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

• Auteur / Autrice : Narendra Ram
• Direction : Michel De Waard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences. Neurobiologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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 san altération structurale. Trois raisons font que ce peptide est particulièrement intéressant. D'une part, il présente un 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 dl réticulum sarcoplasmique. D'autre part, la MCa est un activateur puissant du récepteur à la ryanodine, déclenchant d cette manière la libération de calcium des stocks intracellulaires. Finalement, ce peptide a une valeur technologique el raison de sa capacité à transporter des composés imperméables au travers de la membrane plasmique. Dans ce travail d thèse, j'ai planifié de nouveaux analogues plus efficaces de la maurocalcine, soit par des substitutions uniques d'acide aminés ou en remplaçant l'ensemble des cystéines par des acides aminés isostériques. Ces analogues possèdent de efficacités de pénétration cellulaire équivalente ou supérieure, présentent des toxicités cellulaires limitées et n'ont pa d'activités pharmacologiques sur le récepteur à la ryanodine. J'ai analysé l'interaction de ces analogues avec des lipide membranaires et des glycosaminoglycans de surface, et le rôle de ces composants dans la pénétration cellulaire de 1, MCa. L'entrée cellulaire de la MCa se produit par macropinocytose quand ce peptide se fixe à la streptavidine.

Maurocalcine (MCa) is a 33 mer peptide toxin initially isolated from the venom of Tunisian scorpion Scorpio mauru palmatus. Since then, it can be produced by chemical synthesis without structural alteration. This peptide triggers intere5 for three main reasons. First, it has sequence homology with a calcium channel domain involved in excitation-<:ontractio coupling and helps in unravelling the mechanistic basis of Ca2+ mobilization from the sarcoplasmic reticulum. Seconc MCa is a powerful activator of the ryanodine receptor, thereby triggering calcium release from intracellular store5 Finally, it is of technological value because of its ability to carry cell-impermeable compounds across the plasm membrane. Ln this study, 1 have designed novel more potent analogues of maurocalcine, either by point mutation, or b: substitution of cysteine residues, which possess better or equal cell penetration efficiencies, limited cell toxicity and fi< pharmacological activity on ryanodine receptor. 1 have analyzed the interaction of these analogues with membrane lipid and glycosaminoglycans and their role in cell penetration. Cell entry pathway of MCa occurs through macropinocytosÜ atleast when coupled to streptavidin.