶剂和催化剂在有机化学中有广泛的应用。本文阐述了一种以溴代糖和醇（或糖基受体）为原料，在无机碱和聚乙二醇二甲醚反应体系中合成糖原酸酯的方法。该方法中，聚乙二醇二甲醚即作为绿色溶剂又作为催化剂，反应条件温和、环保、高效。 糖胺是一类重要的糖苷酶抑制剂，已在糖尿病和其他代谢紊乱等疾病的治疗中发挥了极其重要的作用。本文提供了一种合成一类具有潜在的糖苷酶抑制活性、结构新颖的二环糖胺的途径。该合成思路是以1-叠氮基-2-C-乙酰甲基-3,4,6-三-O-苄基-2-脱氧-β-D-葡萄糖为原料，经二环糖亚胺中间体，通过二环糖亚胺还原或加成得到一类二环糖胺。 Sugar orthoesters as one of the most important intermediates in carbohydrate chemistry, are used extensively in the synthesis of sugar 1,2-trans-glycosides, especially oligosaccharide. These methods in the literature are mostly eco-unfriendly. Herein we described a modified protocol for the preparation of sugar orthoesters using inorganic base, by improving the conventional method. Our method involves the treatment of peracetylated or perbenzotlated glycosyl bromides with alcohols in the presence of a quaternary ammonium salt and an inorganic alkali in acetonitrile solvent, affording both simple sugar orthoesters and sugar-sugar orthoesters. Polyethylene glycol and their derivatives as solvents or catalysts play a significant role in the organic reaction. We developed a novel and environmentally benign methodology towards the synthesis of sugar orthoesters, which are prepared by the reaction of peracetylated or perbenzotlated glycosyl bromides and alcohols in the presence of dimethyl ether of polyethylene glycol as either the reaction medium or catalyst. Glycosylamines and pseudo-glycosylamines have been tested against various glycosidases, and applied to the treatment of diabetes and other metabolic disorders. We presented a route of the synthesis of a bicyclic glycosylamine as a potential glycosidases inhibitor with unique structure. Reduction of 2-C-acetlymethyl-β-glucopyranosyl azide derivative firstly produced a bicyclic glycosylimine intermediate, and subsequently the bicyclic glycosylamine and its derivatives would be prepared through the selective reduction or addition the C=N double bond of the bicyclic glycosylimine intermediate.

2-C-支链-1,6-脱水吡喃葡萄糖的开环反应及吡喃烯糖的合成研究

在糖化学合成中，1,6-脱水吡喃糖不仅是合成具有生物活性低聚糖、糖共体、抗原、抗体以及天然产物等化合物重要原料，而且还是许多具有生物活性的天然产物的结构单元。同时，它还具有[3,2,1]的双环缩醛结构，使其在糖化学合成中具有高的立体选择性和区域选择性，同时减少了C-1 和C-6 位的保护和去保护的优点。此外，环内的缩醛开环后，又可以相应地在C-1 和C-6 位进行官能团转化以及糖苷化反应。 本文报道了一种新的1,6-脱水吡喃糖的合成方法，并设计合成了2-C-支链-1,6-脱水吡喃葡萄糖1-195、1-197、1-198 以及2-C-支链-6-硫代1,6-脱水吡喃葡萄糖1-225。到目前为止，1,6-脱水糖开环并进行糖苷化反应，存在选择性较差、产率低的缺点。我们发现，在乙腈做溶剂的条件下，NiCl5 能高立体选择性高产率地催化化合物1-195、1-197、1-198 开环并与ROH、RSH 发生糖苷化反应。在NiCl5-乙腈条件下，合成了一系列2-C-支链-α-糖苷和2-C-支链-β-硫代糖苷，并对2-C-支链1,6-脱水吡喃葡萄糖的生成机理以及开环机理进行了探讨。 烯糖在糖化学合成中是重要的起始原料，从Fischer 首次合成烯糖至今，一直不断地有新的合成方法出现。但目前文献报道的方法存在所用试剂有毒、价格贵和操作繁琐等缺点。我们对Fischer-Zach 方法进行了改进， 发现Zn-NaH2PO4-H2O 和Zn-PEG600-H2O 体系都能很好地合成烯糖。该方法具有条件温和、绿色环保、操作简单的优点。在Zn-NaH2PO4 溶液或Zn-PEG600 条件下，以溴代糖为原料，高产率地合成一系列的烯糖。 The 1,6-anhydrohexopyranoses are crucial subunits of myriad bioactive nature products, as well as important syntons of carbohydrate chemistry which have been extensively used to prepare the biologically potential oligosaccharides, glycoconjugates, antibiotics, and structurally varied nature products. Their particular [3.2.1] bicyclic skeleton makes them have high regio- and stereo-control in a variety of reactions, and such structure avoids protecting hydroxyl groups at C1 and C6.Additionally, the cleavage of the internal acetal under acidic conditions could be beneficial for further transformations of functional group and glycosylation of the corresponding pyranosyl sugar at the C6 or C1 site. Herein we developed a novel approach to prepare the 1,6-anhydrohexopyranose, and synthesized the 2-C-branched-1,6-anhydrohexopyranose 1-195, 1-197, 1-198 and 2-C-branched-6-thio-1,6-anhydrohexopyranose 1-225. Until now, glycosylation of 1,6-anhydrohexopyranoses has been limited because of the low yields and low stereoselectivity. In this paper, we found that NiCl5-MeCN system could selectively cleave the ring of 1,6-anhydrohexopyranoses with alcohols and thiols at room temperature in high yields. A series of 2-C-branched-α-glycosides and 2-C-branched-β-thioglycosides have been synthesized via NiCl5-catalyzed. Furthermore, we investigated the formation and ring-opening mechanism of 2-C-acetylmethyl-1,6-anhydrohexopyranose. Glycals are significant starting material in carbohydrate chemistry. After the Fischer-Zach method for forming glucal was reported for the first time, the numerous synthetic methods for glycals have been explored. However, there are several drawbacks in the existing methods, such as the usage of very expensive and toxic reagents, intricate operation, and the influence of acid-sensitive and base-sensitive functional group. We improved the Fischer-Zach method and developed a facile, mild and environmentally benign methodology towards the synthesis of the glycals in Zn-NaH2PO4-H2O or Zn-PEG600-H2O system. Our method involves the treatment of glycosyl bromides with Zn in NaH2PO4 aqueous solution or PEG600-H2O at room temperature, affording various glycals in excellent yields.

The immobilization of proteins on biodegradable polymer fibers via click chemistry

A facile and efficient method to immobilize bioactive proteins onto polymeric substrate was established. Testis-specific protease 50 (TSP50) was immobilized on ultrafine biodegradable polymer fibers, i.e., (1) to prepare a propargyl-containing polymer P(LA90-co-MPCIO) by introducing propargyl group into a cyclic carbonate monomer (5-methyl-5-propargyloxycarbonyl-1,3-dioxan2-one, MPC) and copolymerizing it with L-lactide; (2) to electrospin the functionalized polymer into ultrafine fibers; (3) to azidize the TSP50, and (4) to perform the click reaction between the propargyl groups on the fibers and the azido groups on the protein.

两种黄酮醇苷同分异构体的电喷雾质谱区分

Two flavonol glycoside isomers of Icariside Ⅰ and Caohuoside C were differentiated by electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MSn) method.In the negative ion mode,the two compounds with different glycosyl moieties showed the same ESI-MS spectrum,but obvious different MS2 spectra and thus they can be distinguished rapidly,accurately and easily by ESI-MS.

Cloning, characterization, and molecular application of a beta-agarase gene from Vibrio sp strain V134

V134, a marine isolate of the Vibrio genus, was found to produce a new beta-agarase of the GH16 family. The relevant agarase gene agaV was cloned from V134 and conditionally expressed in Escherichia coli. Enzyme activity analysis revealed that the optimum temperature and pH for the purified recombinant agarase were around 40 degrees C and 7.0. AgaV was demonstrated to be useful in two aspects: first, as an agarolytic enzyme, the purified recombinant AgaV could be employed in the recovery of DNA from agarose gels; second, as a secretion protein, AgaV was explored at the genetic level and used as a reporter in the construction of a secretion signal trap which proved to be a simple and efficient molecular tool for the selection of genes encoding secretion proteins from both gram-positive and gram-negative bacteria.

Cloning, characterization, and molecular application of a beta-agarase gene from Vibrio sp strain V134

V134, a marine isolate of the Vibrio genus, was found to produce a new beta-agarase of the GH16 family. The relevant agarase gene agaV was cloned from V134 and conditionally expressed in Escherichia coli. Enzyme activity analysis revealed that the optimum temperature and pH for the purified recombinant agarase were around 40 degrees C and 7.0. AgaV was demonstrated to be useful in two aspects: first, as an agarolytic enzyme, the purified recombinant AgaV could be employed in the recovery of DNA from agarose gels; second, as a secretion protein, AgaV was explored at the genetic level and used as a reporter in the construction of a secretion signal trap which proved to be a simple and efficient molecular tool for the selection of genes encoding secretion proteins from both gram-positive and gram-negative bacteria.

Synthesis of a group of diosgenyl saponins by a one-pot sequential glycosylation

A group of natural diosgenyl saponins was synthesized in a highly efficient manner employing the 'one-pot sequential glycosylation' protocol with the combined use of glycosyl trichloroacetimidates and thioglycosides. (C) 1999 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Multiple dextranases from the yeast Lipomyces starkeyi

The soil yeast Lipomyces starkeyi (NCYC 1436) secretes dextranase activity into the growth medium. Resolution of a dextranase-active protein fraction by SDS-PAGE produced three protein bands, of 66 kDa, 68 kDa and 78 kDa, and isoelectric focusing of the same fraction resulted in seven protein bands, of pIs 3.50, 3.85, 4.20, 4.80, 4.85, 5.00 and 5.30. Dextranase activity was demonstrated for all the isoelectric forms, and for the 78 kDa species in the presence of SDS. Amino acid compositions of the 66 kDa, 68 kDa and 78 kDa protein bands were determined, and the N-termini of the 66 kDa and 78 kDa protein bands were sequenced: the first two amino acids at the N-terminus of each protein were alanine and valine, respectively; an alanine-valine pair is seen early in the N-terminal coding sequences of the dextranases and the isopullulanase produced by the phylogenetically disparate organisms contributing to glycosyl hydrolase family 49.

The wbbD gene of E. coli strain VW187 (O7:K1) encodes a UDP-Gal:GlcNAc{alpha}-pyrophosphate-R {beta}1,3-galactosyltransferase involved in the biosynthesis of O7-specific lipopolysaccharide

In this work, we demonstrate that the wbbD gene of the O7 lipopolysaccharide (LPS) biosynthesis cluster in Escherichia coli strain VW187 (O7:K1) encodes a galactosyltransferase involved in the synthesis of the O7-polysaccharide repeating unit. The galactosyltransferase catalyzed the transfer of Gal from UDP-Gal to the GlcNAc residue of a GlcNAc-pyrophosphate-lipid acceptor. A mutant strain with a defective wbbD gene was unable to form O7 LPS and lacked this specific galactosyltransferase activity. The normal phenotype was restored by complementing the mutant with the cloned wbbD gene. To characterize the WbbD galactosyltransferase, we used a novel acceptor substrate containing GlcNAcalpha-pyrophosphate covalently bound to a hydrophobic phenoxyundecyl moiety (GlcNAc alpha-O-PO(3)-PO(3)-(CH(2))(11)-O-phenyl). The WbbD galactosyltransferase had optimal activity at pH 7 in the presence of 2.5 mM MnCl(2). Detergents in the assay did not increase glycosyl transfer. Digestion of enzyme product by highly purified bovine testicular beta-galactosidase demonstrated a beta-linkage. Cleavage of product by pyrophosphatase and phosphatase, followed by HPLC and NMR analyses, revealed a disaccharide with the structure Gal beta1-3GlcNAc. Our results conclusively demonstrate that WbbD is a UDP-Gal: GlcNAcalpha-pyrophosphate-R beta1,3-galactosyltransferase and suggest that the novel synthetic glycolipid acceptor may be generally applicable to characterize other bacterial glycosyltransferases.

Fast RNA conjugations on solid phase by strain-promoted cycloadditions

Strain promoted cycloaddition is presented as a tool for RNA conjugation on the solid phase; RNA-cyclooctyne conjugates are prepared by cycloaddition to both azide (strain-promoted azide-alkyne cycloaddition, SPAAC) and nitrile oxide dipoles (strain-promoted nitrile oxide-alkyne cycloaddition, SPNOAC). The conjugation is compatible with 2'-OMe blocks and with 2'-O-TBDMS protection on the ribose moieties of the sugar. Nitrile oxide dipoles are found to be more reactive click partners than azides. The conjugation proceeds within 10 min in aqueous solvents, at room temperature without any metal catalyst and tolerates dipoles of varying steric bulk and electronic demands, including pyrenyl, coumarin and dabcyl derivatives. © 2012 The Royal Society of Chemistry.

Replication of the association of GLT6D1 with aggressive periodontitis in a Sudanese population

BACKGROUND: Susceptibility to aggressive periodontitis (AgP) is influenced by genetic as well as environmental factors. Studies linking gene variants to AgP have been mainly centred in developed countries with limited data from Africa.
AIM: To investigate whether previously reported candidate gene associations with AgP could be replicated in a population from Sudan.


METHODS: The investigation was a case-control design. Cases with AgP (n = 132) and controls (n = 136) were identified from patients attending the Periodontal Department in Khartoum Dental Hospital. Genotyping was performed using the Sequenom MassARRAY iPLEX platform. Analysis focused on gene variants with a minor allele frequency (MAF) > 25% in the Sudanese subjects that had previously been reported to be associated with AgP.


RESULTS: One candidate gene rs1537415 (GLT6D1) was significantly associated with AgP, OR = 1.50 (95% CI 1.04-2.17), p = 0.0295 (increasing to p = 0.09 after correction for multiple testing). The association strengthened to OR = 1.56 (95% CI 1.15-2.16), p = 0.0042 when the controls were supplemented with data from the Hap map for the Yoruba in Ibadan (n = 147) and remained significant (p = 0.013) after correction for multiple testing.


CONCLUSION: The study independently replicated the finding that rs1537415, a variant in glycosyl transferase gene GLT6D1, is associated with AgP and provided the first report of genetic associations with AgP in a Sudanese population.

Novos derivados porfirínicos: síntese e potenciais aplicações em PDT

O trabalho apresentado nesta dissertação descreve estudos desenvolvidos segundo três metodologias para a funcionalização de meso-tetra-arilporfirinas; uma delas baseada na funcionalização com diazo compostos, outra na reacção de Suzuki-Miyaura e a terceira na reacção de metátese. O presente documento é composto por quatro partes distintas. Na primeira parte são feitas considerações gerais sobre propriedades e aplicações de macrociclos porfirínicos. Na segunda parte é apresentado o trabalho realizado na funcionalização de porfirinas com diazo compostos através de reacções de inserção com um catalisador de ródio(II). Este estudo envolveu a preparação de duas porfirinas com grupos O-H e N-H nas posições para dum substituinte meso-fenilo. Os estudos iniciaram-se com a reacção de 5-(4-hidroxifenil)-10,15,20-trifenilporfirinatozinco(II) com diazoacetato de etilo na presença de Rh2(OAc)4. Obteve-se o produto esperado de inserção com bons rendimentos. A reacção de 5-(4-aminofenil)- 10,15,20-trifenilporfirinatozinco(II) com esse diazo composto na presença de Rh2(OAc)4 mostrou um perfil diferente do da reacção com o outro porfirinato. Foram obtidos três produtos, a saber: produto de bis-inserção e dois outros contendo o grupo funcional amida. Este capítulo descreve ainda a síntese de glicoporfirinas e de glicoclorinas através de reacções de inserção e de ciclopropanação envolvendo, respectivamente, os complexos 5-(4-hidroxifenil)- 10,15,20-trifenilporfirinatozinco(II) e 5,10,15,20- tetraquis(pentafluorofenil)porfirinatozinco(II) com α-diazoacetatos com substituintes sacarídicos. Foram usados, como catalisadores, Rh2(OAc)4 e CuCl, respectivamente, na reacção de inserção e na de ciclopropanação. Tendo em vista a sua aplicação em PDT, os novos produtos foram descomplexados e a unidade glicosídica foi desprotegida. Estudos de geração de oxigénio singuleto mostraram que os compostos obtidos são bons geradores dessa espécie citotóxica. Foram também realizados estudos de avaliação da actividade fotodinâmica em células humanas tumorais HeLa e em células humanas saudáveis HaCaT. Estudos de viabilidade celular, após tratamento fotodinâmico, mostraram que as glicoclorinas são mais eficazes na fotoinactivação das células tumorais. Apenas o derivado da clorina com a unidade de galactose mostrou selectividade para a linha celular tumoral, inibindo o crescimento desta e não causando efeito significativo na linha celular saudável. Este fotossensibilizador não foi tóxico na ausência de luz e depois do tratamento fotodinâmico e em condições sub-letais, provocou vacuolização citoplasmática e retracção pronunciada nas células tumorais, enquanto que nas células saudáveis os danos sofridos foram escassos. Nos estudos de localização celular este fotossensibilizador localizou-se na membrana citoplasmática e nos lisossomas tanto nas células HeLa como nas HaCaT. Na terceira parte deste trabalho são descritos os resultados obtidos nos estudos de funcionalização de porfirinas através da reacção de Suzuki-Miyaura. O complexo 2-(4,4,5,5,-tetrametil-1,3,2-dioxaborolan-2-il)-5,10,15,20- tetrafenilporfirinatozinco(II) foi o composto escolhido como reagente de partida. Usando a reacção de Suzuki foi possível sintetizar complexos β-bromoarilporfirínicos em bons rendimentos. Estes complexos foram sujeitos à reacção de Suzuki com pinacolborano, tendo sido possível obter os produtos de acoplamento esperados e ainda derivados diméricos de complexos porfirínicos ligados por unidades fenileno. Esta metodologia reacional, catalisada por paládio, permitiu ainda sintetizar novos derivados quinolona-porfirina através da reacção do complexo porfirínico β-borilado anteriormente referido com bromo-quinolonas Nsubstiuídas com grupos alquílicos e glicosídicos. Deste modo foram obtidos derivados quinolona-porfirina em bons rendimentos. Com vista a realizar estudos de potencial aplicação em PACT, foram hidrolisados os grupos éster da unidade de quinolona e clivados os grupos protectores das unidades glicosídicas desses derivados. No estudo por MS Tandem (MS/MS) foi possível verificar que os isómeros dos derivados quinolona-porfirina sofrem as mesmas vias de fragmentação, confirmando as suas estruturas análogas. Foi possível ainda distinguir os derivados em que a unidade de porfirina está ligada à quinolona através da posição C-6 da quinolona daqueles em que a unidade de porfirina está ligada à quinolona através da sua posição C-7. Os estudos de geração de oxigénio singuleto mostraram que as porfirinas β- substituídas com unidades de quinolona são melhores geradoras desta espécie citotóxica do que a tetrafenilporfirina e que a eficiência que têm em gerar essa espécie é afectada pela posição da ligação entre a porfirina e a quinolona, assim como com o tipo do N-substituinte da quinolona. As bases livres dos conjugados quinolona-porfirinatos foram testadas como fotossensibilizadores em PACT em células do parasita Leishmania Braziliensis, tendo-se observado que estes compostos têm capacidade para fotoinactivar este parasita. Na quarta parte deste trabalho são descritos os resultados dos estudos de funcionalização de porfirinas através da reacção de metátese com catalisador de Grubbs, visando a obtenção de novos macrociclos com grupos triazolilo. Verificouse que a eficiência da reacção de metátese cruzada entre 2-vinil-5,10,15,20- tetrafenilporfirinatozinco(II) e 4-vinil-1,2,3-triazóis N-substituídos dependia das condições reaccionais e do triazol usado em cada caso. Foi possível ainda concluir que o impedimento estéreo das espécies envolvidas é um dos responsáveis pelo ciclo catalítico prosseguir por uma via secundária, originando uma espécie de ruténio pouco eficiente como catalisador. Este estudo foi estendido à reacção dos 4-vinil-1,2,3-triazois seleccionados com 2-butadienil-5,10,15,20- tetrafenilporfirinatoniquel(II); em cada caso foi possível obter uma mistura de isómeros dos derivados triazol-porfirina, geralmente em maiores rendimentos globais do que na reacção com 2-vinil-5,10,15,20-tetrafenilporfirinatozinco(II). Este facto será indicativo de que a reacção de metátase com esse derivado porfirínico segue, predominantemente, a via mais eficiente.

Synthèse de 4-désoxy hexopyrannoses, C-disaccharides et C-glycosides biologiquement actifs

Les glucides constituent la classe de molécules organiques la plus abondante et ceux-ci jouent des rôles cruciaux dans divers processus biologiques. De part leur importance médicinale, la préparation des désoxy-sucres, des C-glycosides et des C-disaccharides est devenue un sujet de pointe en synthèse organique. De façon générale, cette thèse décrit une nouvelle synthèse de novo des 4-désoxy hexopyrannoses en plus de la préparation de C-glycosides biologiquement actifs. De plus, une attention particulière a été portée à la préparation de novo de 4-désoxy-C-disaccharides. Dans un premier temps, le catalyseur de Cr(III) de Jacobsen et un complexe binaphtol/titane ont été utilisés pour réaliser des hétéro-Diels-Alder énantiosélectives. Les dihydropyrannes ainsi générés ont été transformés en 4-désoxy hexopyrannoses présents dans la nature. De cette façon, un dérivé de l’acide ézoaminuroïque, un précurseur de la désosamine et de la néosidomycine, a été préparé suivant cette approche de novo. De plus, à titre comparatif, la néosidomycine a également été fabriquée selon une approche chiron, à partir du méthyl alpha-D-mannopyrannoside. Finalement, une évaluation biologique préliminaire de la néosidomycine a été effectuée sur une la concanavaline-A (Chapitre 2). Dans un deuxième temps, une allylation stéréosélective sur un aldéhyde lié via des liens C-C à une unité mannoside a permis de générer un alcool homoallylique. Cette dernière fonctionnalité a été transformée en 4-désoxy hexopyrannose de configuration D ou L. De cette façon, la préparation de pseudo 4-désoxy-C-disaccharides, de 4-désoxy-C-disaccharides et de pseudo 4-désoxy aza-C-disaccharides a facilement été réalisée. Les rapports diastéréoisomériques de la réaction d’allylation ont été déterminés en plus de la configuration absolue des nouveaux centres stéréogéniques formés. La transformation des alcools homoallyliques en pyrannes poly hydroxylés ou en lactames poly hydroxylés a été réalisée, en plus de la déprotection de certains membres de cette famille pour une évaluation biologique préliminaire sur la concanavaline-A (Chapitre 3). Finalement, la synthèse de C-glycosides biologiquement actifs a été réalisée selon deux volets: i) préparation de 3-C-mannopyrannosyl coumarines et ii) synthèse de C-galactosides, inhibiteurs de la lectine PA-IL. Pour ce faire, le couplage de Heck a été utilisé à partir d’un ester alpha,bêta-insaturé, attaché à une unité glycosidique via des liens C-C, pour générer un dérivé glycosyl cinnamate de méthyle. Cependant, lorsque le 2-iodophénol est utilisé comme partenaire de Heck, la coumarine correspondante a été isolée. Les dérivés C-galactopyrannosyl cinnamates de méthyle représentent de bons inhibiteurs monovalents de la PA-IL avec un Kd aussi bas que 37 micro M (Chapitre 4).

Méthodologie pour la synthèse combinatoire d’azapeptides: application à la synthèse d’analogues aza-GHRP-6 en tant que ligands du récepteur CD36

Les azapeptides sont des mimes peptidiques où le carbone alpha d’un ou de plusieurs acides aminés est remplacé par un atome d’azote. Cette modification tend à stabiliser une conformation en repliement beta en raison de la répulsion électronique entre les paires d’électrons libres des atomes d’azote adjacents et de la géométrie plane de l’urée. De plus, le résidu semicarbazide a une meilleure résistance face aux protéases en plus d’être chimiquement plus stable qu’une liaison amide. Bien que les propriétés des azapeptides en fassent des mimes peptidiques intéressants, leurs méthodes de synthèses font appel à la synthèse laborieuse d’hydrazines substituées en solution. Le peptide sécréteur d’hormone de croissance 6 (GHRP-6, His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2) est un hexapeptide synthétique qui possède une affinité pour deux récepteurs distincts: les récepteurs GHS-R1a et CD36. Les travaux effectués au cours de mon doctorat qui seront détaillés dans cet ouvrage visent à atteindre deux objectifs: (1) le développement d’analogues du peptide GHRP-6 sélectif à un seul récepteur et (2) la mise au point d’une nouvelle méthodologie pour la synthèse combinatoire d’azapeptides. En réponse au premier objectif, la synthèse parallèle de 49 analogues aza-GHRP-6 a été effectuée et certains candidats sélectifs au récepteur CD36 ont été identifiés. L’étude de leurs propriétés anti-angiogéniques, effectuée par nos collaborateurs, a également permis d’identifier des candidats intéressants pour le traitement potentiel de la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Une nouvelle approche pour la synthèse combinatoire d’azapeptides, faisant appel à l’alkylation et la déprotection chimiosélective d’une sous-unité semicarbazone ancrée sur support solide, a ensuite été développée. La portée de cette méthodologie a été augmentée par la découverte de conditions permettant l’arylation régiosélective de cette sous-unité semicarbazone, donnant accès à treize nouveaux dérivés aza-GHRP-6 possédant des résidus aza-arylglycines aux positions D-Trp2 et Trp4. L’élaboration de conditions propices à l’alkylation et la déprotection chimiosélective de la semicarbazone a donné accès à une variété de chaînes latérales sur l’acide aminé « aza » préalablement inaccessibles. Nous avons, entre autres, démontré qu’une chaîne latérale propargyl pouvait être incorporée sur l’acide aminé « aza ». Tenant compte de la réactivité des alcynes, nous avons ensuite élaboré des conditions réactionnelles permettant la formation in situ d’azotures aromatiques, suivie d’une réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire sur support solide, dans le but d’obtenir des mimes de tryptophane. Sept analogues du GHRP-6 ont été synthétisés et testés pour affinité au récepteur CD36 par nos collaborateurs. De plus, nous avons effectué une réaction de couplage en solution entre un dipeptide possédant un résidu aza-propargylglycine, du paraformaldehyde et une variété d’amines secondaires (couplage A3) afin d’accéder à des mimes rigides d’aza-lysine. Ces sous-unités ont ensuite été incorporées sur support solide afin de générer sept nouveaux azapeptides avec des dérivés aza-lysine à la position Trp4 du GHRP-6. Enfin, une réaction de cyclisation 5-exo-dig a été développée pour la synthèse de N-amino imidazolin-2-ones en tant que nouveaux mimes peptidiques. Leur fonctionnalisation par une série de groupements benzyliques à la position 4 de l’hétérocycle a été rendue possible grâce à un couplage Sonogashira précédant la réaction de cyclisation. Les propriétés conformationnelles de cette nouvelle famille de composés ont été étudiées par cristallographie aux rayons X et spectroscopie RMN d’un tétrapeptide modèle. L’activité biologique de deux mimes peptidiques, possédant un résidu N-amino-4-méthyl- et 4-benzyl-imidazolin-2-one à la position Trp4 du GHRP-6, a aussi été examinée. L’ensemble de ces travaux devrait contribuer à l’avancement des connaissances au niveau des facteurs structurels et conformationnels requis pour le développement d’azapeptides en tant que ligands du récepteur CD36. De plus, les résultats obtenus devraient encourager davantage l’utilisation d’azapeptides comme peptidomimétiques grâce à leur nouvelle facilité de synthèse et la diversité grandissante au niveau de la chaîne latérale des acides aminés « aza ».

Destins des S-RNases et interactions moléculaires dans le tube pollinique dans le cadre de l’auto-incompatibilité gamétophytique chez Solanum chacoense

L’auto-incompatibilité (AI) est une barrière reproductive prézygotique qui permet aux pistils d’une fleur de rejeter leur propre pollen. Les systèmes d’AI peuvent prévenir l’autofertilisation et ainsi limiter l’inbreeding. Dans l’AI gamétophytique, le génotype du pollen détermine son propre phénotype d’incompatibilité, et dans ce système, les déterminants mâles et femelles de l’AI sont codés par un locus multigénique et multi-allélique désigné le locus S. Chez les Solanaceae, le déterminant femelle de l’AI est une glycoprotéine stylaire extracellulaire fortement polymorphique possédant une activité ribonucléase et désignée S-RNase. Les S-RNases montrent un patron caractéristique de deux régions hypervariables (HVa et HVb), responsables de leur détermination allélique, et cinq régions hautement conservées (C1 à C5) impliquées dans l’activité catalytique ou la stabilisation structurelle de ces protéines. Dans ce travail, nous avons investigué plusieurs caractéristiques des S-RNases et identifié un nouveau ligand potentiel aux S-RNases chez Solanum chacoense. L’objectif de notre première étude était l’élucidation du rôle de la région C4 des S-RNases. Afin de tester l’hypothèse selon laquelle la région C4 serait impliquée dans le repliement ou la stabilité des S-RNases, nous avons généré un mutant dans lequel les quatre résidus chargés présents en région C4 furent remplacés par des résidus glycine. Cette protéine mutante ne s’accumulant pas à des niveaux détectables, la région C4 semble bien avoir un rôle structurel. Afin de vérifier si C4 est impliquée dans une liaison avec une autre protéine, nous avons généré le mutant R115G, dans lequel un acide aminé chargé fût éliminé afin de réduire les affinités de liaison dans cette région. Ce mutant n’affectant pas le phénotype de rejet pollinique, il est peu probable que la région C4 soit impliquée dans la liaison des S-RNases avec un ligand ou leur pénétration à l’intérieur des tubes polliniques. Enfin, le mutant K113R, dans lequel le seul résidu lysine conservé parmi toutes les S-RNases fût remplacé par un résidu arginine, fût généré afin de vérifier si cette lysine était un site potentiel d’ubiquitination des S-RNases. Toutefois, la dégradation des S-RNases ne fût pas inhibée. Ces résultats indiquent que C4 joue probablement un rôle structurel de stabilisation des S-RNases. Dans une seconde étude, nous avons analysé le rôle de la glycosylation des S-RNases, dont un site, en région C2, est conservé parmi toutes les S-RNases. Afin d’évaluer la possibilité que les sucres conjugués constituent une cible potentielle d’ubiquitination, nous avons généré une S11-RNase dont l‘unique site de glycosylation en C2 fût éliminé. Ce mutant se comporte de manière semblable à une S11-RNase de type sauvage, démontrant que l’absence de glycosylation ne confère pas un phénotype de rejet constitutif du pollen. Afin de déterminer si l’introduction d’un sucre dans la région HVa de la S11-RNase pourrait affecter le rejet pollinique, nous avons généré un second mutant comportant un site additionnel de glycosylation dans la région HVa et une troisième construction qui comporte elle aussi ce nouveau site mais dont le site en région C2 fût éliminé. Le mutant comportant deux sites de glycosylation se comporte de manière semblable à une S11-RNase de type sauvage mais, de manière surprenante, le mutant uniquement glycosylé en région HVa peut aussi rejeter le pollen d’haplotype S13. Nous proposons que la forme non glycosylée de ce mutant constitue un allèle à double spécificité, semblable à un autre allèle à double spécificité préalablement décrit. Il est intéressant de noter que puisque ce phénotype n’est pas observé dans le mutant comportant deux sites de glycosylation, cela suggère que les S-RNases ne sont pas déglycosylées à l’intérieur du pollen. Dans la dernière étude, nous avons réalisé plusieurs expériences d’interactions protéine-protéine afin d’identifier de potentiels interactants polliniques avec les S-RNases. Nous avons démontré que eEF1A, un composant de la machinerie de traduction chez les eucaryotes, peut lier une S11-RNase immobilisée sur résine concanavaline A. Des analyses de type pull-down utilisant la protéine eEF1A de S. chacoense étiquetée avec GST confirment cette interaction. Nous avons aussi montré que la liaison, préalablement constatée, entre eEF1A et l’actine est stimulée en présence de la S11-RNase, bien que cette dernière ne puisse directement lier l’actine. Enfin, nous avons constaté que dans les tubes polliniques incompatibles, l’actine adopte une structure agrégée qui co-localise avec les S-RNases. Ces résultats suggèrent que la liaison entre eEF1A et les S-RNases pourrait constituer un potentiel lien fonctionnel entre les S-RNases et l’altération du cytosquelette d’actine observée lors des réactions d’AI. Par ailleurs, si cette liaison est en mesure de titrer les S-RNases disponibles à l’intérieur du tube pollinique, ce mécanisme pourrait expliquer pourquoi des quantités minimales ou « seuils » de S-RNases sont nécessaires au déclenchement des réactions d’AI.