Extraction, purification et caractérisation d’isoformes d’hexokinase du tubercule de pomme de terre (Solanum tuberosum)

L’hexokinase (HK) est la première enzyme du métabolisme des hexoses et catalyse la réaction qui permet aux hexoses d’entrer dans le pool des hexoses phosphates et donc par le fait même la glycolyse. Bien que le glucose soit son principal substrat, cette enzyme peut aussi phosphoryler le mannose et le fructose. Malgré son importance dans le métabolisme primaire, l’HK n’a jamais été purifiée à homogénéité sous forme native. Le but de ce travail était donc de purifier une isoforme d’HK à partir de tubercule de Solanum tuberosum et par la suite de caractériser ses propriétés cinétiques. Bien avant que je commence mon travail, un groupe de recherche avait déjà séparé et partiellement purifié trois isoformes d’HK de S. tuberosum. Un protocole d’extraction était donc disponible, mais l’HK ainsi extraite était peu stable d’où le besoin d’y apporter certaines modifications. En y ajoutant certains inhibiteurs de protéases ainsi qu’en modifiant les concentrations de certains éléments, le tampon d’extraction ainsi modifié a permis d’obtenir un extrait dont l’activité HK était stable pendant au moins 72h après l’extraction, en empêchant la dégradation. À l’aide du tampon d’extraction optimisé et d’une chromatographie sur colonne de butyl sépharose, il a été possible de séparer 4 isoformes d’HKs. Par la suite, une isoforme d’HK (HK1) a été purifiée à l’homogénéité à l’aide de 5 étapes de chromatographie supplémentaires. En plus de caractériser les propriétés cinétiques de cette enzyme, l’analyse de séquençage par MS/MS a permis de l’associer au produit du gène StHK1 de Solanum tuberosum. Avec une activité spécifique de 10.2 U/mg de protéine, il s’agit de l’HK purifiée avec l’activité spécifique la plus élevée jamais rapportée d’un tissu végétal.L’ensemble des informations recueillies lors de la purification de HK1 a ensuite été utilisée pour commencer la purification d’une deuxième isoforme (HK3). Ce travail a permis de donner des lignes directrices pour la purification de cette isoforme et certains résultats préliminaires sur sa caractérisation enzymatique.

Purification et identification d'une protéine de la membrane plasmique endothéliale : molécules d'adhésion de la microvascularisation pulmonaire du rat diabétique

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

Purification et identification d'une protéine de la membrane plasmique endothéliale : molécules d'adhésion de la microvascularisation pulmonaire du rat diabétique

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

Purification and identification of specific RNA-binding protein that binds to the 3'UTR region of cytochrome P450aromatase mRNA in bovine granulosa cells

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

Étude de la fonction de la protéine RPAP4 et de son association avec l’ARN polymérase II

L’ARN polymérase II (ARNPII), l’enzyme responsable de la transcription des ARN messagers, procède au décodage du génome des organismes vivants. Cette fonction requiert l’action concertée de plusieurs protéines, les facteurs généraux de la transcription, par exemple, formant un réseau d’interactions protéine-protéine, plusieurs étant impliquées dans la régulation de l’ARNPII à différents niveaux. La régulation de la transcription a été largement étudiée durant les quatre dernières décennies. Néanmoins, nous en connaissons peu sur les mécanismes qui régulent l’ARNPII avant ou après la transcription. Dans la première partie de cette thèse, nous poursuivons la caractérisation du réseau d’interactions de l’ARNPII dans la fraction soluble de la cellule humaine, travail qui a débuté précédemment dans notre laboratoire. Ce réseau, développé à partir de la méthode de la purification d’affinité en tandem couplée à la spectrométrie de masse (AP-MS) et à des méthodes d’analyses bioinformatiques, nous amène une foule d’informations concernant la régulation de l’ARNPII avant et après son interaction avec la chromatine. Nous y identifions des protéines qui pourraient participer à l’assemblage de l’ARNPII telles des chaperonnes et les protéines du complexe R2TP/prefoldin-like ainsi que des protéines impliquées dans le transport nucléocytoplasmique. Au centre de ce réseau se trouvent RPAP4, une GTPase qui semble se positionner à l’interface entre ces protéines régulatrices et l’ARNPII. Nous avons donc entamé l’étude la fonction de RPAP4, ce qui nous a menés à la conclusion que RPAP4 est essentielle à l’import nucléaire de l’ARNPII au noyau, où elle exerce sa fonction. Nous avons également montré que les motifs G et GPN sont essentiels à la fonction de RPAP4. Le traitement des cellules avec le bénomyl nous montre aussi que la fonction de RPAP4 et l’import nucléaire de l’ARNPII requièrent l’action des microtubules. La deuxième partie de la thèse s’intéresse à une autre protéine positionnée au centre du réseau, RPAP2. Cette dernière partage plusieurs interactions avec RPAP4. Elle est aussi essentielle à la localisation nucléaire de l’ARNPII et interagit directement avec celle-ci. RPAP4 et RPAP2 étant toutes deux des protéines cytoplasmiques qui font la navette entre le noyau et le cytoplasme, nous présentons des évidences que RPAP4 est impliquée dans l’export nucléaire de RPAP2 pour permettre à celle-ci d’être disponible dans le cytoplasme pour l’import de l’ARNPII dans le noyau. Dans la troisième partie de la thèse, nous étudions plus en profondeur les modifications post-traductionnelles de RPAP4, ce qui nous aide à mieux comprendre sa propre régulation et sa fonction auprès de l’ARNPII. RPAP4 est phosphorylée en mitose par la MAP kinase ERK5. Cette phosphorylation favorise l’interaction entre RPAP4 et RPAP2, ce qui empêche RPAP2 d’interagir avec l’ARNPII pendant la mitose, prévenant du même coup, son interaction avec la chromatine pendant cette phase du cycle cellulaire où la transcription est presque inexistante.

Purification and Properties of Closteroviruslike Particles Associated with Grapevine Corky Bark Disease

Closteroviruslike particles, designated as grapevine corky bark-associated virus (GCBaV), were purified from mature leaves and stem phloem tissue of a corky bark-affected grapevine that had indexed negative for other grapevine viruses. Electron microscopy of purified preparations revealed the presence of flexuous rod-shaped viruslike particles that were about 13 nm in diameter and between 1,400 and 2,000 nm long, with a helical pitch of 3.4 nm. In purified preparations, the GCBaV particles degraded within a few weeks, unlike grapevine leafroll associated virus (GLRaV), which was stable for more than 1 mo under the same storage condition. The molecular weight of the coat protein of GCBaV was 24,000. A large dsRNA molecule (about 15.3 kbp), along with lower molecular weight species, was detected in tissues of corky bark-diseased grapevines, but not in healthy grapevines. Polyclonal antisera were produced in rabbits against purified or partially purified virus preparations. In direct enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), antisera to GCBaV did not react to the serologically distinct types (II and III) of the long closteroviruses associated with grapevine leafroll disease and grapevine virus A (GVA), and vice versa. This antiserum also reacted in ELISA with other corky bark-affected grapevines. Our data suggest that closteroviruslike particles, designated as GCBaV, may be the causal agent of corky bark disease. However, definitive proof is still lacking. The inclusion of GCBaV in the group of closteroviruses with citrus tristeza virus is proposed.

Mechanism of p-nitrophenol adsorption from aqueous solution by HDTMA+-pillared montmorillonite : implications for water purification

HDTMA+ pillared montmorillonites were obtained by pillaring different amounts of the surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMAB) into sodium montmorillonite (Na-Mt) in an aqueous solution. The optimum conditions and batch kinetics of sorption of p-nitrophenol from aqueous solutions were reported. The solu-tion pH had a very important effect on the sorption of p-nitrophenol. The maximum p-nitrophenol absorption/adsorption occurs when solution pH (7.15~7.35) is approx-imately equal to the pKa (7.16) of the p-nitrophenol ion deprotonation reaction. X-ray diffraction analysis showed that surfactant cations had been pillared into the interlayer and the p-nitrophenol affected the arrangement of surfactant. With the increased con-centration of surfactant cations, the arrangement of HDTMA+ within the clay inter-layer changes and the sorption of p-nitrophenol increases. HDTMA+ pillared mont-morillonites are more effective than Na-Mt for the adsorption of p-nitrophenol from aqueous solutions. The Langmuir, Freundlich and dual-mode sorption were tested to fit the sorption isotherms.

Sustainable reuse of storm/waste-water resources : a review on solar photocatalytic purification processes

In recent years, there has been a significant amount of research and development in the area of solar photocatalysis. This paper reviews and summarizes the mechanism of photocatalytic oxidation process, types of photocatalyst, and the factors influencing the photoreactor efficiency and the most recent findings related to solar detoxification and disinfection of water contaminants. Various solar reactors for photocatlytic water purification are also briefly described. The future potential of solar photocatlysis for storm water treatment and reuse is also discussed to ensure sustainable use of solar energy and storm water resources.

Purification and characterization of heparan sulfate from human primary osteoblasts

Heparan sulfate (HS) is a linear, highly variable, highly sulfated glycosaminoglycan sugar whose biological activity largely depends on internal sulfated domains that mediate specific binding to an extensive range of proteins. In this study we employed anion exchange chromatography, molecular sieving and enzymatic cleavage on HS fractions purified from three compartments of cultured osteoblasts-soluble conditioned media, cell surface, and extracellular matrix (ECM). We demonstrate that the composition of HS chains purified from the different compartments is structurally non-identical by a number of parameters, and that these differences have significant ramifications for their ligand-binding properties. The HS chains purified of conditioned medium had twice the binding affinity for FGF2 when compared with either cell surface or ECM HS. In contrast, similar binding of BMP2 to the three types of HS was observed. These results suggest that different biological compartments of cultured cells have structurally and functionally distinct HS species that help to modulate the flow of HS-dependent factors between the ECM and the cell surface.

Innate Immunity in Lobsters: Partial Purification and Characterization of a Panulirus cygnus Anti-A Lectin

A lectin detected in haemolymph from the Australian spiny lobster Panulirus cygnus agglutinated human ABO Group A cells to a higher titre than Group O or B. The lectin also agglutinated rat and sheep erythrocytes, with reactivity with rat erythrocytes strongly enhanced by treatment with the proteolytic enzyme papain, an observation consistent with reactivity via a glycolipid. The lectin, purified by affinity chromatography on fixed rat-erythrocyte stroma, was inhibited equally by N-acetylglucosamine and N-acetylgalactosamine. Comparison of data from gel filtration of haemolymph (behaving as a 1,800,000 Da macromolecule), and polyacrylamide gel electrophoresis of purified lectin (a single 67,000 Da band), suggested that in haemolymph the lecin was a multimer. The purified anti-A lectin autoprecipitated unless the storage solution contained chaotropic inhibitors (125 mmol/L sucrose: 500 mmol/L urea). The properties of this anti-A lectin and other similar lectins are consistent with a role in innate immunity in these invertebrates.

Synthesis and characterisation of layered double hydroxides and their application for water purification

Layered doubly hydroxides (LDHs) also known as hydrotalcites or anionic clays are a group of clay minerals that have shown promise for the removal of toxic anions from water through both anion exchange and a process known as the reformation effect. This project has involved the preparation and characterisation of LDH materials as well as the investigation of their ability to remove selected anions from aqueous solutions by the reformation effect. The LDH materials were successfully prepared from magnesium, aluminium, zinc and chromium chloride salts using the co-precipitation method. Samples were characterised using powder X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetry (TG) to confirm the presence of LDHs. Powder XRD revealed a characteristic LDH structure for all LDH samples. Thermal Analysis showed decomposition usual occurred through a three or four step process as expected for LDHs. Preliminary investigations of the removal of sulfate, nitrate and fluoride by an Mg/Al LDH were carried out, and the products were characterised using XRD and TG which showed that an LDH material similar to the original hydrotalcite was formed after reformation. A Zn/Al LDH was investigated as a potential sorbent material for the removal of iodine and iodide from water. It was found that the LDH was a suitable adsorbent which is able to remove almost all of the iodine present in the test solutions. Again, the products were characterised by XRD, TG and evolved gas mass spectrometry (EGMS) in an attempt to better understand the iodine removal process. Powder XRD showed successful reformation of the LDH structure and TG/EGMS showed that only a small amount of iodine species were lost during thermal decomposition. Finally, the mineral stichtite a Mg/Cr LDH was successfully synthesised and investigated using XRD, TG and EGMS. Unfortunately, due to lack of time it was not possible to identify any new uses for the mineral stichtite in the current project.

Thermal analysis and application of organoclays for water purification

In recent years, organoclays have become widely used in many industrial applications, and particularly they have been applied as adsorbents for water purification (de Paiva et al., 2008; Zhou et al., 2008; Park et al., 2011). When the organoclays are enhanced by intercalation of cationic surfactant molecules, the surface properties are altered from hydrophilic to highly hydrophobic. These changes facilitate their industrial applications which are strongly dependent on the structural properties of organoclays (Koh and Dixon, 2001; Zeng et al., 2004; Cui et al., 2007). Thus a better understanding of the configuration and structural change in the organoclays by thermogravimetric analysis (TG) is essential. It has been proven that the TG is very useful for the study of complex minerals, modified minerals, and nanomaterials (Laachachi et al., 2005; Palmer et al., 2011; Park et al., in press, 2011). Therefore, the current investigation involves the thermal stability of a montmorillonite intercalated with two types of cationic surfactants: dodecyltrimethylammonium bromide (DDTMA) and didodecyldimethylammonium bromide (DDDMA) using TG. The modification of montmorillonite results in an increase in the interlayer or basal spacing and enhances the environmental and industrial application of the obtained organoclay.

Graphdiyne : a versatile nanomaterial for electronics and hydrogen purification

We theoretically extend the applications of graphdiyne, an experimentally available one-atom-thin carbon allotrope, to nanoelectronics and superior separation membrane for hydrogen purification on a precise level.