Maurocalcine is a new cell penetration vector for the in vitro and in vivo delivery of cell impermeable cargoes - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2008

Maurocalcine is a new cell penetration vector for the in vitro and in vivo delivery of cell impermeable cargoes

Maurocalcine, un nouveau vecteur de pénétration cellulaire pour la délivrance cellulaire de composés imperméables

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Abstract

Maurocalcine (MCa) is a 33 mer peptide toxin initially isolated from the venom of Tunisian scorpion Scorpio maurus palmatus. Since then, it can be produced by chemical synthesis without structural alteration. This peptide triggers interest for three main reasons. First, it has sequence homology with a calcium channel domain involved in excitation-contraction coupling and helps in unravelling the mechanistic basis of Ca2+ mobilization from the sarcoplasmic reticulum. Second, MCa is a powerful activator of the ryanodine receptor, thereby triggering calcium release from intracellular stores. Finally, it is of technological value because of its ability to carry cell-impermeable compounds across the plasma membrane. In this study, I have designed novel more potent analogues of maurocalcine, either by point mutation, or by substitution of cysteine residues, which possess better or equal cell penetration efficiencies, limited cell toxicity and no pharmacological activity on ryanodine receptor. I have analyzed the interaction of these analogues with membrane lipids and glycosaminoglycans and their role in cell penetration. Cell entry pathway of MCa occurs through macropinocytosis, atleast when coupled to streptavidin.
La maurocalcine (MCa) est un peptide/toxin de 33 acides aminés initialement isolé du venin d'un scorpion Tunisien Scorpio maurus palmatus. Depuis ce travail pionnier, la molécule a pu être produite par synthèse chimique sans altération structurale. Trois raisons font que ce peptide est particulièrement intéressant. D'une part, il présente une homologie de séquence avec un domaine de canal calcium dépendant du potentiel qui est impliqué dans le couplage excitation-contraction. Cette homologie est utile pour déchiffrer les bases mécanistiques de la mobilisation calcium du réticulum sarcoplasmique. D'autre part, la MCa est un activateur puissant du récepteur à la ryanodine, déclenchant de cette manière la libération de calcium des stocks intracellulaires. Finalement, ce peptide a une valeur technologique en raison de sa capacité à transporter des composés imperméables au travers de la membrane plasmique. Dans ce travail de thèse, j'ai planifié de nouveaux analogues plus efficaces de la maurocalcine, soit par des substitutions uniques d'acides aminés ou en remplaçant l'ensemble des cystéines par des acides aminés isostériques. Ces analogues possèdent des efficacités de pénétration cellulaire équivalente ou supérieure, présentent des toxicités cellulaires limitées et n'ont pas d'activités pharmacologiques sur le récepteur à la ryanodine. J'ai analysé l'interaction de ces analogues avec des lipides membranaires et des glycosaminoglycans de surface, et le rôle de ces composants dans la pénétration cellulaire de la MCa. L'entrée cellulaire de la MCa se produit par macropinocytose quand ce peptide se fixe à la streptavidine.
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Dates and versions

tel-00445703 , version 1 (11-01-2010)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00445703 , version 1

Cite

Narendra Ram Maraheru Sonnappa. Maurocalcine, un nouveau vecteur de pénétration cellulaire pour la délivrance cellulaire de composés imperméables. Sciences du Vivant [q-bio]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00445703⟩
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