Rôle de la protéine adaptatrice APS dans les voies de signalisation du récepteur [bêta] du PDGF

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'activation de la PI 3-kinase par les récepteurs [bêta]-adrénergiques est dépendante du sous-type

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Rôle de la protéine adaptatrice APS dans les voies de signalisation du récepteur [bêta] du PDGF

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'activation de la PI 3-kinase par les récepteurs [bêta]-adrénergiques est dépendante du sous-type

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Caractérisation du rôle signalétique de la protéine de polarité CRB3 dans le cancer

Les épithéliums recouvrent l’ensemble des surfaces et des cavités internes du corps humain. Le fonctionnement des cellules épithéliales repose sur la répartition des constituants cellulaires au sein de compartiments distincts : un compartiment apical, un compartiment latéral, et un compartiment basal : c’est ce que l’on appelle la polarité apico-basale. Plus de 80 % des cancers proviennent d’un dérèglement des cellules épithéliales. De plus, la polarité épithéliale est perdue lors des stades avancés du cancer, suggérant qu’elle contribue activement à la progression tumorale. C’est pourquoi il apparaît crucial de mieux comprendre les mécanismes qui régulent la polarité épithéliale. La polarité est assurée par un ensemble de protéines réparties au sein des différents compartiments et agissant sous forme de modules très dynamiques. Un de ces modules est articulé autour de la protéine CRB3, qui agit comme un déterminant apical essentiel des cellules épithéliales. L’expression de CRB3 est perdue dans de nombreuses lignées cellulaires cancéreuses en culture, suggérant que CRB3 pourrait détenir des fonctions inhibitrices de certains processus liés à l’avancement tumoral. Cependant, l’impact fonctionnel de la perte de CRB3 dans ces lignées cancéreuses reste encore peu connu, tout comme les mécanismes signalétiques agissant en aval de CRB3. Les travaux présentés dans cette thèse mettent en lumière de nouvelles évidences concernant le rôle fonctionnel de la perte de CRB3 dans différentes lignées cellulaires cancéreuses. Plus précisément, nous montrons que CRB3 détient un rôle signalétique important lui conférant une fonction à la fois dans la morphogenèse épithéliale, mais également dans le maintien de l’intégrité épithéliale. Dans un premier temps, nous montrons que la ré-expression de CRB3 dans des cellules cancéreuses d’origine épithéliale permet le rétablissement d’une morphologie de type épithéliale, en lien avec l’organisation d’un réseau circonférentiel d’acto-myosine. Nous identifions également le sentier signalétique activé en aval de CRB3 et menant à l’activation de la petite GTPase RhoA, nécessaire au remodelage de la morphologie et du réseau d’acto-myosine des cellules cancéreuses. Ce sentier semble notamment jouer un rôle important en aval de CRB3 pour limiter la migration cellulaire. Ensuite, nous montrons que CRB3 contrôle différents sentiers signalétiques, et notamment la voie ERK MAP Kinase, une voie de signalisation fortement dérégulée dans le cancer. Bien que le rôle fonctionnel de cette régulation soit encore inconnu, elle pourrait contribuer à limiter la progression tumorale en aval de CRB3. Enfin, nous montrons que la perte d’expression de Crb3 chez la souris induit une mortalité périnatale associée à des défauts de morphogenèse épithéliale, indiquant que Crb3 est requise pour la viabilité des souris et le développement des structures épithéliales. L’ensemble de ces travaux contribue à une meilleure compréhension des mécanismes liant la perte de la polarité épithéliale à l’avancement du processus tumoral, et vise à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour lutter contre le développement de.cancers.

Rôle de la protéine DUSP5 dans l’autophagie des cardiomyocytes

Résumé: L’autophagie est un processus essentiel au maintien de l’homéostasie cellulaire. Elle permet de dégrader et recycler aussi bien des organelles entières que des composants cytoplasmiques non fonctionnels. De plus, l’augmentation d’autophagie en condition de stress constitue une réponse adaptative favorisant la survie cellulaire. Chez les cardiomyocytes, l’autophagie en condition basale est indispensable au renouvellement, entre autres, des mitochondries et des protéines formant les sarcomères. De plus, les stress tels l’ischémie cardiaque ou la carence en nutriments induisent une augmentation de l’autophagie protectrice. Dans certaines conditions extrêmes, il a été suggéré qu’un surcroît d’autophagie puisse toutefois exacerber la pathologie cardiaque en provoquant la mort des cardiomyocytes. Considérant l’importance de ce processus dans la physiopathologie cardiaque, l’identification des mécanismes signalétiques régulant l’autophagie chez les cardiomyocytes a été le sujet de recherches intenses. À cet effet, l’activation des Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) a été démontrée pour réguler, avec d’autres voies signalétiques, l’autophagie et l’apoptose des cardiomyocytes. Il est donc probable que les Dual-Specificity Phosphatase (DUSP), enzymes clés contrôlant l’activité des MAPK, participent aussi à la régulation de l’autophagie. Afin de vérifier cette hypothèse, nous avons induit l’autophagie chez des cardiomyocytes isolés de rats nouveau-nés en culture. L’analyse de marqueurs d’autophagie par immunobuvardage démontre que l’activation des MAPK ERK1/2 et p38 corrèle avec l’activité autophagique chez les cardiomyocytes. Dans ces conditions, la diminution d’expression de la majorité des ARNm encodant les différentes DUSP retrouvées chez les cardiomyocytes contraste de façon marquée avec l’augmentation d’expression de l’ARNm Dusp5. De plus, nous avons démontré par une étude de gain de fonction que l’activation soutenue de p38 par surexpression d’un mutant MKK6 constitutivement actif stimule l’autophagie chez les cardiomyocytes. De façon surprenante, la perte de fonction de p38 obtenue par surexpression d’un mutant p38 dominant négatif n’altère en rien la réponse autophagique initiatrice dans notre modèle in vitro. Nos résultats suggèrent que les DUSP puissent réguler, via leurs actions sur les MAPK, d’importantes étapes du processus autophagique chez les cardiomyocytes.

Regulation of osteoclast activation and autophagy through altered protein kinase pathways in Paget's disease of bone

Résumé : La maladie osseuse de Paget (MP) est un désordre squelettique caractérisé par une augmentation focale et désorganisée du remodelage osseux. Les ostéoclastes (OCs) de MP sont plus larges, actifs et nombreux, en plus d’être résistants à l’apoptose. Même si la cause précise de la MP demeure inconnue, des mutations du gène SQSTM1, codant pour la protéine p62, ont été décrites dans une proportion importante de patients avec MP. Parmi ces mutations, la substitution P392L est la plus fréquente, et la surexpression de p62P392L dans les OCs génère un phénotype pagétique partiel. La protéine p62 est impliquée dans de multiples processus, allant du contrôle de la signalisation NF-κB à l’autophagie. Dans les OCs humains, un complexe multiprotéique composé de p62 et des kinases PKCζ et PDK1 est formé en réponse à une stimulation par Receptor Activator of Nuclear factor Kappa-B Ligand (RANKL), principale cytokine impliquée dans la formation et l'activation des OCs. Nous avons démontré que PKCζ est impliquée dans l’activation de NF-κB induite par RANKL dans les OCs, et dans son activation constitutive en présence de p62P392L. Nous avons également observé une augmentation de phosphorylation de Ser536 de p65 par PKCζ, qui est indépendante d’IκB et qui pourrait représenter une voie alternative d'activation de NF-κB en présence de la mutation de p62. Nous avons démontré que les niveaux de phosphorylation des régulateurs de survie ERK et Akt sont augmentés dans les OCs MP, et réduits suite à l'inhibition de PDK1. La phosphorylation des substrats de mTOR, 4EBP1 et la protéine régulatrice Raptor, a été évaluée, et une augmentation des deux a été observée dans les OCs pagétiques, et est régulée par l'inhibition de PDK1. Également, l'augmentation des niveaux de base de LC3II (associée aux structures autophagiques) observée dans les OCs pagétiques a été associée à un défaut de dégradation des autophagosomes, indépendante de la mutation p62P392L. Il existe aussi une réduction de sensibilité à l’induction de l'autophagie dépendante de PDK1. De plus, l’inhibition de PDK1 induit l’apoptose autant dans les OCs contrôles que pagétiques, et mène à une réduction significative de la résorption osseuse. La signalisation PDK1/Akt pourrait donc représenter un point de contrôle important dans l’activation des OCs pagétiques. Ces résultats démontrent l’importance de plusieurs kinases associées à p62 dans la sur-activation des OCs pagétiques, dont la signalisation converge vers une augmentation de leur survie et de leur fonction de résorption, et affecte également le processus autophagique.

Identification Of Target Genes Using Gene Expression Profile Of Granulocytes From Patients With Chronic Myeloid Leukemia Treated With Tyrosine Kinase Inhibitors.

Differential gene expression analysis by suppression subtractive hybridization with correlation to the metabolic pathways involved in chronic myeloid leukemia (CML) may provide a new insight into the pathogenesis of CML. Among the overexpressed genes found in CML at diagnosis are SEPT5, RUNX1, MIER1, KPNA6 and FLT3, while PAN3, TOB1 and ITCH were decreased when compared to healthy volunteers. Some genes were identified and involved in CML for the first time, including TOB1, which showed a low expression in patients with CML during tyrosine kinase inhibitor treatment with no complete cytogenetic response. In agreement, reduced expression of TOB1 was also observed in resistant patients with CML compared to responsive patients. This might be related to the deregulation of apoptosis and the signaling pathway leading to resistance. Most of the identified genes were related to the regulation of nuclear factor κB (NF-κB), AKT, interferon and interleukin-4 (IL-4) in healthy cells. The results of this study combined with literature data show specific gene pathways that might be explored as markers to assess the evolution and prognosis of CML as well as identify new therapeutic targets.

Kinase Inhibitor Profile For Human Nek1, Nek6, And Nek7 And Analysis Of The Structural Basis For Inhibitor Specificity.

Human Neks are a conserved protein kinase family related to cell cycle progression and cell division and are considered potential drug targets for the treatment of cancer and other pathologies. We screened the activation loop mutant kinases hNek1 and hNek2, wild-type hNek7, and five hNek6 variants in different activation/phosphorylation statesand compared them against 85 compounds using thermal shift denaturation. We identified three compounds with significant Tm shifts: JNK Inhibitor II for hNek1(Δ262-1258)-(T162A), Isogranulatimide for hNek6(S206A), andGSK-3 Inhibitor XIII for hNek7wt. Each one of these compounds was also validated by reducing the kinases activity by at least 25%. The binding sites for these compounds were identified by in silico docking at the ATP-binding site of the respective hNeks. Potential inhibitors were first screened by thermal shift assays, had their efficiency tested by a kinase assay, and were finally analyzed by molecular docking. Our findings corroborate the idea of ATP-competitive inhibition for hNek1 and hNek6 and suggest a novel non-competitive inhibition for hNek7 in regard to GSK-3 Inhibitor XIII. Our results demonstrate that our approach is useful for finding promising general and specific hNekscandidate inhibitors, which may also function as scaffolds to design more potent and selective inhibitors.

Characterization Of A Protein-protein Interaction Network Of The Cbl-interacting Protein Kinase 8 From Sugarcane.

Plants are sessile organisms and have evolved to tolerate a constantly changing environment. After the onset of different stress conditions, calcineurin B-like (CBL) proteins can sense calcium signals and activate CBL-interacting protein kinase (CIPK) proteins, which can phosphorylate downstream proteins to reestablish plant homeostasis. Previous studies in the bioenergy crop sugarcane showed that the ScCIPK8 gene is induced by drought stress and is also related to sucrose content. Here, we have characterized the protein-protein interactions of ScCIPK8 with six CBL proteins (ScCBL1, ScCBL2, ScCBL3, ScCBL6, ScCBL9, and ScCBL10). Yeast two-hybrid assays showed that ScCIPK8 interacts with ScCBL1, ScCBL3, and ScCBL6. Bimolecular fluorescence complementation assays confirmed in planta the interactions that were observed in yeast cells. These findings give insights on the regulatory networks related to sugar accumulation and drought stress responses in sugarcane.

Selective Decrease of Components of the Creatine Kinase System and ATP Synthase Complex in Chronic Chagas Disease Cardiomyopathy

Background: Chronic Chagas disease cardiomyopathy (CCC) is an inflammatory dilated cardiomyopathy with a worse prognosis than other cardiomyopathies. CCC occurs in 30 % of individuals infected with Trypanosoma cruzi, endemic in Latin America. Heart failure is associated with impaired energy metabolism, which may be correlated to contractile dysfunction. We thus analyzed the myocardial gene and protein expression, as well as activity, of key mitochondrial enzymes related to ATP production, in myocardial samples of end-stage CCC, idiopathic dilated (IDC) and ischemic (IC) cardiomyopathies. Methodology/Principal Findings: Myocardium homogenates from CCC (N = 5), IC (N = 5) and IDC (N = 5) patients, as well as from heart donors (N = 5) were analyzed for protein and mRNA expression of mitochondrial creatine kinase (CKMit) and muscular creatine kinase (CKM) and ATP synthase subunits aplha and beta by immunoblotting and by real-time RT-PCR. Total myocardial CK activity was also assessed. Protein levels of CKM and CK activity were reduced in all three cardiomyopathy groups. However, total CK activity, as well as ATP synthase alpha chain protein levels, were significantly lower in CCC samples than IC and IDC samples. CCC myocardium displayed selective reduction of protein levels and activity of enzymes crucial for maintaining cytoplasmic ATP levels. Conclusions/Significance: The selective impairment of the CK system may be associated to the loss of inotropic reserve observed in CCC. Reduction of ATP synthase alpha levels is consistent with a decrease in myocardial ATP generation through oxidative phosphorylation. Together, these results suggest that the energetic deficit is more intense in the myocardium of CCC patients than in the other tested dilated cardiomyopathies.

Expression and cellular localization of microRNA-29b and RAX, an activator of the RNA-dependent protein kinase (PKR), in the retina of streptozotocin-induced diabetic rats

Purpose: The apoptosis of retinal neurons plays a critical role in the pathogenesis of diabetic retinopathy (DR), but the molecular mechanisms underlying this phenomenon remain unclear. The purpose of this study was to investigate the cellular localization and the expression of microRNA-29b (miR-29b) and its potential target PKR associated protein X (RAX), an activator of the pro-apoptotic RNA-dependent protein kinase (PKR) signaling pathway, in the retina of normal and diabetic rats. Methods: Retinas were obtained from normal and diabetic rats within 35 days after streptozotocin (STZ) injection. In silico analysis indicated that RAX is a potential target of miR-29b. The cellular localization of miR-29b and RAX was assessed by in situ hybridization and immunofluorescence, respectively. The expression levels of miR-29b and RAX mRNA were evaluated by quantitative reverse transcription PCR (qRT-PCR), and the expression of RAX protein was evaluated by western blot. A luciferase reporter assay and inhibition of endogenous RAX were performed to confirm whether RAX is a direct target of miR-29b as predicted by the in silico analysis. Results: We found that miR-29b and RAX are localized in the retinal ganglion cells (RGCs) and the cells of the inner nuclear layer (INL) of the retinas from normal and diabetic rats. Thus, the expression of miR-29b and RAX, as assessed in the retina by quantitative RT-PCR, reflects their expression in the RGCs and the cells of the INL. We also revealed that RAX protein is upregulated (more than twofold) at 3, 6, 16, and 22 days and downregulated (70%) at 35 days, whereas miR-29b is upregulated (more than threefold) at 28 and 35 days after STZ injection. We did not confirm the computational prediction that RAX is a direct target of miR-29b. Conclusions: Our results suggest that RAX expression may be indirectly regulated by miR-29b, and the upregulation of this miRNA at the early stage of STZ-induced diabetes may have a protective effect against the apoptosis of RGCs and cells of the INL by the pro-apoptotic RNA-dependent protein kinase (PKR) signaling pathway.

Protein preparation, crystallization and preliminary X-ray analysis of Trypanosoma cruzi nucleoside diphosphate kinase 1

The flagellated protozoan parasite Trypanosoma cruzi is the aetiological agent of Chagas disease. Nucleoside diphosphate kinases (NDPKs) are enzymes that are involved in energy management and nucleoside balance in the cell. T. cruzi TcNDPK1, a canonical isoform, was overexpressed in Escherichia coli as an N-terminally poly-His-tagged fusion protein and crystallized. Crystals grew after 72 h in 0.2 M MgCl(2), 20% PEG 3350. Data were collected to 3.5 angstrom resolution using synchrotron X-ray radiation at the National Synchrotron Light Laboratory (Campinas, Brazil). The crystals belonged to the trigonal space group P3, with unit-cell parameters a = b = 127.84, c = 275.49 angstrom. Structure determination is under way and will provide relevant information that may lead to the first step in rational drug design for the treatment of Chagas disease.

Role of phospholipase C and protein kinase C in Aspergillus nidulans during growth on pectin or glucose: Effects on germination and duplication cycle

The effects of PLC and Pkc inhibitors on Aspergillus nidulans depend on the carbon source. PLC inhibitors Spm and C48/80 delayed the first nuclear division in cultures growing on glucose, but stimulated it in media supplemented with pectin. Less intense were these effects on the mutant transformed with PLC-A gene rupture (AP27). Neomycin also delayed the germination in cultures growing on glucose or pectin; however, on glucose, the nuclear division was inhibited whereas in pectin it was stimulated. These effects were minor in AP27. The effects of Ro-31-8425 and BIM (both Pkc inhibitors) were also opposite for cultures growing on glucose or pectin. On glucose cultures of both strains BIM delayed germination and the first nuclear division, whereas on pectin both parameters were stimulated. Opposite effects were also detected when the cultures were growing on glucose or pectin in the presence of Ro-31-8425.

A stabilized demethoxyviridin derivative inhibits PI3 kinase

The viridins like demethoxyviridin (Dmv) and wortmannin (Wm) are nanomolar inhibitors of the PI3 kinases, a family of enzymes that play key roles in a host of regulatory processes. Central to the use of these compounds to investigate the role of PI3 kinase in biological systems, or as scaffolds for drug development, are the interrelated issues of stability, chemical reactivity, and bioactivity as inhibitors of PI3 kinase. We found that Dmv was an even more potent inhibitor of PI3 kinase than Wm. However, Dmv was notably less stable than Wm in PBS, with a half-life of 26 min versus Wm`s half-life of 3470 min. Dmv, like Wm, disappeared in culture media with a half-life of less than 1 min. To overcome Dmv`s instability, it was esterified at the C1 position, and then reacted with glycine at the C20 position. The resulting Dmv derivative, termed SA-DmvC20-Gly had a half-life of 218 min in PBS and 64 min in culture media. SA-DmvC20-Gly underwent an exchange reaction at the C20 position with N-acetyl lysine in a manner similar to a WmC20 derivative, WmC20-Proline. SA-DmvC20-Gly inhibited PI3 kinase with an IC(50) of 44 nM, compared to Wm`s IC(50) of 12 nM. These results indicate that the stability of Dmv can be manipulated by reactions at the C1 and C20 positions, while substantially maintaining its ability to inhibit PI3 kinase. Our results indicate it may be possible to obtain stabilized Dmv derivatives for use as PI3 kinase inhibitors in biological systems. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.