Nβ-methylation changes the recognition pattern of aza-β3-amino acid containing peptidomimetic substrates by protein kinase A

The protein kinase A (PKA)-catalyzed phosphorylation of peptide substrate RRASVA analogs, containing Nβ-Me-aza-β3-amino acid residues in all subsequent positions, was studied. This work follows along the lines of our previous research of the phosphorylation of aza-β3-analogs of RRASVA (the shortest active substrate of PKA) and allows characterizing the influence of Nβ-methylation of aza-β3-amino acid residues on substrate recognition by PKA on substrate binding and phosphorylation steps. It was found that the effect of Nβ-methylation was dependent upon the position of the structure alteration. Moreover, the presence of a single Nβ-methylation site in the substrate changed the recognition pattern of this series of peptidomimetics, strongly affecting the phosphorylation step. Structure modeling of aza-β3- and Nβ-Me-aza-β3-containing substrates revealed that Nβ-methylation of aza-β3-moieties changed the peptide bond geometry from trans- to cis-configuration in -CO-NMe- fragments, with an exception for the N-terminally methylated Nβ-Me-aza-β3-RRRASVA (with the N-terminal amino group not participating in the peptide bond) and RRAS-Nβ-Me-aza-β3-VA. As has been shown in literature, this conformational preference of the backbone has a significant influence on the flexibility of the peptide substrate chain. Following our results, this property seems to have significant influence on the recognition of the amino acid side groups by the enzyme binding site, and in the case of PKA this structural modification was decisive for the phosphate transfer step of the catalytic process

Synthèse et évaluation d'hydrazino aza et N-azapeptoïdes, analogues de peptides aldéhydes inhibiteurs d'enzymes impliquées dans le déroulement du cycle cellulaire

Le protéasome est un complexe protéique responsable de la dégradation d'un certain nombre de protéines impliquées dans le déroulement du cycle cellulaire. Des pathologies sont associées à un dysfonctionnement du protéasome. Pour mieux comprendre ces dérégulations et leurs conséquences, des inhibiteurs spécifiques des trois activités enzymatiques du protéasome (PGPH, chymotrypsine et trypsine) ont été développés.Nous avons mis au point une méthodologie de synthèse afin d'obtenir une nouvelle classe de pseudopeptides, analogues d'inhibiteurs déjà décrits (ALLN et MG132). Les pseudopeptides, nommés hydrazino aza et N-azapeptoïdes sont constitués d'une unité aza ou N-aza amino acide et d'une (ou deux) unités acide hydrazino acétique Na-substitué. Ces nouveaux analogues se caractérisent par l'absence de centres chiraux carbonés, des chaînes latérales portées par des atomes d'azote pyramidaux, un squelette peptidique enrichi en atomes d'azote et une extrémité C-terminale modifiée. Cette méthodologie de synthèse permet d'accéder à une bibliothèque de molécules de type hydrazinopeptoïdique. Nous avons également étudié la structuration des pseudopeptides synthétisés à l'état solide et en solution.Nous avons analysé la capacité et la sélectivité des hydrazino aza et N-azapeptoïdes à inhiber les activités enzymatiques du protéasome, ainsi que leur capacité à perturber le déroulement du cycle cellulaire de cellules XL2 d'amphibien (Xenopus Laevis).RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Fmoc-aza-beta(3)-Lys-OAllyl and Fmoc-aza-beta(3)-Asp-OAllyl for on-resin head-to-tail cyclization of aza-beta(3)-peptides

International audienceA rapid and efficient Fmoc/t-Bu solid-phase peptide synthesis (SPPS) of cyclic aza-beta(3)-peptide analogs by allyl strategy is described. Our synthetic approach includes the synthesis of two new aza-beta(3)-amino acids, Fmoc-aza-beta(3)-Lys-OAllyl and Fmoc-aza-beta(3)-Asp-OAllyl, then the resin attachment of the first aza-beta(3)-amino acid via its side chain, successful use of combination of three orthogonal removable protecting groups, stepwise solid-phase synthesis of linear peptide analog, and on-resin head-to-tail cyclization. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved

Peptides et pseudopeptides auto-assembleurs à activité antimicrobienne

La résistance des pathogènes contre les antibiotiques conventionnels augmente à un taux qui excède de loin l'allure du développement de nouveaux médicaments. Les peptides antimicrobiens, tant synthétiques que provenant de sources naturelles, se profilent comme étant des candidats avec lesquels il faudra compter. L utilisation des peptides est cependant limitée par une élimination rapide en milieu biologique liée à leur dégradation par les protéases. L'objet de cette thèse concerne la synthèse de monomères aza-b3-aminoacides dans l'optique de les incorporer dans des séquences peptidiques antimicrobiennes. Les aza-b3-aminoacides sont des analogues des a-aminoacides qui diffèrent des b3-aminoacides par la présence d'un atome d'azote supplémentaire chiral à configuration non fixée qui porte la chaîne latérale. L'introduction de ces unités monomériques au sein de peptides antimicrobiens donne accès à des pseudopeptides antimicrobiens dont la durée de vie et l'activité est améliorée. La modification d'un neuropeptide de seiche présentant des activités antibactériennes nous a permis d'obtenir un analogue peptidique et deux analogues pseudopeptidiques plus actifs que le peptide naturel. D'un autre côté, nous avons développé un peptide et une série de cyclopseudopeptides hybrides de novo qui possèdent des activités comparables à certains antibiotiques usuels. Nous avons tenté d'expliquer le mécanisme d'action de nos peptides et pseudopeptides qui agissent sur les membranes microbiennes. Les résultats obtenus par dichroïsme circulaire, diffusion de la lumière et RMN mettent en évidence un phénomène d'auto-association qui jouerait un rôle primordial dans l'activité biologique.Antibiotic resistance of pathogens against conventional antibiotics increases at a rate which exceeds by far the speed of the development of new drugs. The antimicrobial peptides, both synthetic and from natural sources, have raised interest as potential useful drugs in the future. The use of peptides is however limited by a fast elimination in biological environment connected to their rapid degradation by proteases. The object of this work concerns the synthesis of no proteinogenic monomers, the aza-b3-aminoacids, in the goal to incorporate them into antimicrobial peptidic sequences. Aza-b3-aminoacid are analogues of a-aminoacids, which differ from b3-aminoacids by the presence of an extra nitrogen atom, with a non-fixed configuration, which carries the side chain. The introduction of these monomeric units within antimicrobial peptides gives access to antimicrobial pseudopeptides with an extended life cycle. The modification of a cuttlefish neuropeptide presenting antibacterial activities allowed us to obtain a peptidic analogue and two pseudopeptidic analogues more active than the natural peptide. On the other hand, we developed a peptide and a series of cyclopseudopeptides hybrids de novo which possess comparable activities to some common antibiotics. Now, we try to explain the mechanism of action of our peptides and pseudopeptides which act on the microbial membranes. The results, obtained by circular dichroism, light scattering and NMR, bring to light a phenomenon of auto-association which would play an essential role in the biological activity.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

New functionalized aza-ß3-amino acids for click-chemistry

International audienc

Des aza-b3-aminoacides aux peptides hybrides (synthèse et propriétés immunologiques)

Nous présentons dans ce travail la synthèse de monomères aza-b3-aminoacides ainsi que de leurs dérivés réduits et Nb-méthylés. Les aza-b3-aminoacides diffèrent des a-aminoacides par la présence d'un atome d'azote supplémentaire chiral à configuration non fixée et portant la chaîne latérale. L'introduction de ces unités monomériques au sein de peptides cibles donne accès à une nouvelle famille de peptides modifiés appelés aza-b3-peptides. La modification, apportée par ces monomères, dans certaines positions de peptides présentant une activité, a permis d'accroître pour quelques exemples d'aza-b3-peptides, leurs activités par rapport aux peptides parents. Deux épitopes ont fait l'objet de cette étude pseudopeptidique associée à une étude structurale RMN, le premier correspond à un fragment de l'histone H4 qui intervient dans la maladie du LED, le second est un fragment de l'hémaglutinine du virus Influenza. Les premiers aza-b3-peptides inhibiteurs potentiels d'intégrines, comportant le motif RGD modifié, sont également exposés avec la synthèse d'analogues linéaires et cycliques.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

New building blocks or dendritic pseudopeptides for metal chelating

International audienceDendritic oligopeptides have been reported as useful building blocks for many interactions. Starting from hydrazine, we described an approach to create new dendritic pseudopeptides linked with biol. systems, such as cell membrane, as chelate metal, Ni2+-nitrilotriacetic acid moieties which could target histidine rich peptides or proteins. Depending on the nature of these new chem. recognition units, they could be integrated into a peptide by coupling in C or N-termini.[Figure not available: see fulltext.]

Ovarian jelly-peptides (OJPs), a new family of regulatory peptides identified in the cephalopod Sepia officinalis.

In marine invertebrates, numerous water-borne peptides involved in reproductive behavior have been characterized. In this study, we focused on three ovarian water-borne peptides, released by full-grown oocytes (FGO) in the genital coelom and in the lumen of the oviduct in the cuttlefish Sepia officinalis. The first one (DQVKIVL), was characterized by the monitoring of HPLC purified fraction using a myotropic bioassay. Subsequently, a peptidomic approach consisting of a mass spectrometry comparative screening performed between the peptide content of FGO with that of FGO-conditioned medium, led to the identification of two additional water-borne peptides. The second peptide identified (DEVKIVL) was characterized by MS/MS and the primary structure of the third one (DEVKIVLD) was elucidated by a combination of Edman degradation, acid hydrolysis and MS/MS analysis. Sequence homology, tissue mapping and bioactivity demonstrate that these peptides belong to the same family. DQVKIVL-related-peptides strictly localized in the female genital tract modulate the whole female genital tract and the main nidamental gland contractions. Furthermore, these peptides form a jelly, when resuspended in water. This particular property could play an important role in the kinetics of peptide diffusion in the external medium. Thus, these regulatory peptides were named ovarian jelly-peptides (OJPs)

Aza-beta(3)-amino acid containing peptidomimetics as cAMP-dependent protein kinase substrates.

International audiencePeptidomimetic analogs of the peptide RRASVA, known as the "minimal substrate" of the catalytic subunit of the cAMP-dependent protein kinase (PKA), were synthesized by consecutive replacement of natural amino acids by their aza-beta(3) analogs. The peptidomimetics were tested as PKA substrates and the kinetic parameters of the phosphorylation reaction were determined. It was found that the interaction of these peptidomimetics with the enzyme active center was sensitive to the location of the backbone modification, while the maximal rate of the reaction was practically not affected by the structure of substrates. The pattern of molecular recognition of peptidomimetics was in agreement with the results of structure modeling and also with the results of computational docking study of peptide and peptidomimetic substrates with the active center of PKA. It was concluded that the specificity determining factors which govern substrate recognition by the enzyme should be grouped along the phosphorylatable substrate, and such clustering might open new perspectives for pharmacophore design of peptides and peptide-like ligands