1. Études de l’amplification des dommages à l’ADN induits par la peroxydation
- Author
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Robert, Gabriel, Wagner, Richard J., Robert, Gabriel, and Wagner, Richard J.
- Abstract
Les dommages à l’ADN induits par l’oxydation radicalaire peuvent avoir des effets gravement délétères comme la mutagenèse et la mort cellulaire. Leur formation dérive entre autres des réactions des espèces réactives de l’oxygène, notamment les radicaux hydroxyles (HO•), qui sont produits de façon endogène au cours du métabolisme normal ou, de façon exogène, par l’exposition à la radiation ionisante par exemple. La génération de radicaux dans l’ADN mène ultimement à la modification des bases azotées et du 2-désoxyribose via l’implication intermédiaire de radicaux alkylperoxyles (ROO•) qui résultent de l’addition rapide entre l’oxygène (O2) et les radicaux alkyles (R•) initiaux. S’ils ne sont pas piégés par des composés antioxydants, les ROO• de l’ADN peuvent intervenir dans des réactions complexes avec des nucléotides vicinaux menant à l’amplification des dommages et la formation concomitante de lésions en tandem. Puisque le groupement méthyle de la thymine ainsi que la position C5’ du 2-désoxyribose sont des sites d’attaque majeurs du HO• en raison de leur plus grande exposition au solvant, les ROO• centrés sur ces carbones jouent un rôle prédominant dans l’oxydation de l’ADN. Les travaux présentés dans cette thèse ont visé à évaluer en détail la réactivité de ces ROO• dans l’ADN au niveau des réactions intra et intermoléculaires. Ceux-ci ont rendu possible la découverte de plusieurs lésions en tandem ainsi qu’un nouveau type de cassure constituée d’une terminaison 5’-carboxylate. De plus, ces études ont permis d’élucider une nouvelle voie réactionnelle de piégeage des ROO• par l’ascorbate qui mène à la formation d’alcools comme produits finaux plutôt que les hydroperoxydes anticipés. Les résultats de cette thèse soulignent l’importance des études fondamentales cherchant à comprendre les mécanismes moléculaires par lesquels les systèmes biologiques se détériorent., DNA lesions induced by radical oxidation can have profoundly deleterious effects such as mutagenesis and cell death. Their formation derives notably from the reactions of reactive oxygen species, such as hydroxyl radicals (HO•), which are produced endogenously during normal metabolism, or exogenously from exposure to ionizing radiation for instance. Generation of radicals within DNA ultimately leads to nucleobase and 2-deoxyribose modifications via the intermediacy of oxidizing alkylperoxyl radicals (ROO•) that arise from rapid addition of oxygen (O2) to initial alkyl radicals (R•). If not trapped by antioxidant compounds, DNA peroxyl radicals can undergo complex reactions with vicinal nucleotides that lead to damage amplification and the concomitant formation of so-called tandem lesions. Because both the methyl group of thymine and the C5’ position of the 2-deoxyribose moiety are major sites of attack by HO• due to their greater solvent exposure, ROO• centered on these carbons play a significant role in the oxidation of DNA. This thesis work aimed at evaluating in detail the reactivity of these ROO• species in DNA in terms of intra- and intermolecular reactions and allowed the discovery of multiple tandem lesions as well as a new type of strand breaks composed of 5’-carboxylate termini. Moreover, these studies made possible the elucidation of a novel pathway of ROO• trapping by ascorbate that leads to the formation of alcohols as final reaction products rather than the expected hydroperoxides. The results of this thesis highlight the importance of fundamental studies that strive to understand the molecular underpinnings by which biological systems deteriorate.
- Published
- 2024