Synthèse et caractérisation de pores transmembranaires artificiels

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009Le présent mémoire propose une étude sur la caractérisation biophysique et in vivo de peptides formant des canaux ioniques artificiels nommés LS2 et LS3. Ces molécules servant de modèles ont d'abord été mises au point par DeGrado et al en 1988, pour être ensuite caractérisées et modélisées jusqu'en 2007. Nous nous appuyons donc sur ces travaux ainsi que sur des études antérieures effectuées au sein de notre laboratoire pour éclaircir davantage les phénomènes d'auto-assemblage propres à ces peptides modèles. La première partie introduit le sujet des nanostructures peptidiques et la problématique de l'auto-assemblage à l'aide de plusieurs exemples tirés de la littérature récente. Les chapitres 1 et 2 traitent, dans un premier temps, des canaux ioniques naturels et offrent une analyse des éléments structuraux qu'ils partagent. Par la suite, une analyse des critères visés pour la création d'un canal ionique modèle est offerte. Celle-ci est suivie d'une présentation détaillée de LS2 et LS3. Le troisième chapitre présente la synthèse d'analogues fluorescents destinés aux caractérisations biophysiques et in vivo. Les chapitres 4 et 5 se consacrent aux études de dichroïsme circulaire et d'incorporation transmembranaire en infrarouge, respectivement. Le dernier chapitre présente les études de localisation in vivo réalisées avec les analogues fluorescents que nous avons synthétisés

Nouvelles méthodologies pour le design et la synthèse de nano-objets dendritiques

La présente thèse décrit trois projets en synthèse dendritique. Le premier est central à la thèse et concerne la création de cavités dendritiques rigides et flexibles. Il s'agit d'un nano-objet obtenu par synthèse organique. Les trois étapes pour y arriver sont la synthèse d'un dendrimère, la reticulation intramoléculaire des dendrons suivie de l'hydrolyse de la molécule de coeur. Il en résulte une macromolécule entièrement covalente et définie dont le centre est vide. Ces cavités pourraient servir à la création de nouveaux dispositifs en électronique moléculaire ou en nanomédecine. La synthèse de telles structures s'inscrit dans la politique de recherche fondamentale en science des matériaux du laboratoire Morin. Les premiers efforts pour faire un dendrimère rigide entièrement composé d'unités aromatiques ont échoué et c'est finalement un dendrimère fait de phényles et d'acétylènes qui a été synthétisé. Tous les efforts pour le réticuler ont échoués. Parallèlement, des dendrimères (polyamidoamine) PAMAM flexibles ont été synthétisés grâce à la réaction de cycloaddition-1,3-dipolaire «clic ». Ils ont été décorés avec une variété de groupements terminaux. Ces derniers ont été installés par une méthode optimisée d'ouverture d'anhydride. Les tentatives de reticulation n'ont pas abouti. En utilisant les notions d'orthogonalité développées pour les cavités dendritiques, le premier dendrimère PAMAM à trois faces contrôlées a été synthétisé. Cette preuve de concept est une évolution des dendrimères Janus précédents et devrait trouver preneur dans le domaine de la théranostique et des diagnostiques complexes. Finalement, les problèmes de synthèse rencontrés lors de ces deux projets (cavités et PAMAM trois faces) nous ont poussés à créer une toute nouvelle architecture dendritique. Faits à partir de chaînes polyoxyéthylène (EO) et de triazoles, ces nouveaux dendrimères polyoxyéthylènetriazole (PEOT) mettent à profit un cas spécial très activé de cycloaddition-1,3-dipolaire « clic ». Leur synthèse se fait sans solvant, sans excès molaire, et surtout sans aucun catalyseur, métallique ou non. Aucun produit secondaire n'est formé et la conversion est complète à chaque génération. Des tests préliminaires de prolifération de cellules ont démontré une absence de toxicité jusqu'à au moins 1 mM pour trois lignées de cellules cancéreuses

Impact of a methadone maintenance program on an Aboriginal community: a qualitative study

Abstract: Background: Methadone maintenance treatment programs implemented in Aboriginal communities have proven to be beneficial for the control of opioid addiction and its associated consequences, but the perceptions and opinions of different community members about these programs remain elusive. The goal of this study was to determine the perceptions of members of a First Nation community in New Brunswick, Canada, on the implementation of a methadone maintenance treatment program and its effects on the community. Methods: We conducted a qualitative study using semistructured focus group discussions with 3 distinct groups composed of health care professionals and influential community members, patients in the methadone maintenance treatment program and community members at large. Thematic analysis of discussion transcripts was performed. Results: A total of 22 partipants were included in the 3 focus groups. All groups of participants expressed that patients in the program are stigmatized and marginalized. Discussions also revealed widespread misconceptions about the program. Participants associated the program with improvements in community-level outcomes and in parenting abilities of patients, but also with difficulties preserving family unity. Interpretation: Despite being culturally adapted to the community, elements surrounding the methadone maintenance treatment program in this First Nation community appear to be misunderstood and stigmatized. It may be beneficial to provide community education on these programs to assure community buy-in for the successful implementation of harm reduction programs in Aboriginal communities

Crafting NPB with tetraphenylethene: a win–win strategy to create stable and efficient solid-state emitters with aggregation-induced emission feature, high hole-transporting property and efficient electroluminescence

N,N′-Di-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) possesses high thermal and morphological stability and is one of the well-known hole-transporting materials for the fabrication of organic light-emitting diodes (OLEDs). Modification of NPB by the covalent integration of tetraphenylethene (TPE) into its structure dramatically changes its emission behavior: the resulting adduct (TPE–NPB) is highly emissive in the aggregated state, showing a novel phenomenon of aggregation-induced emission (AIE). The adduct is thermally and morphologically stable. Non-doped multilayer electroluminescence (EL) devices using TPE–NPB as an emitting layer were fabricated, which emitted green light with a maximum luminance and current efficiency of 11[thin space (1/6-em)]981 cd m−2 and 11.9 cd A−1, respectively. Even better device performances are observed in the bilayer device without NPB. Our strategy takes the full advantage of the AIE property in the solid state and retains the inherent properties of conventional luminophores. It opens a new avenue in the development of stable and efficient solid-state fluorescent materials for OLED application

A mechanistic study of AIE processes of TPE luminogens: Intramolecular rotation vs. configurational isomerization

Chromophores containing olefinic double bonds are the core components of many important luminogen systems that show the novel photophysical effect of aggregation-induced emission (AIE). The role and extent of E–Z isomerization (EZI) of the double bond in affecting the solution emissions of the AIE luminogens (AIEgens), however, have not been fully understood. In this work, we verified the occurrence of EZI in the dilute solutions of TPE-cored AIEgens by NMR spectroscopy using elaborate experimental procedures. We further designed a TPE-fluorescein adduct to quantify that EZI plays a minor role whereas intramolecular rotation plays a major role in the emission quenching processes of the AIEgen solutions. This study fills the gap in the research on the restriction of the intramolecular rotation (RIR) mechanism for the AIE effect and provides a useful tool for the mechanistic investigation of photoluminescence processes

Recent Advances in Click Chemistry Applied to Dendrimer Synthesis

Dendrimers are monodisperse polymers grown in a fractal manner from a central point. They are poised to become the cornerstone of nanoscale devices in several fields, ranging from biomedicine to light-harvesting. Technical difficulties in obtaining these molecules has slowed their transfer from academia to industry. In 2001, the arrival of the “click chemistry” concept gave the field a major boost. The flagship reaction, a modified Hüisgen cycloaddition, allowed researchers greater freedom in designing and building dendrimers. In the last five years, advances in click chemistry saw a wider use of other click reactions and a notable increase in the complexity of the reported structures. This review covers key developments in the click chemistry field applied to dendrimer synthesis from 2010 to 2015. Even though this is an expert review, basic notions and references have been included to help newcomers to the field

Efficient and Rapid Divergent Synthesis of Ethylene Oxide-Containing Dendrimers through Catalyst-Free Click Chemistry

Third and fourth generation ethylene oxide-containing dendrimers containing triazole units were prepared divergently through metal-free Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition (“click”) reaction between activated disubstituted alkyne and terminal azide groups. The growth of the dendrimers was achieved in high yield with minimal purification effort and without the participation of toxic metal or excess of reagents. Preliminary <i>in vitro</i> testing on different cell lines indicates that this series of dendrimers is very promising for bio-related applications

Legacy of forest composition and changes over the long-term on tree radial growth

The forests of North America have undergone important changes since European settlement, particularly in terms of stand composition and associated changes in soil properties. While soil nutrients availability is known to influence forest productivity, the causes and consequences of its variation through time remain poorly understood. This study investigates the effects of long-term changes in forest composition and soil properties on the radial growth of sugar maple (Acer saccharum Marsh.) and balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.), two important species of northeastern North America’s forests. Using data from 130 plots measured in 1930 and in 2012–2014 and a mixed-effects modelling approach, we studied the links between radial growth, soil nutrients availability, current stand composition, and shifts in vegetation. The radial growth of balsam fir was found to vary with soil available nitrogen and present-day relative basal area of yellow birch in the stand, while that of sugar maple was found to be invariant to soil characteristics, but proportional to present-day spruce (Picea spp.) relative basal area. However, no direct effects of vegetation change on radial growth were detected. Our results suggest that prior stand composition had no influence on radial growth of both studied species, yet vegetation change could indirectly influence balsam fir growth through an improvement of litter quality with an increase in the abundance of yellow birch (Betula alleghaniensis Britton). Moreover, despite clear differences between the studied species, we conclude that maintaining a certain proportion of compositional diversity may enhance radial growth of both balsam fir and sugar maple.Les forêts d’Amérique du Nord ont subi d’importants changements depuis la colonisation européenne, particulièrement en termes de composition des peuplements et des modifications consécutives des propriétés du sol. Bien que l’influence de la disponibilité des éléments nutritifs du sol sur la productivité de la forêt soit connue, les causes et conséquences de sa variation à travers le temps demeurent obscures. Cette étude examine les effets des changements à long terme dans la composition de la forêt et les propriétés du sol sur la croissance radiale de l’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) et du sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.), deux espèces importantes des forêts du nord-est de l’Amérique du Nord. À l’aide de données provenant de 130 places échantillons mesurées en 1930 et de 2012 à 2014, et d’une approche de modélisation à effets mixtes, nous avons étudié les liens entre la croissance radiale, la disponibilité des éléments nutritifs du sol, la composition actuelle du peuplement et les modifications de la végétation. La croissance radiale du sapin baumier variait en fonction de la disponibilité de l’azote (N) dans le sol et de la surface terrière relative actuelle du bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britton) dans le peuplement, tandis que celle de l’érable à sucre n’était pas influencée par les caractéristiques édaphiques, mais était proportionnelle à la surface terrière relative actuelle de l’épicéa (Picea spp.). Cependant, aucun effet direct des modifications de la végétation sur la croissance radiale n’a été détecté. Nos résultats indiquent que la composition antérieure du peuplement n’a eu aucune influence sur la croissance radiale des deux espèces étudiées. Par contre le changement dans la végétation pourrait indirectement influencer la croissance du sapin baumier par le biais d’une amélioration de la qualité de la litière due à une augmentation de l’abondance du bouleau jaune. De plus, malgré de nettes différences entre les espèces étudiées, nous arrivons à la conclusion que le maintien d’une certaine proportion de diversité dans la composition peut augmenter la croissance du sapin baumier et de l’érable à sucre

Probing the dendritic architecture through AIE: Challenges and successes

Since the aggregation-induced emission (AIE) phenomenon is very sensitive to steric hindrance, we set out to use it as a tool to probe the periphery of dendrimers. To achieve this, dendrimers with an ethylene oxide (EO) core were synthesized and then decorated with AIE-active units. Tetraphenylethylene (TPE) with varying spacer lengths was used as the AIE decoration to create two parallel series of these dendrimers up to generation four. Systematic photoluminescence studies demonstrated that peripheral crowding starts at G3. Further analysis showed that the AIE technique is sensitive enough to distinguish small differences in architecture. When used in combination with dynamic light scattering, our AIE strategy revealed a complex relationship between the aggregates' size and their emission

Structural and Functional Characterization of a Complex between the Acidic Transactivation Domain of EBNA2 and the Tfb1/p62 Subunit of TFIIH

<div><p>Infection with the Epstein-Barr virus (EBV) can lead to a number of human diseases including Hodgkin's and Burkitt's lymphomas. The development of these EBV-linked diseases is associated with the presence of nine viral latent proteins, including the nuclear antigen 2 (EBNA2). The EBNA2 protein plays a crucial role in EBV infection through its ability to activate transcription of both host and viral genes. As part of this function, EBNA2 associates with several host transcriptional regulatory proteins, including the Tfb1/p62 (yeast/human) subunit of the general transcription factor IIH (TFIIH) and the histone acetyltransferase CBP(CREB-binding protein)/p300, through interactions with its C-terminal transactivation domain (TAD). In this manuscript, we examine the interaction of the acidic TAD of EBNA2 (residues 431–487) with the Tfb1/p62 subunit of TFIIH and CBP/p300 using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, isothermal titration calorimeter (ITC) and transactivation studies in yeast. NMR studies show that the TAD of EBNA2 binds to the pleckstrin homology (PH) domain of Tfb1 (Tfb1PH) and that residues 448–471 (EBNA2_448–471) are necessary and sufficient for this interaction. NMR structural characterization of a Tfb1PH-EBNA2_448–471 complex demonstrates that the intrinsically disordered TAD of EBNA2 forms a 9-residue α-helix in complex with Tfb1PH. Within this helix, three hydrophobic amino acids (Trp458, Ile461 and Phe462) make a series of important interactions with Tfb1PH and their importance is validated in ITC and transactivation studies using mutants of EBNA2. In addition, NMR studies indicate that the same region of EBNA2 is also required for binding to the KIX domain of CBP/p300. This study provides an atomic level description of interactions involving the TAD of EBNA2 with target host proteins. In addition, comparison of the Tfb1PH-EBNA2_448–471 complex with structures of the TAD of p53 and VP16 bound to Tfb1PH highlights the versatility of intrinsically disordered acidic TADs in recognizing common target host proteins.</p></div