Détermination du mécanisme de discrimination entre l'ADN spécifique et non-spécifique par les facteurs de transcription B/HLH/LZ

Le réseau de facteurs de transcription c-Myc/Max/Mad contrôle la transcription de plus de 1500 gènes à l'intérieur du génome humain. Dans ce réseau, les domaines basic-Helix-Loop-Helix-Leucine Zipper (b/HLH/LZ) sont responsables de la reconnaissance moléculaire entre les protéines et de la liaison au promoteur des gènes cibles. Par contre, les détails du mécanisme de liaison spécifique à l'ADN demeurent inconnus. Dans cette thèse, nous révélons le mécanisme de discrimination entre les séquences spécifiques et non-spécifiques par les facteurs de transcription b/HLH/LZ. Article 1: À partir de la détermination par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) de la structure et la dynamique du dimère b/HLH/LZ de Max en solution et en absence d'ADN, nous avons proposé un mécanisme pour la formation spécifique et réversible de complexes protéine/ADN par cette famille de facteurs de transcription. En solution et en absence d'ADN, les domaines H1LH2/LZ sont bien repliés alors que la région basique est majoritaire non-repliée. Nous avons démontré que H1 déploie des mouvements de grande amplitude dans l'échelle de temps de la nanoseconde. Nous avons proposé que ces mouvements résultent d'un "cluster" de chaînes-latérales basiques à l'intérieur des conformères partiellement repliés. Via cette structure, nous avons proposé un mécanisme de liaison à l'ADN composé d'un mélange de sélection conformationelle et de repliement assisté par l'ADN. Premièrement, l'état partiellement replié lie directement le sillon majeur de l'ADN par mode de sélection conformationelle. Cette étape permet la liaison de séquences d'ADN spécifique (ASp) et non-spécifique (ANSp). Ensuite, la région basique subit un repliement assisté par l'ADN de sa structure secondaire en hélice alpha. Nous avons proposé que le repliement et la stabilisation de cette région basique soient responsables de la discrimination entre les ASp et ANSp. Lorsque le complexe-ANSp est formé, la région basique est majoritairement non-repliée à cause des interactions non-favorables entre les chaînes-latérales de la protéine et l'ADN ce qui donne lieu à des complexes de faible affinité avec une haute probabilité de se dissocier. Dans le cas d'un complexe-ASp, les interactions favorables entre les chaînes-latérales clés de la région basique (e.g. E12) et l'ADN favorise l'équilibre vers la forme optimalement replié de la région basique et du complexe de haute affinité. Article 2: Afin de vérifier notre mécanisme proposé, nous avons réalisé des études de structure, stabilité thermodynamique et de dynamique de la protéine Max en complexe avec ASp (5'-CACGTG-3') et ANSp (5'-GGATCC-3') par Dichroïsme Circulaire (CD) et RMN. Nous démontrons qu'il y a une différence apparente d'affinité entre l'ASp (KD=110 8) et l'ANSp (KD=1106) pour Max. Aussi, le complexe-ASp contient plus de structure secondaire par rapport au complexe-ANSp. Ces résultats supportent notre mécanisme où la région basique du complexe-ANSp est moins repliée. Par RMN, nous démontrons que la région basique du complexe-ANSp est plus dynamique et flexible que le complexe-ASp. Une analyse moléculaire de l'interface de liaison protéine/ADN montre que l'interaction clé entre la Glutamate E12 et les nucléotides CA de l'ASp est absente dans le cas de l'ANSp. Ceci mène à la dénaturation de la région basique dans le complexe NSD et permet la dissociation de l'ADN. Dans une vue d'ensemble, cette thèse présente un mécanisme pour la discrimination des Asp des ANSp par les facteurs de transcription b/HLH/LZ. Ces informations sont importantes pour le design rationnel de nouveaux agents thérapeutiques afin de combattre les cancers impliquant l'oncoprotéine c-Myc

Redox and Chemical Activities of the Hemes in the Sulfur Oxidation Pathway Enzyme SoxAX

BACKGROUND: SoxAX enzymes initiate microbial oxidation of reduced inorganic sulfur compounds. Their catalytic mechanism is unknown. RESULTS: Cyanide displaces the CysS(-) ligand to the active site heme following reduction by S(2)O(4)(2-) but not Eu(II). CONCLUSION: An active site heme ligand becomes labile on exposure to substrate analogs. SIGNIFICANCE: Elucidation of SoxAX mechanism is necessary to understand a widespread pathway for sulfur compound oxidation. SoxAX enzymes couple disulfide bond formation to the reduction of cytochrome c in the first step of the phylogenetically widespread Sox microbial sulfur oxidation pathway. Rhodovulum sulfidophilum SoxAX contains three hemes. An electrochemical cell compatible with magnetic circular dichroism at near infrared wavelengths has been developed to resolve redox and chemical properties of the SoxAX hemes. In combination with potentiometric titrations monitored by electronic absorbance and EPR, this method defines midpoint potentials (E(m)) at pH 7.0 of approximately +210, -340, and -400 mV for the His/Met, His/Cys(-), and active site His/CysS(-)-ligated heme, respectively. Exposing SoxAX to S(2)O(4)(2-), a substrate analog with E(m) ~-450 mV, but not Eu(II) complexed with diethylene triamine pentaacetic acid (E(m) ~-1140 mV), allows cyanide to displace the cysteine persulfide (CysS(-)) ligand to the active site heme. This provides the first evidence for the dissociation of CysS(-) that has been proposed as a key event in SoxAX catalysis

Heat-induced Proteome Changes in Tomato Leaves

Three tomato (Solanum lycopersicum) cultivars [Walter LA3465 (heat-tolerant), Edkawi LA 2711 (unknown heat tolerance, salt-tolerant), and LA1310 (cherry tomato)] were compared for changes in leaf proteomes after heat treatment. Seedlings with four fully expanded leaves were subjected to heat treatment of 39/25 °C at a 16:8 h light–dark cycle for 7 days. Leaves were collected at 1200 hr, 4 h after the light cycle started. For ‘Walter’ LA3465, heat-suppressed proteins were geranylgeranyl reductase, ferredoxin-NADP (+) reductase, Rubisco activase, transketolase, phosphoglycerate kinase precursor, fructose–bisphosphate aldolase, glyoxisomal malate dehydrogenase, catalase, S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase, and methionine synthase. Two enzymes were induced, cytosolic NADP-malic enzyme and superoxide dismutase. For ‘Edkawi’ LA2711, nine enzymes were suppressed: ferredoxin-NADP (+) reductase, Rubisco activase, S-adenosylmethionine synthetase, methioine synthase, glyoxisomal malate dehydrogenase, enolase, flavonol synthase, M1 family peptidase, and dihydrolipoamide dehydrogenase. Heat-induced proteins were cyclophilin, fructose-1,6-bisphosphate aldolase, transketolase, phosphoglycolate phosphatase, ATPase, photosystem II oxygen-evolving complex 23, and NAD-dependent epimerase/dehydratase. For cherry tomato LA1310, heat-suppressed proteins were aminotransferase, S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase, L-ascorbate peroxidase, lactoylglutathione lyase, and Rubisco activase. Heat-induced enzymes were glyoxisomal malate dehydrogenase, phosphoribulokinasee, and ATP synthase. This research resulted in the identification of proteins that were induced/repressed in all tomato cultivars evaluated (e.g., Rubisco activase, methionine synthase, adenosyl-L-homocysteine hydrolase, and others) and those differentially expressed (e.g., transketolase)

Adopt a Lake: Successfully Tracking Harmful Cyanobacterial Blooms in Canadian Surface Waters Through Citizen Science

The proliferation of harmful waterborne cyanobacterial algal blooms, some of which can produce potent toxins, poses severe risks to environmental and human health. Academic and governmental monitoring efforts may be constrained by budget, time, and staff, and thus miss otherwise significant pollution events. Here, we report on the implementation of a citizen science project to track harmful cyanobacterial blooms in lakes and waterways across Canada. Through both crowdsourcing and crowdfunding, the Adopt a Lake (Adopt a Lake 2022) campaign aimed to document the potential presence of cyanobacteria and toxins with the assistance of participants, thus improving public awareness of the issue of water quality preservation. Using social media, participants were encouraged to participate in the initiative by collecting samples during a bloom from a nearby pond or by making a financial contribution to support the initiative. Adopt a Lake benefitted from the analytical platform of Algal Blooms Treatment, Risk Assessment, Predictions, and Prevention (ATRAPP), a research project focused on the prediction and management of harmful cyanobacterial blooms. The presence of cyanotoxins, which can confirm whether a lake has a toxic bloom, was determined through high-resolution mass spectrometry analyses. This paper presents an overview of the implementation of the Adopt a Lake initiative, the campaign’s status, and the lessons learned, and it argues the importance of continual monitoring of cyanobacterial blooms

Relating industrial symbiosis and circular economy to the sustainable development debate

Industrial Symbiosis (IS) is a business-focused collaborative approach oriented towards resource efficiency that has been theorised and studied mainly over the last twenty-five years. Recently, IS seems to have found a renewed impetus in the framework of the Circular Economy (CE), a novel approach to sustainability and Sustainable Development (SD) that has been rapidly gaining momentum world-wide. This opening chapter of the book provides an introduction to the concepts of IS, CE and SD, and summarizes their complex evolutionary paths, recalling the rel-evant developments and implementation challenges. In addition, the authors point out the divergences and interrelations of these concepts, both among themselves and with other related concepts and research fields, such as industrial ecology, eco-logical modernization and the green economy. Furthermore, the potential contribu-tion of IS and the CE to SD is briefly discussed, also highlighting critical issues and trade-offs, as well as gaps in research and application, especially relating to the so-cial component of sustainability. Particular attention is given to the potential role of IS in the achievement of targets connected to the Sustainable Development Goals set in the UN Agenda 2030. The recent advances in the IS and CE discussion in the context of the SD research community are further explored, with particular empha-sis on the contribution of the International Sustainable Development Research So-ciety (ISDRS) and its 24th annual conference organised in Messina, Italy, in 2018. The programme of that conference, indeed, included specific tracks on the above-mentioned themes, the contents of which are briefly commented on here, after an overview on the whole conference and the main cross-cutting concepts emerged. In the last part of the chapter, a brief description of the chapters collected in the book is presented. These contributions describe and discuss theoretical frameworks, methodological approaches and/or experiences and case studies where IS and the principles of CE are applied in different geographical context and at different scales to ultimately improve the sustainability of the current production patterns

Détermination du mécanisme de discrimination entre l'ADN spécifique et non-spécifique par les facteurs de transcription B/HLH/LZ

Le réseau de facteurs de transcription c-Myc/Max/Mad contrôle la transcription de plus de 1500 gènes à l'intérieur du génome humain. Dans ce réseau, les domaines basic-Helix-Loop-Helix-Leucine Zipper (b/HLH/LZ) sont responsables de la reconnaissance moléculaire entre les protéines et de la liaison au promoteur des gènes cibles. Par contre, les détails du mécanisme de liaison spécifique à l'ADN demeurent inconnus. Dans cette thèse, nous révélons le mécanisme de discrimination entre les séquences spécifiques et non-spécifiques par les facteurs de transcription b/HLH/LZ. Article 1: À partir de la détermination par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) de la structure et la dynamique du dimère b/HLH/LZ de Max en solution et en absence d'ADN, nous avons proposé un mécanisme pour la formation spécifique et réversible de complexes protéine/ADN par cette famille de facteurs de transcription. En solution et en absence d'ADN, les domaines H1LH2/LZ sont bien repliés alors que la région basique est majoritaire non-repliée. Nous avons démontré que H1 déploie des mouvements de grande amplitude dans l'échelle de temps de la nanoseconde. Nous avons proposé que ces mouvements résultent d'un "cluster" de chaînes-latérales basiques à l'intérieur des conformères partiellement repliés. Via cette structure, nous avons proposé un mécanisme de liaison à l'ADN composé d'un mélange de sélection conformationelle et de repliement assisté par l'ADN. Premièrement, l'état partiellement replié lie directement le sillon majeur de l'ADN par mode de sélection conformationelle. Cette étape permet la liaison de séquences d'ADN spécifique (ASp) et non-spécifique (ANSp). Ensuite, la région basique subit un repliement assisté par l'ADN de sa structure secondaire en hélice alpha. Nous avons proposé que le repliement et la stabilisation de cette région basique soient responsables de la discrimination entre les ASp et ANSp. Lorsque le complexe-ANSp est formé, la région basique est majoritairement non-repliée à cause des interactions non-favorables entre les chaînes-latérales de la protéine et l'ADN ce qui donne lieu à des complexes de faible affinité avec une haute probabilité de se dissocier. Dans le cas d'un complexe-ASp, les interactions favorables entre les chaînes-latérales clés de la région basique (e.g. E12) et l'ADN favorise l'équilibre vers la forme optimalement replié de la région basique et du complexe de haute affinité. Article 2: Afin de vérifier notre mécanisme proposé, nous avons réalisé des études de structure, stabilité thermodynamique et de dynamique de la protéine Max en complexe avec ASp (5'-CACGTG-3') et ANSp (5'-GGATCC-3') par Dichroïsme Circulaire (CD) et RMN. Nous démontrons qu'il y a une différence apparente d'affinité entre l'ASp (KD=110 8) et l'ANSp (KD=1106) pour Max. Aussi, le complexe-ASp contient plus de structure secondaire par rapport au complexe-ANSp. Ces résultats supportent notre mécanisme où la région basique du complexe-ANSp est moins repliée. Par RMN, nous démontrons que la région basique du complexe-ANSp est plus dynamique et flexible que le complexe-ASp. Une analyse moléculaire de l'interface de liaison protéine/ADN montre que l'interaction clé entre la Glutamate E12 et les nucléotides CA de l'ASp est absente dans le cas de l'ANSp. Ceci mène à la dénaturation de la région basique dans le complexe NSD et permet la dissociation de l'ADN. Dans une vue d'ensemble, cette thèse présente un mécanisme pour la discrimination des Asp des ANSp par les facteurs de transcription b/HLH/LZ. Ces informations sont importantes pour le design rationnel de nouveaux agents thérapeutiques afin de combattre les cancers impliquant l'oncoprotéine c-Myc

El capital social de las sociedades anónimas en Costa Rica, análisis de su naturaleza jurídica: ¿un mero formalismo para su constitución?

Tesis (licenciatura en derecho)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Sociales::Facultad de Derech