Stress oxydant et glycation : relation structure et activités biologiques de l'albumine in vitro et in vivo dans le cadre de la pathologie diabétique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Stress oxydant et glycation : relation structure et activités biologiques de l'albumine in vitro et in vivo dans le cadre de la pathologie diabétique

Philippe Rondeau
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 969160

Résumé

Numerous pathologies are strongly linked to structural and functional alteration of target proteins. Aggregation, glycation and oxidative damages constitute modifications of proteins, frequently observed in numerous states of disease. The biological activities of proteins and their conformational modifications are strictly connected. Among proteins, albumin represents the most abundant and the most important antioxidant in blood. This circulating protein can, in particular, undergo increased glycoxidation in case of diabetes, which can lead to the formation of Advanced Glycation Endproducts (AGEs), and so induce various deleterious effects on cells. In this study, I focused on the impact of aggregation, glycation and oxidative modifications on the structural, redox and antioxidant status of albumin and the effect of this altered protein on various cell lines physiology. I firstly investigated, using biochemical and biophysical techniques, the structural changes of bovine serum albumin induced by glycation, aggregation and both processes simultaneously. By this, I tried to elucidate the impact of these processes on the antioxidant properties of the modified protein. Secondly, I studied the oxidative activity of in vitro glycoxidized bovine serum albumin on mature adipocyte by identifying, in particular, specifically adipocyte carbonylated protein targets by using proteomic techniques. Then, I compared the effect of in vitro glucose and methylglyoxal-induced oxidative modifications on bovine serum albumin (BSA) and human serum albumin (HSA) protein structures and on THP1 monocyte physiology. At last, the best way to characterize the structural and functional modification of altered albumin is to study this protein with suitable pathological condition, in vivo instead of using an in vitro model. In this last part, I determined simultaneously the structure, the antioxidant properties and redox status of human plasma and its corresponding albumin purified from a panel of plasma, in order to confirm or invalidate predictions based on in vitro models. These investigations confirm the importance of native structure on functional properties of the most abundant and protective protein in the circulatory system and by the way to have a better understanding of its involvement in several physiological disorders such as Diabetes.
La plupart des pathologies, qu'elles soient d'origine génétique ou non trouvent leur origine dans l'altération structural et/ou fonctionnelle de protéines d'intérêt. L'agrégation, la glycation et l'oxydation constituent les principaux types de modification protéique fréquemment observées dans de nombreuses maladies tels que le diabète, l'athérosclérose ou encore les maladies neurodégénératives. Généralement, l'altération des activités biologiques de ces protéines est étroitement corrélée avec ses changements conformationnels et structuraux. L'albumine représente la protéine circulante la plus abondante et constitue le plus important antioxydant du plasma sanguin susceptible d'être exposée à un stress glycoxydant accru, et aboutir à la formation de Produits Avancés de Glycation (AGEs) dont les effets peuvent être néfastes au niveau cellulaire et tissulaire. Dans cette étude, je me suis intéressé à l'effet de trois types d'altérations, que sont l'agrégation, la glycation et l'oxydation, sur la structure, le statut redox et l'activité antioxydante de l'albumine ainsi que l'incidence de cette protéine modifiée sur la physiologie de différentes lignées cellulaires. Au cours de ce travail, j'ai abordé les quatre points suivants : 1. Afin de mieux comprendre l'impact de ces processus altératifs sur les propriétés antioxydantes de l'albumine, j'ai étudié, en utilisant des techniques de la Biochimie et de la Biophysique, les modifications structurales de la protéine soumise successivement à la glycation, l'agrégation et aux deux processus simultanément. 2. J'ai mis en évidence et identifié des cibles protéiques sensibles à l'oxydation au niveau d'adipocytes matures humains incubés en présence d'albumine bovine glycoxydée in vitro. 3. J'ai effectué une comparaison de l'action différentielle des modèles in vitro de d'AGEs préparés à partir de l'albumine d'origine bovine ou humaine au niveau de monocytes THP1. 4. Enfin, afin de valider les caractéristiques structurales et biologiques obtenues à partir de nos modèles in vitro d'AGEs dérivés de l'albumine, j'ai étudié sur des modèles purifiés à partir de plasmas de sujets, l'état structural, redox et antioxydant de l'albumine altérée in vivo. Les résultats obtenus lors de ce travail permettent de mettre en avant l'importance de la structure native de la plus abondante des protéines circulantes sur l'intégrité de ses fonctions biologiques et en particulier sur son activité antioxydante. Également, cette étude apporte un nouvel éclairage sur l'implication de l'albumine altérée dans de nombreux désordres métaboliques tels que le diabète.
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Dates et versions

tel-00527411 , version 1 (19-10-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00527411 , version 1

Citer

Philippe Rondeau. Stress oxydant et glycation : relation structure et activités biologiques de l'albumine in vitro et in vivo dans le cadre de la pathologie diabétique. Biochimie [q-bio.BM]. Université de la Réunion, 2009. Français. ⟨NNT : 2009lare0014⟩. ⟨tel-00527411⟩
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