Oxidation of the amyloid-beta peptide and consequences on the etiology of Alzheimer's disease / Clémence Cheignon  

Public ISBD Titre : Oxidation of the amyloid-beta peptide and consequences on the etiology of Alzheimer's disease Type de document : texte imprimé Auteurs : Clémence Cheignon, Auteur ; Fabrice Collin, Directeur de thèse ; Hureau, Christelle, Directeur de thèse Langues : Anglais (eng) Tags : PEPTIDE AMYLOID-BETA  REACTIVE OXYGEN SPECIES  MASS SPECTROMETRY  METAL IONS  AGGREGATION Résumé : "Alzheimer's Disease (AD) is the most frequent for of dementia in the elderly. A hallmark of AD is the extracellular formation of senile plaques in the brain of AD subjects, composed of the Amyloid-ß peptide (Aß) under aggregated form with metal ions such as copper ions. Aß can form a complex with copper ions, able to catalyze reactive oxygen species (ROS) formation in the presence of a reducing agent such as ascorbate. These oxidative species can oxidize the surrounding molecules and the Aß peptide itself. Being close to the production site of ROS, Aß is the preferential target, especially for the hydroxyl radical HO*. The aim of this work was to study the ROS production by the Aß/Cu/ascorbate system, to characterize the oxidation undergone by Aß and to evaluate the consequences of Aß oxidation on ROS production, metal ions coordination and aggregation. Several spectroscopic techniques have been used, in particular mass spectrometry (MS), fluorescence spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR) and X-Ray absorption spectroscopy (XANES). The oxidation sites of Aß have been studied by mass spectrometry (MS and MS/MS). Thanks to the use of proteomic tools and high-resolution mass spectrometry (HRMS), the oxidized amino acid residues have been identified. Asp1, His 13 and His14 have been found to be the preferential targets for HO* on Aß. This result was expected as these residues are involved in copper coordination, from which the ROS are generated. The impact of Aß oxidation on Cu(II), Cu(I) and Zn(II) on metal ions coordination, on ROS production and on Aß aggregation has been studied. Results have shown that Aß oxidation induces a change of coordination of Zn(II) as well as Cu(II) and Cu(I), leading to an increase of ROS production. Moreover, Aß oxidation has also an impact on aggregation, as it does not favor fibrils formation. The Cu-Aß binding mode during ROS production has been deduced from the study of a series of mutated Aß peptides. The hypothesis, in which the amino acid residues bound to Cu during the ROS production are the oxidized one (Asp1, His 13 and His14) has been corroborated by the results of this study, the mutation of Asp1 or the two His having an impact on ROS production. Finally, the pro- and antioxidants effects of ascorbate have been investigated, showing that, on the Cu-Aß system, ascorbate only has antioxidant properties at high concentration for surrounding molecules, but does not exhibit any protecting effect on Aß itself." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université Toulouse 3 Date_soutenance : 28/11/2016 Ecole_doctorale : École doctorale Sciences de la Matière (Toulouse) Domaine : Chimie/Chimie de coordination En ligne : http://thesesups.ups-tlse.fr/3588 Oxidation of the amyloid-beta peptide and consequences on the etiology of Alzheimer's disease [texte imprimé] / Clémence Cheignon, Auteur ; Fabrice Collin, Directeur de thèse ; Hureau, Christelle, Directeur de thèse . - [s.d.]. Langues : Anglais (eng) Tags : PEPTIDE AMYLOID-BETA  REACTIVE OXYGEN SPECIES  MASS SPECTROMETRY  METAL IONS  AGGREGATION Résumé : "Alzheimer's Disease (AD) is the most frequent for of dementia in the elderly. A hallmark of AD is the extracellular formation of senile plaques in the brain of AD subjects, composed of the Amyloid-ß peptide (Aß) under aggregated form with metal ions such as copper ions. Aß can form a complex with copper ions, able to catalyze reactive oxygen species (ROS) formation in the presence of a reducing agent such as ascorbate. These oxidative species can oxidize the surrounding molecules and the Aß peptide itself. Being close to the production site of ROS, Aß is the preferential target, especially for the hydroxyl radical HO*. The aim of this work was to study the ROS production by the Aß/Cu/ascorbate system, to characterize the oxidation undergone by Aß and to evaluate the consequences of Aß oxidation on ROS production, metal ions coordination and aggregation. Several spectroscopic techniques have been used, in particular mass spectrometry (MS), fluorescence spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR) and X-Ray absorption spectroscopy (XANES). The oxidation sites of Aß have been studied by mass spectrometry (MS and MS/MS). Thanks to the use of proteomic tools and high-resolution mass spectrometry (HRMS), the oxidized amino acid residues have been identified. Asp1, His 13 and His14 have been found to be the preferential targets for HO* on Aß. This result was expected as these residues are involved in copper coordination, from which the ROS are generated. The impact of Aß oxidation on Cu(II), Cu(I) and Zn(II) on metal ions coordination, on ROS production and on Aß aggregation has been studied. Results have shown that Aß oxidation induces a change of coordination of Zn(II) as well as Cu(II) and Cu(I), leading to an increase of ROS production. Moreover, Aß oxidation has also an impact on aggregation, as it does not favor fibrils formation. The Cu-Aß binding mode during ROS production has been deduced from the study of a series of mutated Aß peptides. The hypothesis, in which the amino acid residues bound to Cu during the ROS production are the oxidized one (Asp1, His 13 and His14) has been corroborated by the results of this study, the mutation of Asp1 or the two His having an impact on ROS production. Finally, the pro- and antioxidants effects of ascorbate have been investigated, showing that, on the Cu-Aß system, ascorbate only has antioxidant properties at high concentration for surrounding molecules, but does not exhibit any protecting effect on Aß itself." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université Toulouse 3 Date_soutenance : 28/11/2016 Ecole_doctorale : École doctorale Sciences de la Matière (Toulouse) Domaine : Chimie/Chimie de coordination En ligne : http://thesesups.ups-tlse.fr/3588

Interactions of metal ions with truncated forms of amyloïd-beta linked to Alzheimer's disease / Aliès, Bruno  

Public ISBD Titre : Interactions of metal ions with truncated forms of amyloïd-beta linked to Alzheimer's disease Type de document : texte imprimé Auteurs : Aliès, Bruno, Auteur ; Faller, Peter, Directeur de thèse ; Hureau, Christelle, Directeur de thèse Année de publication : 2012 Langues : Anglais (eng) Tags : AMYLOID-BETA  AGGREGATION  COORDINATION  METAL IONS  CU  ZN  SPECTROSCOPIES  FLUORESCENCE Résumé : "Amyloid plaques are a hallmark of Alzheimer's disease. These plaques are formed by aggregates of amyloid beta peptides and metal ions. In this context, we studied the interaction of Cu and Zn with the truncated forms of Aß peptides. We focused on two aspect : Coordination and Aggregation. In this first part, we studied coordination of Cu on modified amyloid beta peptide compared to original peptide. These modified peptides are found in human and are considered as more deleterious. Thanks to many spectroscopies (EPR, CD, NMR...), we have shown that (i) pH depending coordination mode of amyloid beta-Cu (ii) the great matter of N-terminal in Cu coordination (iii) the major role of second sphere in coordination (iv) Cu Coordination differences between Aß and his modified forms. In the second part, our aim was to get insights into aggregation mechanisms of peptide modulate by metal ions. Aggregation of peptides is a wide field of interest from neurological diseases to nanotechnology. Thanks to different peptides (from amyloid beta) and several complementary techniques (Fluorescence, Turbitity, TEM...), we have shown that (i) the metal ions coordination dependence of aggregation (ii) acceleration of amyloid beta11-28 aggregation induced by Zn is due to a dimer formation (iii) Changes in Zn coordination induced by pH contribute to slowdown the aggregation (iv) total charge of the dimer determine the precipitation (v) Zn coordination to amyloid beta11-28 is highly dynamic ; coordination even transitorily, induced non-reversible modifications. These modifications dramatically and durably accelerate peptide aggregation even in absence of Zn." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 17/12/2012 Ecole_doctorale : Sciences de la matière (SdM) Domaine : Chimie, biologie, santé En ligne : http://thesesups.ups-tlse.fr/1794/ Interactions of metal ions with truncated forms of amyloïd-beta linked to Alzheimer's disease [texte imprimé] / Aliès, Bruno, Auteur ; Faller, Peter, Directeur de thèse ; Hureau, Christelle, Directeur de thèse . - 2012. Langues : Anglais (eng) Tags : AMYLOID-BETA  AGGREGATION  COORDINATION  METAL IONS  CU  ZN  SPECTROSCOPIES  FLUORESCENCE Résumé : "Amyloid plaques are a hallmark of Alzheimer's disease. These plaques are formed by aggregates of amyloid beta peptides and metal ions. In this context, we studied the interaction of Cu and Zn with the truncated forms of Aß peptides. We focused on two aspect : Coordination and Aggregation. In this first part, we studied coordination of Cu on modified amyloid beta peptide compared to original peptide. These modified peptides are found in human and are considered as more deleterious. Thanks to many spectroscopies (EPR, CD, NMR...), we have shown that (i) pH depending coordination mode of amyloid beta-Cu (ii) the great matter of N-terminal in Cu coordination (iii) the major role of second sphere in coordination (iv) Cu Coordination differences between Aß and his modified forms. In the second part, our aim was to get insights into aggregation mechanisms of peptide modulate by metal ions. Aggregation of peptides is a wide field of interest from neurological diseases to nanotechnology. Thanks to different peptides (from amyloid beta) and several complementary techniques (Fluorescence, Turbitity, TEM...), we have shown that (i) the metal ions coordination dependence of aggregation (ii) acceleration of amyloid beta11-28 aggregation induced by Zn is due to a dimer formation (iii) Changes in Zn coordination induced by pH contribute to slowdown the aggregation (iv) total charge of the dimer determine the precipitation (v) Zn coordination to amyloid beta11-28 is highly dynamic ; coordination even transitorily, induced non-reversible modifications. These modifications dramatically and durably accelerate peptide aggregation even in absence of Zn." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 17/12/2012 Ecole_doctorale : Sciences de la matière (SdM) Domaine : Chimie, biologie, santé En ligne : http://thesesups.ups-tlse.fr/1794/

New proofs of concept for chelatotherapy in Alzheimer’s disease : Spectroscopic investigations of the interplay between copper and zinc ions / Conte-Daban, Amandine  

Public ISBD Titre : New proofs of concept for chelatotherapy in Alzheimer’s disease : Spectroscopic investigations of the interplay between copper and zinc ions Type de document : texte imprimé Auteurs : Conte-Daban, Amandine, Auteur ; Hureau, Christelle, Directeur de thèse ; Faller, Peter, Directeur de thèse Année de publication : 2017 Langues : Anglais (eng) Tags : ALZHEIMER  BIO-INORGANIQUE  CHÉLATION  SPECTROSCOPIES  CUIVRE  ZINC Résumé : "La maladie d'Alzheimer est une maladie neurodégénérative, touchant plus de 30 millions de personnes dans le monde. A ce jour, seules des thérapies symptomatiques sont disponibles ; aucun traitement curatif n'existe. Une des hypothèses concernant cette maladie propose une mauvaise régulation des quantités en ions métalliques, notamment les ions Cu et Zn, dans certaines zones du cerveau. Ils favoriseraient une accumulation de peptides appelés Amyloïdes-ß (Aß) dans les fentes synaptiques. Ces dépôts empêcheraient les connexions neuronales, entrainant les symptômes connus de la maladie, tels que la perte de mémoire ou les déficiences intellectuelles. Les ions Cu seraient également responsables d'un stress oxydant incontrôlé, dégradant entre autres les membranes neuronales. Les ions Cu sont donc une cible thérapeutique à privilégier. Les recherches se dirigent vers le développement de nouvelles molécules, dites chélateurs, en vue d'extraire sélectivement ces ions Cu (par rapport aux ions Zn), pour réguler leur quantité et limiter voire empêcher cette accumulation de peptides. Mon projet de recherche se place précisément dans ce contexte. Différents chélateurs des ions Cu(II) et Cu(I) sont étudiés, en présence ou non de Zn(II), pour comprendre les paramètres à prendre en compte pour le développement de chélateurs efficaces. La première partie de cette étude regroupe différentes preuves de concept concernant les chélateurs des ions Cu. L'aspect cinétique du retrait du Cu(II) du peptide Aß par un chélateur est étudié grâce à des ligands macrocycliques. Ensuite, l'état d'oxydation des ions Cu dans les fentes synaptique n'étant pas connu à ce jour, deux chélateurs du Cu(I) ou du Cu(I/II) sont proposés. La seconde partie de l'étude prend en compte l'impact du Zn(II) dans la chélation des ions Cu. Le côté thermodynamique de la chélation du Cu en présence de Zn(II) est mis en évidence grâce à différents chélateurs aux caractéristiques différentes." Document : Thèse de doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse Date_soutenance : 01/12/2017 Ecole_doctorale : Sciences de la matière (SdM) Domaine : Chimie En ligne : http://thesesups.ups-tlse.fr/4013/ New proofs of concept for chelatotherapy in Alzheimer’s disease : Spectroscopic investigations of the interplay between copper and zinc ions [texte imprimé] / Conte-Daban, Amandine, Auteur ; Hureau, Christelle, Directeur de thèse ; Faller, Peter, Directeur de thèse . - 2017. Langues : Anglais (eng) Tags : ALZHEIMER  BIO-INORGANIQUE  CHÉLATION  SPECTROSCOPIES  CUIVRE  ZINC Résumé : "La maladie d'Alzheimer est une maladie neurodégénérative, touchant plus de 30 millions de personnes dans le monde. A ce jour, seules des thérapies symptomatiques sont disponibles ; aucun traitement curatif n'existe. Une des hypothèses concernant cette maladie propose une mauvaise régulation des quantités en ions métalliques, notamment les ions Cu et Zn, dans certaines zones du cerveau. Ils favoriseraient une accumulation de peptides appelés Amyloïdes-ß (Aß) dans les fentes synaptiques. Ces dépôts empêcheraient les connexions neuronales, entrainant les symptômes connus de la maladie, tels que la perte de mémoire ou les déficiences intellectuelles. Les ions Cu seraient également responsables d'un stress oxydant incontrôlé, dégradant entre autres les membranes neuronales. Les ions Cu sont donc une cible thérapeutique à privilégier. Les recherches se dirigent vers le développement de nouvelles molécules, dites chélateurs, en vue d'extraire sélectivement ces ions Cu (par rapport aux ions Zn), pour réguler leur quantité et limiter voire empêcher cette accumulation de peptides. Mon projet de recherche se place précisément dans ce contexte. Différents chélateurs des ions Cu(II) et Cu(I) sont étudiés, en présence ou non de Zn(II), pour comprendre les paramètres à prendre en compte pour le développement de chélateurs efficaces. La première partie de cette étude regroupe différentes preuves de concept concernant les chélateurs des ions Cu. L'aspect cinétique du retrait du Cu(II) du peptide Aß par un chélateur est étudié grâce à des ligands macrocycliques. Ensuite, l'état d'oxydation des ions Cu dans les fentes synaptique n'étant pas connu à ce jour, deux chélateurs du Cu(I) ou du Cu(I/II) sont proposés. La seconde partie de l'étude prend en compte l'impact du Zn(II) dans la chélation des ions Cu. Le côté thermodynamique de la chélation du Cu en présence de Zn(II) est mis en évidence grâce à différents chélateurs aux caractéristiques différentes." Document : Thèse de doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse Date_soutenance : 01/12/2017 Ecole_doctorale : Sciences de la matière (SdM) Domaine : Chimie En ligne : http://thesesups.ups-tlse.fr/4013/

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