Synthesis and structure-activity relationship of peptidic analogues of omega-agatoxin IVB, pharmacological toll in cognition studies : towards calcium channel modulators

par Ewelina Minta

Thèse de doctorat en Chimie organique, minérale, industrielle

Sous la direction de Valérie Rolland et de Paweł Kafarski.

Soutenue en 2006

à Montpellier 2 en cotutelle avec Politechnika Wrocławska .

mots clés

• Neurophysiologie

Résumé

Ce manuscript décrit la synthèse et l'évaluation biologique d'analogues de l'w-agatoxine IV B dans le but de trouver de nouveaux outils pour l'étude de l'activité de canaux calciques. L'w-agatoxine IV B est une neurotoxine peptidique isolée du venin d'araignée Agelenopsis aperta qui à ce jour est l'inhibiteur spécifique et sélectif des canaux calciques de type P (avec l'w-agatoxine IV A). Les canaux calciques de type P sont les canaux dépendant du voltage impliqués dans la neurotransmission dépendante du Glutamate dans le système nerveux central. La synthèse de structures peptidiques simplifiées, en comparaison avec celle de la toxine native, est décrite. L'étude du choix de la cible biologique, avec une approche modélisation moléculaire et la méthodologie de synthèse de differents analogues linéaires et cycliques de cette neurotoxine sont présentées. Les composes sont synthétisés par synthèse peptidique en phase solide (SPPS) en stratégie Fmoc avec une étude particulière sur les conditions de cyclisation et le choix de groupements protecteurs appropriés pour cette réaction de cyclisation. Les modifications des peptides naturels pour obtenir de nouveaux composés biologiquement actifs incluent les modifications des chaines latérales et l'insertion d'aminoacides non naturels (7-azatryptophane, D-Trp-OH, analogue phosphonique du Trp). Les peptides synthétisés ont été testés par des méthodes électrophysiologiques (patch Clamp); les activités biologiques des peptides linéaires et cycliques sont corrélées à l'aids d'analyses structurales par RMN.

Titre traduit

Synthèse et relation structure-activité d'analogues peptidiques d'omega-agatoxine IV B : vers de nouveaux modulateurs de canaux calciques

Résumé

This dissertation concerns the synthesis and biological evaluation of w-agatoxin IV B mimetics in order to find a new tool for studying calcium channel's activity. W-Agatoxin IVB is one of the neurotoxins extracted from American funnel web spider Agelenopsis aperta, which is to date the only (along with w-agatoxin IVA) very selective gating inhibitor of the P-type calcium channels. Voltage-gated P-type Ca2+ channels are closely involved in glutamate-dependant neurotransmission in mammalian central nervous system (CNS). The syntheses of structurally simplified peptides, in comparison with native toxin, but still with retention of activity, are described. Then, the studies on choice of the biological target, including molecular modelling approach and the methodology of synthesis of different - linear and cyclic - analogues of w-AGA IVB are presented. The compounds were synthesized using solid phase peptide chemistry (SPPS) and Fmoc strategy, with particular consideration for the cyclisation conditions and the insight into selection of protective groups used for peptide cyclisation. Modifications of naturally occurring peptides in order to obtain biologically active components are taken into consideration, which include, among others, side chain modifications and non-natural amino acid insertion (7-AzaTrp, D-Trp, phosphonic analogue of tryptophan). The synthesized peptides were tested using neurophysiological techniques (patch clamp); the biological activity is correlated with NMR structures of cyclic and linear peptides.