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Université Paris 12 Val de Marne
Thèse
Heidi LIGERET
Détermination des effets mitochondriques de la curcumine et de ses dérivés ; proposition d’un
mécanisme d’action impliquant le pore de transition de perméabilité

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Remerciements
Ce travail de thèse a été effectué de novembre 2000 à juillet 2004 sous la direction du
Professeur Jean-Paul TILLEMENT et je tiens à remercier par ces quelques lignes tous ceux
qui ont contribué à la réussite de ce travail.
J’aimerai exprimer ma profonde reconnaissance au Professeur Jean-Paul TILLEMENT qui,
en m’accueillant dans son laboratoire, m’a permis de réaliser ce travail. Je lui suis
particulièrement reconnaissante d’avoir accepté d’être mon Directeur de thèse. Tout au long
de ces années, son intérêt pour mon travail, sa confiance et son enthousiasme ont été
essentiels.
Mes sincères remerciements au Docteur Didier MORIN, qui a su me faire partager ses
connaissances immenses sur la mitochondrie et son expérience infinie de la recherche
scientifique. Qu’il soit particulièrement remercié pour sa gentillesse, sa disponibilité, sa
confiance et son intérêt pour mon travail. Il a été, au cours de ma thèse, un soutien
indispensable.
Je remercie aussi le Professeur Serge LABIDALLE, qui a accepté, avec beaucoup de
bienveillance, de collaborer à ce projet. Merci pour sa gentillesse, son accueil chaleureux au
Laboratoire Synthé-Pharma (Toulouse) et ses nombreux et précieux conseils en chimie
organique et analytique. Je garde un excellent souvenir de mon passage au sein de son
Laboratoire.
Je remercie également le Professeur Bernard TESTA et le Docteur Philippe DIOLEZ, qui ont
accepté, avec beaucoup de bienveillance, de juger ce travail et de me faire part de leurs
précieux conseils.
Je voudrais également remercier le Docteur Pierre-Alain CARRUPT pour sa disponibilité et
les expériences de biophysique réalisées par son équipe du Laboratoire de Chimie
Thérapeutique (Genève).

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Je remercie également le Professeur Alain BERDEAUX pour son soutien et pour avoir
accepté d’être Président du Jury.
Merci à tous mes amis, Florence, Florence de Lyon, Laurence, Florence et Arnaud, Aude et
Laurent, Emilie et Aïssa, Filipe, Stéphanie, Anita, Emmanuelle, Frédérique, Les cop’s de
l’anglais, Julie, Magali et Raphaël, Aurélie, Imène.
Merci à Papy et Mamy.
Merci à mon frère.
Merci à mes parents.

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Sommaire
L ISTE DES ABREVIATIONS : ................................................................................................................................. 7
I NTRODUCTION ................................................................................................................................................... 9
GENERALITES................................................................
................................
P REMIERE PARTIE : LES MITOCHONDRIES...................................................................................................11
1 GENERALITES..........................................................................................................................................11
1.1 PRESENTATION .............................................................................................................................................. 11
1.2 PRINCIPALES FONCTIONS............................................................................................................................ 11
1.2.1 SYNTHESE D’ARN ET DE PROTEINES................................................................................................ 11
1.2.2 PRODUCTION D’ENERGIE .................................................................................................................... 12
1.2.3 LA GENERATION DE RADICAUX LIBRES OXYGENES (RLO) ....................................................... 17
1.2.4 LA PRODUCTION DE CHALEUR.......................................................................................................... 22
1.2.5 LE STOCKAGE DU Ca
++
.......................................................................................................................... 22
2 LA TRANSITION DE PERMEABILITE MITOCHONDRIALE (TPM)......................................................23
2.1 LA TPM EST CAUSEE PAR L’OUVERTURE D’UN PORE PROTEIQUE (PTP) ........................................ 23
2.2 STRUCTURE DU PTP ...................................................................................................................................... 24
2.2.1 LE MODELE DU TRANSPORTEUR ADP/ATP ..................................................................................... 24
2.2.2 LE MODELE DU COMPLEXE MULTI-PROTEIQUE............................................................................ 26
2.3 LA REGULATION DU PTP.............................................................................................................................. 28
2.3.1 OUVERTURE DU PTP ............................................................................................................................. 28
2.3.2 INHIBITION DE L’OUVERTURE DU PTP ............................................................................................ 29
2.4 CONSEQUENCES DE L’OUVERTURE DU PTP ........................................................................................... 30
2.4.1 ROLES PHYSIOLOGIQUES POTENTIELS............................................................................................ 30
2.4.2 L’IMPLICATION DU PTP DANS LA NECROSE ET L’APOPTOSE .................................................... 31
D EUXIEME PARTIE : LA CURCUMINE............................................................................................................34
1 PRESENTATION.......................................................................................................................................34
2 PRINCIPALES PROPRIETES DE LA CURCUMINE...............................................................................35
2.1 ACTIVITES ANTI-INFLAMMATOIRES ........................................................................................................ 35
2.2 ACTIVITES ANTI-OXYDANTES ................................................................................................................... 35
2.3 ACTIVITES ANTI-TUMORALES ................................................................................................................... 36
2.4 RELATIONS STRUCTURE-FONCTION......................................................................................................... 37
O BJECTIFS DE LA THESE .....................................................................................................................................40
MATERIELS ET METHODES ................................................................
...........................
P REMIERE P ARTIE : CHIMIE .............................................................................................................................42
1 SYNTHESE DE DERIVES DE LA CURCUMINE.....................................................................................42
1.1 SYNTHESE DES MOLECULES BETA-DICETONIQUES............................................................................. 42
1.1.1 PROTOCOLE ............................................................................................................................................ 42

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1.1.2 MOLECULES SYNTHETISEES .............................................................................................................. 43
1.2 SYNTHESE DES MOLECULES DE TYPE ARYLETHYLIDENYL-2,6-CYCLOHEXANONE ................... 48
1.2.1 PROTOCOLE ............................................................................................................................................ 48
1.2.2 MOLECULES SYNTHETISEES .............................................................................................................. 48
2 TECHNIQUES DE PURIFICATION DES PRODUITS DE SYNTHESE ..................................................52
2.1 LA RECRISTALLISATION.............................................................................................................................. 52
2.2 LA CHROMATOGRAPHIE SUR COLONNE « FLASH ».............................................................................. 52
3 VERIFICATION DE LA PURETE DES PRODUITS.................................................................................53
3.1 MESURE DU POINT DE FUSION................................................................................................................... 53
3.2 RESONNANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE DU PROTON....................................................................... 53
3.3 HPLC (CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE HAUTE PERFORMANCE) EN PHASE INVERSE ................... 53
3.4 LA CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE ...................................................................................... 54
3.5 MICROANALYSE OU ANALYSE CENTESIMALE...................................................................................... 54
4 DERIVES ISSUS DU METABOLISME DE LA CURCUMINE .................................................................57
4.1 LA VANILLINE ................................................................................................................................................ 57
4.2 L’ACIDE FERULIQUE..................................................................................................................................... 57
4.3 L’ALDEHYDE FERULIQUE............................................................................................................................ 58
D EUXIEME P ARTIE : BIOLOGIE........................................................................................................................59
1 MATERIEL ................................................................................................................................................59
1.1 ANIMAUX ET PRODUITS BIOLOGIQUES................................................................................................... 59
1.2 PRODUITS CHIMIQUES.................................................................................................................................. 59
1.3 SOLVANTS, ACIDES, BASES......................................................................................................................... 60
1.4 TAMPONS UTILISES....................................................................................................................................... 61
1.4.1 TAMPONS UTILISES AVEC LES MITOCHONDRIES DE FOIE ......................................................... 61
1.4.2 TAMPONS UTILISES AVEC LES MITOCHONDRIES DE COEUR..................................................... 61
1.4.3 TAMPONS UTILISES POUR LE WESTERN-BLOT.............................................................................. 61
2 TRAITEMENT DES ANIMAUX.................................................................................................................62
3 ISOLEMENTS DE MITOCHONDRIES.....................................................................................................62
3.1 MITOCHONDRIES DE FOIE........................................................................................................................... 62
3.2 MITOCHONDRIES DE CŒUR ........................................................................................................................ 63
4 MISE EN EVIDENCE DE L’OUVERTURE DU PTP ...............................................................................63
4.1 GONFLEMENT MITOCHONDRIAL............................................................................................................... 63
4.2 LIBERATION DU CYTOCHROME C ............................................................................................................. 65
5 MESURE DES PARAMETRES FONCTIONNELS MITOCHONDRIAUX................................................66
5.1 MESURE DU POTENTIEL DE MEMBRANE (∆ψ)........................................................................................ 66
5.2 MESURE DE LA CONSOMMATION D’OXYGENE ..................................................................................... 66
5.2.1 PRINCIPE DE LA TECHNIQUE.............................................................................................................. 66
5.2.2 CONSOMMATION D’OXYGENE PAR LES MITOCHONDRIES ........................................................ 67
5.2.3 MESURE DES PARAMETRES RESPIRATOIRES................................................................................. 67
5.3 MESURE DE L’ACTIVITE DU COMPLEXE III DE LA CHAINE RESPIRATOIRE ................................... 68
5.4 MESURE DU FLUX CALCIQUE..................................................................................................................... 68
5.5 MESURES D’OXYDO-REDUCTION.............................................................................................................. 69
5.5.1 MESURE DE LA PRODUCTION DE O
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............................................................................................... 69