Facile access to new C-glycosides and C-glycoside scaffolds incorporating functionalised aromatic moieties

The tandem ene/intramolecular Sakurai cyclisation (IMSC) reaction has been successfully applied to thesynthesis of a range of C-glycosides, with key intermediates offering opportunities for functionalisation ofthe glycon moiety. To demonstrate the versatility of the approach to access the 2-deoxy-C-glycoside series,we synthesised diastereomerically pure C-glucoside and galactoside derivatives incorporating functionalisedaromatic, heteroaromatic and bicyclic aromatic moieties, in addition to the C-homologue of(±)-b-2-deoxy-glucose 6-phosphate.

Clathrin adaptor epsinR is required for retrograde sorting on early endosomal membranes

Retrograde transport links early/recycling endosomes to the trans-Golgi network (TGN), thereby connecting the endocytic and the biosynthetic/secretory pathways. To determine how internalized molecules are targeted to the retrograde route, we have interfered with the function of clathrin and that of two proteins that interact with it, AP1 and epsinR. We found that the glycosphingolipid binding bacterial Shiga toxin entered cells efficiently when clathrin expression was inhibited. However, retrograde transport of Shiga toxin to the TGN was strongly inhibited. This allowed us to show that for Shiga toxin, retrograde sorting on early/recycling endosomes depends on clathrin and epsinR, but not AP1. EpsinR was also involved in retrograde transport of two endogenous proteins, TGN38/46 and mannose 6-phosphate receptor. In conclusion, our work reveals the existence of clathrin-independent and -dependent transport steps in the retrograde route, and establishes a function for clathrin and epsinR at the endosome-TGN interface.

EpsinR an AP1/clathrin interacting protein involved in vesicle trafficking

EpsinR is a clathrin-coated vesicle (CCV) enriched 70-kD protein that binds to phosphatidylinositol-4-phosphate, clathrin, and the gamma appendage domain of the adaptor protein complex 1 (AP1). In cells, its distribution overlaps with the perinuclear pool of clathrin and AP1 adaptors. Overexpression disrupts the CCV-dependent trafficking of cathepsin D from the trans-Golgi network to lysosomes and the incorporation of mannose-6-phosphate receptors into CCVs. These biochemical and cell biological data point to a role for epsinR in AP1/clathrin budding events in the cell, just as epsin1 is involved in the budding of AP2 CCVs. Furthermore, we show that two gamma appendage domains can simultaneously bind to epsinR with affinities of 0.7 and 45 microM, respectively. Thus, potentially, two AP1 complexes can bind to one epsinR. This high affinity binding allowed us to identify a consensus binding motif of the form DFxDF, which we also find in gamma-synergin and use to predict that an uncharacterized EF-hand-containing protein will be a new gamma binding partner.

Hydration, conformational states and kinetics of yeast hexokinase PII /

The kinetic study of the coupled enzymatic reaction involving monomeric yeast hexokinase PII (HK) and yeast glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PDH) yields a Michaelis constant of 0.15 ± 0.01 mM for D-glucose. At pH 8.7 HK is present in monomeric form. The addition of polyethylene glycol (PEG), to the reaction mixture increased the affinity of HK for glucose, independent ofMW of the PEG from 2000 to 10000. The osmotic stress exerted by PEG can be used to measure the change in number of water molecules that accompany enzyme conformational changes (Rand, et al., 1993). Results indicate that the G-6-PDH is not osmotically sensitive and thus, the change in the number of PEG-inaccessible water molecules (ANw) measured in the coupled reaction is only the difference between the glucose-bound and glucosefree conformations of HK. ANw ~ 450 with PEGs of MW > 2000 under conditions for both binding (Reid and Rand, 1997) and kinetic assays. The contribution water may play in the binding of ATP (Km = 0.24 + 0.02 mM) has also been examined. It was found that in this case ANw = (for osmotic pressures < 2.8x10* dynes/cm^), suggesting no additional numbers of waters are displaced when ATP binds to HK. Osmotic pressure experiments were also performed with dimeric HK. It was determined that both the monomeric and dimeric forms of HK give the same ANw under low pressures. If this large ANw is due to conformational flexibility, it would appear that the flexibility is not reduced upon dimerization ofthe enzyme.

Rôle du 4-hydroxynonénal dans la régulation du métabolisme des chondrocytes arthrosiques

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Impact of neonatal total parenteral nutrition and early glucose-enriched diet on glucose metabolism and physical phenotypes in Guinea Pig

Les oxydants infusés avec la nutrition parentéral (NP) néonatale induisent une modification du métabolisme des lipides et du glucose, donnant lieu à l’âge adulte à un phénotype de carence énergétique (faible poids, baisse de l’activité physique). L’hypothèse qu’une diète précoce riche en glucose prévient ces symptômes plus tard dans la vie, fut évalué chez le cobaye par un ANOVA en plan factoriel complet à deux facteurs (p < 0:05) : NP du jour 3 à 7, suivit d’une nourriture régulière (chow) (NP+) vs. chow à partir du 3ième jour (NP-), combiné avec une eau de consommation enrichie en glucose (G+) ou non (G-) à partir de la 3ième semaine. Les paramètres suivant ont été mesurés à l’âge de 9 semaine: taux de croissance, activité physique, activité de phosphofructokinase-1 et glucokinase (GK), niveau hépatique de glucose-6-phosphate (G6P), glycogène, pyruvate et potentiel redox du glutathion, poids du foie, glycémie, tolérance au glucose, concentrations hépatiques et plasmatiques en triacylglycérides (TG) et cholestérol. Le groupe G+ (vs. G-) avait un taux de croissance plus bas, une activité de GK et une concentration en G6P plus élevée, et un potentiel redox plus bas (moins oxydé). Le niveau plasmatique de TG était moins élevé dans le groupe NP+ (vs. NP-). Les traitements n’eurent aucun effet sur les autres paramètres. Ces résultats suggèrent qu’indépendamment de la NP, une alimentation riche en glucose stimule la glycolyse et déplace l’état redox vers un statut plus réduit, mais ne surmonte pas les effets de la NP sur le phénotype physique de carence énergétique.

Carbon metabolism in transgenic roots with altered levels of hexokinase and triosephosphate isomerase and growing under different nitrogen status

Ce projet a pour but d’évaluer la capacité de la voie des pentoses phosphates (VPP) dans les racines transgéniques de pomme de terre (Solanum tuberosum) modifiées pour exprimer différents niveaux de l'hexokinase (HK) et de la triosephosphate isomérase cytosolique (cTPI). Dans les racines, la VPP alimente la voie de l’assimilation de l’azote en equivalents réducteurs et permet donc la biosynthèse des acides aminés. Le glucose-6-phosphate produit par l’HK est consommé par la partie oxydative de la VPP catalysée par la glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PDH) et la 6-phosphogluconate déshydrogénase (6PGDH). Les changements dans l'expression de HK et cTPI peuvent affecter le fonctionnement de la VPP et les mécanismes qui sont liés à l’utilisation des équivalents réducteurs produits par la VPP, comme l'assimilation de l’azote et la synthèse des acides aminés. Afin d’évaluer l’effet des manipulations génétiques de l’HK et de la cTPI sur l’assimilation de l’azote, nous avons cultivé les racines transgéniques sur des milieux contenant des concentrations élevées (7 mM) ou basses (0,7 mM) de nitrate d’ammonium comme source d’azote. Les résultats montrent que la culture sur un milieu riche en azote induit les activités G6PDH et 6PGDH. Les données montrent que la capacité de la VPP est plus grande avec des niveaux élevés en HK ou en cTPI. Nous avons aussi pu démontrer une plus grande activité spécifique de l’HK dans les conditions pauvres en azote. Ces données ont été complémentées par des mesures des pools d’acides aminés dans les racines transgéniques cultivées sur différents niveaux d’azote. Aucune tendance notable des pools d’acides aminés n’a été remarquée dans les racines modifiées pour leur contenu en HK suggèrant que la manipulation de HK n’affecte pas l'assimilation de l’azote. Dans les racines transgéniques modifiées pour la cTPI, les ratios Gln/Glu et Asn/Asp sont plus élevés chez les clones antisens, indiquant une assimilation de l’azote plus élevée. Ces résultats ont démontré l'activation de l'assimilation de l’azote chez les clones antisens cTPI dans les conditions élevées et basses d’azote alors que la manipulation de l’HK n’affecte pas l’assimilation de l’azote.

Fonction de la protéine Ceroid lipofuscinosis neuronal 5 (CLN5) dans le tri et le recyclage à l’endosome

Le tri et le transport efficace des hydrolases acides vers le lysosome jouent un rôle critique pour la fonction des cellules. Plus de 50 maladies humaines sont dues à des mutations des enzymes lysosomales, des protéines régulant des processus-clés du transport vers le lysosome ou des enzymes effectuant des modifications posttraductionnelles importantes pour la fonction du lysosome. L’objectif de cette thèse est d’identifier des protéines et des mécanismes permettant à la cellule de réguler le transport des enzymes vers le lysosome. Nous avons formulé l’hypothèse que des protéines mutées dans des maladies lysosomales et dont les fonctions étaient inconnues pouvaient jouer un rôle dans le transport vers le lysosome. Les céroïdes-lipofuscinoses neuronales forment une famille de maladies lysosomales rares mais sont aussi les maladies neurodégénératives infantiles les plus fréquentes. Plusieurs gènes impliqués dans les NCL encodent des protéines aux fonctions inconnues. Les travaux présentés dans cette thèse ont identifié la protéine « ceroid lipofuscinosis neuronal-5 » (CLN5) qui est localisée à l’endosome et au lysosome comme élément nécessaire au recrutement et à l’activation de rab7. Rab7 est une protéine Rab-clé qui contrôle le trafic à l’endosome tardif. Cette petite GTPase est impliquée dans le recrutement de retromer, un complexe protéique qui régule le trafic de l’endosome vers l’appareil de Golgi des récepteurs de tri lysosomal comme sortilin et le récepteur du mannose-6-phosphate. Dans les cellules où CLN5 est déplété, les récepteurs de tri lysosomal sont moins recyclés plus rapidement dégradés. En utilisant des expériences de photomarquage nous avons aussi pu démontrer que Rab7 est moins activées en l’absence de CLN5. Pour exécuter leur fonction les protéines rabs doivent être recrutée à la membrane et activées par l’échange d’une molécule de GDP pour une molécule de GTP. Le recrutement des Rabs à la membrane nécessite une modification posttraductionnelle lipidique pour être facilités. En utilisant un modèle de levures nous avons démontré que l’homologue de Rab7, Ypt7 est palmitoylée. Nous avons aussi démontré que la palmitoyltransférase Swif1 est nécessaire au recrutement de Ypt7 à la membrane. Nous avons aussi remarqué que les sous- unités de retromer chez la levure sont moins recrutées lorsque les palmitoyltransférases sont déplétées. Dans les cellules de mammifères nous avons démontré que Rab7 est également palmitoylé et que cette palmitoylation est possiblement effectuée par les palmitoyltransférases DHHC1 et DHHC8. La palmitoylation de Rab7 a lieu sur les cystéines en C-terminal qui sont nécessaires au recrutement membranaire et qui auparavant étaient uniquement décrites comme prénylées. En utilisant la méthode de « click chemistry » nous avons découvert que lorsque la prénylation de Rab7 est bloquée le niveau de palmitoylation augmente. Pour caractériser l’interaction entre CLN5 et Rab7 nous avons performé des expériences afin d’établir définitivement la topologie de cette protéine. Nous avons ainsi démontré que CLN5 est une protéine hautement glycosylée qui est initialement traduite en protéine transmembranaire et subséquemment clivée par un membre de la famille des peptidase de peptide signal (SPP). Cette protéine soluble peut alors possiblement interagir avec CLN3 qui est aussi palmitoylée pour recruter et activer Rab7. Nos études suggèrent pour la première fois que CLN5 pourrait être un recruteur et un activateur de Rab7 qui agirait avec la protéine CLN3 pour séquestrer Rab7 avec les autres récepteurs palmitoylés et permettre leur recyclage vers l’appareil de Golgi.

Búsqueda de selección en el polimorfismo 677C>T (c.665C>T) del gen de la metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR) en una población Colombiana

Se realizó un estudio genético – poblacional en dos grupos etarios de población colombiana con la finalidad de evaluar las diferencias genéticas relacionadas con el polimorfismo MTHFR 677CT en busca de eventos genéticos que soporten la persistencia de este polimorfismo en la especie humana debido que este ha sido asociado con múltiples enfermedades. De esta manera se genotipificaron los individuos, se analizaron los genotipos, frecuencias alélicas y se realizaron diferentes pruebas genéticas-poblacionales. Contrario a lo observado en poblaciones Colombianas revisadas se identificó la ausencia del Equilibrio Hardy-Weinberg en el grupo de los niños y estructuras poblacionales entre los adultos lo que sugiere diferentes historias demográficas y culturales entre estos dos grupos poblacionales al tiempo, lo que soporta la hipótesis de un evento de selección sobre el polimorfismo en nuestra población. De igual manera nuestros datos fueron analizados junto con estudios previos a nivel nacional y mundial lo cual sustenta que el posible evento selectivo es debido a que el aporte de ácido fólico se ha incrementado durante las últimas dos décadas como consecuencia de las campañas de fortificación de las harinas y suplementación a las embarazadas con ácido fólico, por lo tanto aquí se propone un modelo de selección que se ajusta a los datos encontrados en este trabajo se establece una relación entre los patrones nutricionales de la especie humana a través de la historia que explica las diferencias en frecuencias de este polimorfismo a nivel espacial y temporal.  

Sugars and related compounds as flavour precursors in meat

Sugars and related substances, namely sugar phosphates and ribonucleotides, are important meat flavour precursors. In particular, ribose and ribose 5-phosphate have been shown to be important in aroma development in heated model systems. There are few quantitative data on the concentrations and the variations of sugars and related substances in meat. This paper will report on the analysis of glucose, fructose, ribose, ribose 5-phosphate, fructose 6-phosphate, glucose 6-phosphate and inosine 5'-monophosphate (IMP) in aged beef. Sugars and related compounds were extracted from lean meat and derivatised to the corresponding TMS ethers. Analysis and quantitation of the sugars and sugar phosphates were performed using GC and GC/MS, while IMP analysis was performed using capillary electrophoresis (CE).

Bifidobacterium scardovii sp. nov., from human sources

Five strains of an unusual catalase-negative Gram-positive asporogenous rod-shaped bacterium from human sources were subjected to a polyphasic taxonomic study. The presence of fructose-6-phosphate phosphoketolase, a key enzyme of bifidobacterial hexose metabolism, indicated the strains were members of the genus Bifidobacterium but they did not correspond to any of the recognized species of this genus on the basis of biochemical profiles and whole-cell protein analyses. Comparative 16S rRNA gene sequencing confirmed the placement of the isolates in the genus Bifidobacterium, and demonstrated they represent a hitherto unknown subline within the genus displaying > 5% sequence divergence with recognized species. Based on both phenotypic and phylogenetic criteria, it is proposed that the isolates recovered from human sources be classified as a new species, Bifidobacterium scardovii sp. nov.; the type strain is CCUG 13008T (= DSM 13734T).

Variation in root-associated phosphatase activities in wheat contributes to the utilization of organic P substrates in vitro, but does not explain differences in the P-nutrition of plants when grown in soils

To understand whether genotypic variation in root-associated phosphatase activities in wheat impacts on its ability to acquire phosphorus (P), various phosphatase activities of roots were measured in relation to the utilization of organic P substrates in agar, and the P-nutrition of plants was investigated in a range of soils. Root-associated phosphatase activities of plants grown in hydroponics were measured against different organic P substrates. Representative genotypes were then grown in both agar culture and in soils with differing organic P contents and plant biomass and P uptake were determined. Differences in the activities of both root-associated and exuded phosphodiesterase and phosphomonoesterase were observed, and were related to the P content of plants supplied with either ribonucleic acid or glucose 6-phosphate, respectively, as the sole form of P. When the cereal lines were grown in different soils, however, there was little relationship between any root-associated phosphatase activity and plant P uptake. This indicates that despite differences in phosphatase activities of cereal roots, such variability appears to play no significant role in the P-nutrition of the plant grown in soil, and that any benefit derived from the hydrolysis of soil organic P is common to all genotypes.

A baseline study of vicine–convicine levels in faba bean (Vicia faba L.) germplasm

Vicine and convicine are anti-nutritional compounds that accumulate in the cotyledons of faba beans. When humans consume beans with high levels of these compounds, it can cause a condition called favism in individuals harbouring a deficiency in the activity of their glucose-6-phosphate dehydrogenase. When faba beans are used in animal feeds, there can be effects on performance. These concerns have resulted in increasing interest within plant breeding in developing low vicine and convicine faba bean germplasm. In order to facilitate this objective, we developed a rapid and robust screening method for vicine and convicine, capable of distinguishing between faba beans that are either high (wild type) or low in vicine and convicine. In the absence of reliable commercial reference materials, we report an adaptation of a previously published method where a biochemical assay and spectral data were used to confirm the identity of our analytes, vicine and convicine. This method could be readily adopted in other facilities and open the way to the efficient exploitation of diverse germplasm in regions where faba beans play a significant role in human nutrition. We screened a collection of germplasm of interest to a collaborative plant breeding programme developing between the National Institute for Agricultural Botany in the UK and L'Institut Nationale d'Agronomie de Tunisie in Tunisia. We report the results obtained and discuss the prospects for developing molecular markers for the low vicine and convicine trait.

Yerba Mate (Ilex paraguariensis) Aqueous Extract Decreases Intestinal SGLT1 Gene Expression but Does Not Affect Other Biochemical Parameters in Alloxan-Diabetic Wistar Rats

Yerba mate (Ilex paraguariensis) is rich in polyphenols, especially chlorogenic acids. Evidence suggests that dietary polyphenols could play a role in glucose absorption and metabolism. The aim of this study was to evaluate the antidiabetic properties of yerba mate extract in alloxan-induced diabetic Wistar rats. Animals (n = 41) were divided in four groups: nondiabetic control (NDC, n = 10), nondiabetic yerba mate (NDY, n = 10), diabetic control (DC, n = 11), and diabetic yerba mate (NDY, n = 10). The intervention consisted in the administration of yerba mate extract in a 1 g extract/kg body weight dose for 28 days; controls received saline solution only. There were no significant differences in serum glucose, insulin, and hepatic glucose-6-phosphatase activity between the groups that ingested yerba mate extract (NDY and DY) and the controls (NDC and DC). However, the intestinal SGLT1 gene expression was significantly lower in animals that received yerba mate both in upper (p = 0.007) and middle (p < 0.001) small intestine. These results indicate that bioactive compounds present in yerba mate might be capable of interfering in glucose absorption, by decreasing SGLT1 expression.

Melatonin and the circadian entrainment of metabolic and hormonal activities in primary isolated adipocytes

The aim of this work was to investigate the effect of the in vitro circadian-like exposure to melatonin [in the presence or absence of insulin (Ins)] on the metabolism and clock gene expression in adipocytes. To simulate the cyclic characteristics of the daily melatonin profile, isolated rat adipocytes were exposed in a circadian-like pattern to melatonin added to the incubating medium for 12 hr (mimicking the night), followed by an equal period without melatonin (mimicking the day) combined or not with Ins. This intermittent incubation was interrupted when four and a half 24-hr cycles were fulfilled. At the end, either during the induced night (melatonin present) or the induced day (melatonin absent), the rates of lipolysis and D-[U-(14)C]-glucose incorporation into lipids were estimated, in addition to the determination of lipogenic [glucose-6-phosphate dehydrogenase and fatty acid synthase (FAS)] and lipolytic (hormone sensitive lipase) enzymes and clock gene (Bmal-1b, Clock, Per-1 and Cry-1) mRNA expression. The leptin release was also measured. During the induced night, the following effects were observed: an increase in the mRNA expression of Clock, Per-1 and FAS; a rise in lipogenic response and leptin secretion; and a decrease in the lipolytic activity. The intermittent exposure of adipocytes to melatonin temporally and rhythmically synchronized their metabolic and hormonal function in a circadian fashion, mimicking what is observed in vivo in animals during the daily light-dark cycle. Therefore, this work helps to clarify the physiological relevance of the circadian pattern of melatonin secretion and its interactions with Ins, contributing to a better understanding of the adipocyte biology.