Serotonin communication operates mainly in the extracellular space and cerebrospinal fluid (CSF), using volume transmission with serotonin moving from source to target cells (neurons and astroglia) ...via energy gradients, leading to the diffusion and convection (flow) of serotonin. One emerging concept in depression is that disturbances in the integrative allosteric receptor-receptor interactions in highly vulnerable 5-HT1A heteroreceptor complexes can contribute to causing major depression and become novel targets for the treatment of major depression (MD) and anxiety. For instance, a disruption and/or dysfunction in the 5-HT1A-FGFR1 heteroreceptor complexes in the raphe-hippocampal serotonin neuron systems can contribute to the development of MD. It leads inter alia to reduced neuroplasticity and potential atrophy in the raphe-cortical and raphe-striatal 5-HT pathways and in all its forebrain networks. Reduced 5-HT1A auto-receptor function, increased plasticity and trophic activity in the midbrain raphe 5-HT neurons can develop via agonist activation of allosteric receptor-receptor interactions in the 5-HT1A-FGFR1 heterocomplex. Additionally, the inhibitory allosteric receptor-receptor interactions in the 5-HT1AR-5-HT2AR isoreceptor complex therefore likely have a significant role in modulating mood, involving a reduction of postjunctional 5-HT1AR protomer signaling in the forebrain upon activation of the 5-HT2AR protomer. In addition, oxytocin receptors (OXTRs) play a significant and impressive role in modulating social and cognitive related behaviors like bonding and attachment, reward and motivation. Pathological blunting of the OXTR protomers in 5-HT2AR and especially in 5-HT2CR heteroreceptor complexes can contribute to the development of depression and other types of psychiatric diseases involving disturbances in social behaviors. The 5-HTR heterocomplexes are novel targets for the treatment of MD.
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Antenna protein aggregation is one of the principal mechanisms considered effective in protecting phototrophs against high light damage. Commonly, it is induced, in vitro, by decreasing detergent ...concentration and pH of a solution of purified antennas; the resulting reduction in fluorescence emission is considered to be representative of non-photochemical quenching in vivo. However, little is known about the actual size and organization of antenna particles formed by this means, and hence the physiological relevance of this experimental approach is questionable. Here, a quasi-single molecule method, fluorescence correlation spectroscopy (FCS), was applied during in vitro quenching of LHCII trimers from higher plants for a parallel estimation of particle size, fluorescence, and antenna cluster homogeneity in a single measurement. FCS revealed that, below detergent critical micelle concentration, low pH promoted the formation of large protein oligomers of sizes up to micrometers, and therefore is apparently incompatible with thylakoid membranes. In contrast, LHCII clusters formed at high pH were smaller and homogenous, and yet still capable of efficient quenching. The results altogether set the physiological validity limits of in vitro quenching experiments. Our data also support the idea that the small, moderately quenching LHCII oligomers found at high pH could be relevant with respect to non-photochemical quenching in vivo.
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The frameshift mutants K192S
and R153S
, of the polyglutamine tract-binding protein 1 (PQBP-1), are stable intrinsically disordered proteins (IDPs). They are each associated with the severe cognitive ...disorder known as the Renpenning syndrome, a form of X-linked intellectual disability (XLID). Relative to the monomeric wild-type protein, these mutants are dimeric, contain more folded contents, and have higher thermal stabilities. Comparisons can be drawn to the toxic oligomerisation in the "conformational diseases", which collectively describe medical conditions involving a substantial protein structural transition in the pathogenic mechanism. At the molecular level, the end state of these diseases is often cytotoxic protein aggregation. The conformational disease proteins contain varying extents of intrinsic disorder, and the consensus pathogenesis includes an early oligomer formation. We reviewed the experimental characterisation of the toxic oligomers in representative cases. PQBP-1 mutant dimerisation was then compared to the oligomerisation of the conformational disease proteins. The PQBP-1 mutants are unique in behaving as stable soluble dimers, which do not further develop into higher oligomers or aggregates. The toxicity of the PQBP-1 mutant dimers lies in the native functions (in transcription regulation and possibly, RNA splicing) being compromised, rather than proceeding to aggregation. Other examples of stable IDP dimers were discussed and we speculated on the roles of IDP dimerisation in protein evolution.
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Razrađeni su postupci kvantitativnog određivanja preparacija i ukupnih oligomera za brzu rutinsku kontrolu u kontrolnom industrijskom laboratoriju u tvornici poliesterskih vlakana Vartilen. ...Definirane su pojedinosti provedbe postupaka koje osiguravaju dostatnu točnost i pouzdanost rezultata za takvu vrstu kontrole.
Kemijskom modifikacijom lizozima pri povišenoj temperaturi nastaje nova forma enzima s istim udjelom oligomera, no izraženije antibakterijske aktivnosti. Pritom dolazi do značajnog gubitka ...hidrolitičke aktivnosti enzima. Svrha je ovoga rada bila ispitati hidrolitičku aktivnost modificiranog lizozima pri povišenoj temperaturi uz dodatatak rezorcinola kao zaštitnog agensa, te odrediti stupanj oligomerizacije dobivenih modifikacija. Rezorcinol je bitno utjecao na hidrolitičku aktivnost enzima. Uzorci koji su sadržavali rezorcinol, ali ne i oksidirajuće sredstvo, modificirani pri 90 °C zadržali su 75 % enzimske aktivnosti nemodificiranog monomera, odnosno 16 000 jedinica/mg. Količina je oligomera u lizozomu neznatno porasla u uzorcima proizvedenim pri tim uvjetima.
L'étude théorique d'oligomeres:rc-conjugués obtenus par association de thiophene avec le 1,4diaminobenzene est présentée. L'objectif est de comprendre l'influence de l'allongement de la chaîne sur ...les propriétés géométriques, optoélectroniques et photovoltaiques afin d'élaborer des nanostructures fortement л-conjuguées. La Théorie de la Fonctionnelle de Densité (DFT) avec la fonctionnelle hybride B3LYP ont servi a déterminer les propriétés structurales (distances inter-cycles, angles de torsion) et électroniques (l'énergie des orbitales HOMO et LUMO, la largeur de la bande interdite et l'énergie de chaque molécule). Les propriétés optiques (l'énergie d'excitation et la longueur d'onde d'absorption) ont été obtenues par la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TD-DFT). L'étude révele que ces oligomeres possedent des structures partiellement planes avec de faibles largeurs de bande interdite. Les résultats de cette étude théorique montrent que ces composés possedent d'intéressantes propriétés et peuvent donc étre des candidats potentiels pour la conception de dispositifs optoélectroniques.
La synthèse d'une nouvelle famille d'oligomères de motifs contraints de dipeptides est décrite dans ce manuscrit. Les monomères utilisés sont des motifs ...3(S)-amino-5-carbonylméthyl-2,3-dihydro-1,5-benzothiazépine-4(5H)-one (DBT), acide 2-aminométhyl-phényl-acétique (AMPA) et α-amino γ-lactames. La structure secondaire de ces édifices a été étudiée par spectroscopies RMN, IR, CD et RX. Nous avons montré tout d'abord que les oligomères de DBT sont capables d'adopter des structures stables et définies en ruban. En se basant sur ces structures, nous avons conçu de nouveaux systèmes beaucoup plus versatiles qui permettent de répartir diverses fonctions (basiques, acides, aromatiques) de part et d'autre de l'axe du ruban. Une stratégie de synthèse originale a été développée à cet effet. Elle consiste en la conversion directe de séquences peptidiques, incorporant des méthionines, en oligomères d'α-amino γ-lactames. Ils sont capables, au même titre que ceux de DBT, d'adopter des structures en ruban et de pénétrer dans les cellules. Enfin une étude in vivo chez la souris a montré le fort potentiel anti-tumoral d'un bioconjugué associant des oligomères d'AMPA à un inhibiteur de la Cathepsine D, enzyme lysosomale surexprimée et sécrétée par de nombreuses tumeurs solides.
The synthesis of a new type of constrained dipeptide motif oligomers is described. Monomers used are the (3S)-amino-5-(carboxylmethyl)-2,3-dihydro-1,5-benzothiazepin-4(5H)-one (DBT), the 2-aminomethyl-phenyl-acetic acid (AMPA) and α-amino γ-lactams. The secondary structure of those architectures has been studied by NMR, IR, CD and X-ray spectroscopies. Firstly, we demonstrated that DBT oligomers are able to adopt stable and well defined ribbon like structures. Based on these structures, we designed new systems, far more versatile which are able to distribute various functions (basic, acidic, aromatic) on each side of the ribbon axis. An original strategy has been developed for this purpose. It consists in the direct conversion of peptidic sequences, incorporating methionine, in α-amino γ-lactams oligomers. They are able, as the DBT, to adopt ribbon like structures and to be internalized into cells. Finally, an in vivo study in mice showed the high anti-tumoral potency of a bioconjugate linking AMPA oligomers to an inhibitor of the cathepsin D, a lysosomal enzyme overexpressed and secreted by numerous solid tumors.
Les polyélectrolytes sont des polymères chargés, solubles dans l'eau, omniprésents dans les nature et capables d’interagir avec de nombreux composants cellulaires. Leur utilisation dans des essais ...cliniques est actuellement limitée par le manque de données fiables sur les relations entre leurs structures et leurs biopropriétés. Ce projet s'inscrit dans un programme plus vaste visant à obtenir une bibliothèque de polyélectrolytes multifonctionnalisés bien caractérisés pour le criblage de biopropriétés. Dans ce cadre, nous avons cherché à synthétiser des chaînes macromoléculaires contenant des unités maloniques C(COOH)2 situées à différentes positions le long du squelette du polymère. Ces unités peuvent être utilisées comme points de départ pour introduire plusieurs autres groupes fonctionnels en utilisant de nombreuses réactions de la chimie organique, conduisant à un grand nombre de structures à partir d'un squelette commun, y compris des copolymères. Cette thèse est schématiquement divisée en quatre parties : (a) une présentation bibliographique des relations existant entre structures et propriétés pour des polymères multifonctionnalisés, suivie d'une analyse plus spécifique de l'importance du positionnement d’esters carboxyliques le long d’une chaîne carbonée, (b) une description des efforts expérimentaux menés pour obtenir les poly(triméthylène-1,1-dicarboxylate)s, des intermédiaires clés dans la synthèse des polymères décrits dans les chapitres suivants, (c) une description de l'hydrolyse du précurseur ci-dessus, donnant l'acide poly(triméthylène-1,1-dicarboxylique), ainsi que des propriétés et de la réactivité de ce polyacide, (d) un rapport détaillé sur la synthèse de l’acide poly(triméthylène carboxylique) par décarboxylation quantitative du polyacide ci-dessus, ainsi que sur les propriétés et réactivité de ce polyacide. Dans les deux dernières sections, un accent particulier est mis sur la portée et les limites de diverses procédures de post-fonctionnalisation lorsque l'on tente d'obtenir une bibliothèque de polymères fonctionnels à partir de précurseurs polycarboxyliques
Polyelectrolytes are water-soluble charged polymers that are ubiquitous in life science and capable of interacting with many cellular constituents. Their use in clinical trials is currently limited by a lack of reliable data on the relationships linking their structures to bioproperties. This project is part of a larger program aimed at obtaining a library of well-characterized multifunctionalized polyelectrolytes for the screening of bioproperties. In this framework, we aimed at synthesizing macromolecular chains containing malonic units C(COOH)2 located at various positions alongside the polymer backbone. These units can be used as starting points to introduce several other functional groups using many reactions from organic chemistry, leading to a great number of structures from a common skeleton, including copolymers. This thesis is schematically divided into four parts: (a) a bibliographical presentation of the relationships existing between structures and properties for multifunctional polymers, followed by a more specific analysis on the importance of carboxylic esters positioning alongside a carbon chain backbone, (b) a description of experimental efforts aimed at obtaining poly(trimethylene-1,1-dicarboxylate)s, key intermediates in the synthesis of a large family of polymers described in the next chapters, (c) a depiction of the hydrolysis of the above precursor, yielding poly(trimethylene-1,1-dicarboxylic acid), as well as of the properties and reactivity of this polyacid, (d) a detailed report on the synthesis of poly(trimethylenecarboxylic acid) via the quantitative decarboxylation of the above polyacid, as well as of the properties and reactivity of this polyacid. A special focus is made in the last two sections on the scope and limitations of various post-functionalizing procedures when attempting to obtain a large library of functional polymers from polycarboxylic precursors
L’utilisation d’oligomères d’α-amino-γ-lactame (Agl-αAA) comme vecteurs de pénétration intracellulaire est décrite dans ce manuscrit. Nous avons montré que ces oligomères structurés en ruban sont ...capables de traverser la membrane plasmique pour atteindre le cytosol et y délivrer un cargo biologiquement actif. A la différence des séquences peptidiques, ces oligomères ont une très bonne résistance enzymatique. Une nouvelle famille de foldamères d’α-amino-γ-lactame (Agl-βAA) obtenus à partir de séquences /β peptidiques est également décrite. La structure secondaire de ces composés a été étudiée par RMN, IR-TF, CD et DRX. Nous avons montré que ces oligomères sont capables d’adopter une structure stable en hélice 12. De façon remarquable, ces oligomères sont solubles en milieux aqueux malgré une absence totale de chaînes latérales hydrophiles.
The use of α-amino-γ-lactam oligomers (Agl-αAA) as cell penetrating vectors are described in this work. These ribbon structured oligomers are able to cross the cell membrane to reach the cytosol and deliver a biologically active cargo. Unlike peptide sequences, these oligomers display a strong enzymatic resistance. A new family of α-amino-γ-lactam oligomers (Agl-βAA) obtained from conversion of /β peptide sequences are also described. Secondary structure of these molecules have been studied by NMR, FTIR, CD and XRD. These oligomers are able to adopt a stable 12-helix structure. Unexpectedly, these oligomers are soluble in aqueous mediums without any hydrophilic side chains
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