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"Rôle du glutathion dans la protection cellulaire contre le stress oxydant chez la levure Saccharomyces cerevisiae" par Elie Hatem

Discipline: Biochimie et Biologie Moléculaire, Laboratoire: SBIGEM - Service de biologie intégrative et de génétique moléculaire

Résumé
Le stress oxydant cellulaire est généré par un déséquilibre entre la production d’Espèces Réactives de l’Oxygène (ERO) et leur élimination par les machineries de détoxification. Parmi les molécules antioxydantes, le glutathion (GSH) est considéré comme le tampon redox le plus important de la cellule. En réalisant des expériences in vitro, nous avons d’abord confirmé son rôle protecteur contre différentes formes d’oxydation des protéines. Pour mieux caractériser sa fonction au cours d’un stress oxydant, nous avons soumis des cellules de levure contenant différentes concentrations intracellulaires de GSH à un traitement H2O2 et nous avons comparé leurs réponses physiologiques au stress. Nous avons ainsi montré qu’en l’absence totale de GSH, un stress oxydant provoque l’endommagement des composants cytoplasmiques et nucléaires des cellules ainsi que l’inhibition de leurs activités traductionnelles et transcriptionnelles. Cependant, de faibles concentrations de GSH protègent exclusivement les fonctions nucléaires, et cette protection est suffisante pour assurer la survie cellulaire au cours du stress oxydant. Nous avons aussi montré que la γ-L-glutamyl-L-cystéine (γGC), un intermédiaire de synthèse du GSH, possède les mêmes capacités antioxydantes que le GSH quand les cellules sont soumises à un traitement H2O2. Enfin, par des expériences d’oxydation des protéines in vitro, nous avons observé que la forme oxydée du GSH, le GSSG, peut aussi protéger les protéines contre un endommagement irréversible. Ce résultat surprenant nous conduit à discuter le mode d’action du GSH.
Mots clés : Glutathion, H2O2, Carbonylation, Transcription, Traduction, Survie cellulaire.

Abstract
Oxidative stress is defined as an imbalance between the production of Reactive Oxygen Species (ROS), and their elimination by protective mechanisms. Among antioxidant molecules, glutathione (GSH) is considered the most important redox buffer of the cell. By using an in vitro assay leading to protein oxidation, we first confirmed the protective effect of GSH on different forms of protein oxidation. To further characterize its function during oxidative stress, we studied the physiological response of yeast cells containing different concentrations of GSH and treated with 400 µM H2O2. We showed that the total loss of GSH during oxidative stress leads to the damage of nuclear and cytoplasmic components and to the inhibition of the translational and transcriptional activities of the cell. However, low concentrations of GSH exclusively preserved nuclear functions, which is sufficient for maintaining cell survival during oxidative stress conditions. We also evaluated the role of γ-L-glutamyl-L-cysteine (γGC), an intermediate compound of GSH synthesis, during an H2O2 treatment. We showed that this dipeptide efficiently replaces GSH in its protective function. Finally, by using an in vitro assay of protein oxidation, we observed that GSSG, the oxidized form of GSH, protects proteins from irreversible oxidative damage. This unexpected result leads us to discuss the way GSH acts as an antioxidant.
Key words: Glutathione, H2O2, Carbonylation, Transcription, Translation, Cell survival.

Informations complémentaires
Monsieur Bertrand Friguet, Professeur des Universités, Université Pierre et Marie Curie, Paris 6 – Rapporteur
Monsieur Jean−Michel Camadro, Directeur de Recherche, Université Paris Diderot, Paris 7 – Rapporteur
Monsieur Stéphane Chédin, Chercheur, CEA, Gif-sur-Yvette – Directeur de thèse
Monsieur Bernard Mignotte, Professeur des Universités, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – Examinateur
Monsieur Laurent Kuras, Chargé de Recherche, Centre de Génétique Moléculaire, Gif-sur-Yvette – Examinateur
Monsieur Benoit D'Autreaux, Chargé de Recherche, Institut de Chimie des Substances Naturelles, Gif-sur-Yvette– Examinateur

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