Identification et caractérisation de la protéine Anterior Gradient 2 (AGR2) dans le système de surveillance du repliement des protéines dans le réticulum endoplasmique, Identification and characterization of Anterior Gradient 2 protein in endoplasmic reticulum quality control

Audrey Mulot

Description

Sous la direction de Eric Chevet
Thèse soutenue le 04 novembre 2010: Bordeaux 2
Le réticulum endoplasmique (RE) est le premier compartiment intracellulaire traversé par la voie de sécrétion des protéines. Au sein de cet organite, les protéines destinées à la sécrétion, à la membrane ou les protéines résidentes de la voie de sécrétion acquièrent une conformation native, et subissent une multitude de modifications post-traductionnelles incluant la glycosylation et la formation de ponts disulfures intra et intermoléculaires. Généralement, seules les protéines bien conformées sont véhiculées hors du RE grâce à un système de surveillance très fin dont le rôle est de vérifier la conformation correcte des protéines, de retenir les protéines mal conformées jusqu’à ce qu’elles atteignent une conformation adéquate ou de les adresser à la dégradation. Malgré le nombre important de protéines traversant la voie de sécrétion et de pathologies affectant le processus de repliement, seul un petit nombre de protéines ont été décrites dans le système de surveillance du RE et le système de repliement/dégradation qui lui est associé. Au cours de ma thèse, j’ai participé à la mise en place d’une stratégie expérimentale permettant d’isoler des facteurs impliqués dans le système de surveillance du repliement des protéines. Cette méthodologie nous a permis d’identifier et de caractériser la protéine AGR2 (Anterior Gradient 2), un membre putatif de la famille des Protein Disulfide Isomerase (PDI) qui semble interagir très précocement avec les polypeptides en voie de synthèse. Les résultats de notre étude fonctionnelle suggèrent qu’AGR2 joue un rôle dans l’homéostasie basale du RE et intervient spécifiquement dans la régulation de la dégradation des protéines mal conformées. L’étude du rôle moléculaire ce nouvel acteur du système de surveillance du RE pourrait permettre de progresser dans la compréhension de ce processus crucial pour l’homéostasie cellulaire.
-Réticulum endoplasmique
-Système de surveillance du repliement protéique
-Anterior Gradient 2
The Endoplasmic Reticulum (ER) is the first intracellular compartment encountered by secretory proteins. In this organelle, secretory proteins and integral membrane proteins acquire their correct conformation and undergo many post-translational modifications such as N-glycosylation or disulfide bond formation. To ensure that proteins are properly folded, the ER has evolved a quality control system achieving surveillance on the protein folding status. Partially folded or misfolded proteins are not allowed to escape this compartment and remain in the ER or are taken in charge by the degradation machinery. About one third of the genome products mature in the ER, however thus far an apparently small number of quality control actors have been identified as being responsible for the survey of these proteins’s conformation. The importance of understanding principles regulating this mechanism is highlighted by the number of protein-misfolding human diseases. During my PhD thesis, I participate to a study aiming at discovering novel constituents of the ER quality control system. Our approach led to the identification and the characterization of Anterior Gradient 2 protein (AGR2) a potential member of the PDI-like family that interacts with nascent translocating polypeptides. The results of a functional study show that AGR2 is implicated in basal ER homeostasis and participates in the quality control capacity of the ER by specifically regulating the degradation of terminally misfolded proteins.
-Endoplasmic reticulum
-Quality control system
-Anterior Gradient 2
Source: http://www.theses.fr/2010BOR21740/document

Sujets

• Réticulum endoplasmique

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 82
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 9 Mo

Extrait

Université Victor Segalen Bordeaux 2

Année 2010 Thèse n° 1740

THESE
Pour le
DOCTORAT DE L’UNIVERSITE BORDEAUX 2
Mention : Sciences, Technologie, Santé
Spécialité : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
Présentée et soutenue publiquement
Le 4 novembre 2010
Par MULOT Audrey


Identification et caractérisation de la protéine
Anterior Gradient 2 (AGR2) dans le système de
surveillance du repliement des protéines dans le
réticulum endoplasmique




Membres du jury

Mr Patrick LEGEMBRE Rapporteur
Chargé de Recherche, INSERM
Mr Laurent COMBETTES Rapporteur
Directeur de Recherche, INSERM
Mr Benoit ROGER Examinateur
Maitre de conférences, Université Bordeaux 1
Mr Michel TOLEDANO Examinateur
Directeur de Recherche, CEA
Mr Eric CHEVET Directeur de thèse
Chargé de Recherche, INSERM
Mr Christophe CULLIN Président
Professeur des Universités, Université Bordeaux 2 Université Victor Segalen Bordeaux 2

Année 2010 Thèse n°1740

THESE
Pour le
DOCTORAT DE L’UNIVERSITE BORDEAUX 2
Mention : Sciences, Technologie, Santé
Spécialité : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
Présentée et soutenue publiquement
Le 4 novembre 2010
Par MULOT Audrey


Identification et caractérisation de la protéine
Anterior Gradient 2 (AGR2) dans le système de
surveillance du repliement des protéines dans le
réticulum endoplasmique




Membres du jury

Mr Patrick LEGEMBRE Rapporteur
Chargé de Recherche, INSERM
Mr Laurent COMBETTES Rapporteur
Directeur de Recherche, INSERM
Mr Benoit ROGER Examinateur
Maitre de conférences, Université Bordeaux 1
Mr Michel TOLEDANO Examinateur
Directeur de Recherche, CEA
Mr Eric CHEVET Directeur de thèse
Chargé de Recherche, INSERM
Mr Christophe CULLIN Président
Professeur des Universités, Université Bordeaux 2
- 2 -Remerciements
Je tiens à remercier tous les membres de l’unité INSERM U889 ainsi que mon directeur de
thèse Eric Chevet pour m’avoir accueillie au sein de son équipe. Je remercie également les
membres du jury qui m’ont fait l’honneur de rapporter et juger ce travail.
- 3 -Sommaire
REMERCIEMENTS ......................................................................................................................................... - 3 -
SOMMAIRE .................................................................................................................................................. - 4 -
TABLE DES ABREVIATIONS............................................................................................................................ - 7 -
RESUME ..................................................................................................................................................... - 11 -
ABSTRACT .................................................................................................................................................. - 12 -
INTRODUCTION ................................................................................................................................................. - 13 -
Introduction générale............................................................................................................................... - 14 -
I. La voie de sécrétion chez les eucaryotes ..................................................................................................... - 14 -
II. Le Réticulum Endoplasmique (RE)................................................................................................................ - 15 -
1- Structure du RE........................................................................................................................................ - 15 -
2- Principales fonctions du RE ..................................................................................................................... - 17 -
a) Biosynthèse des lipides et dérivés lipidiques...................................................................................... - 17 -
b) Détoxification par hydroxylation et solubilisation de molécules........................................................ - 18 -
c) Stockage des ions calciums................................................................................................................. - 18 -
d) Biogenèse des protéines membranaires, sécrétées et résidentes de la voie de sécrétion ................ - 19 -
CHAPITRE I : Translocation des protéines dans le RE................................................................................ - 21 -
I. Adressage des protéines au RE .................................................................................................................... - 21 -
1- Reconnaissance de la séquence d’adressage .......................................................................................... - 21 -
2- Interaction entre la SRP et le récepteur à la SRP à la membrane du RE.................................................. - 24 -
II. Transport des protéines dans le RE : mécanisme de translocation.............................................................. - 25 -
1- Structure du canal de translocation ou translocon ................................................................................. - 25 -
2- Interaction entre le ribosome et le translocon........................................................................................ - 28 -
3- Mécanisme de translocation ................................................................................................................... - 29 -
a) Mécanisme général pour les protéines solubles ................................................................................ - 29 -
b) Insertion des protéines dans la membrane du RE.............................................................................. - 30 -
4- Principales protéines associées au translocon ........................................................................................ - 31 -
a) Le récepteur au SRP............................................................................................................................ - 32 -
b) TRAP ................................................................................................................................................... - 32 -
c) p180 et p34 ........................................................................................................................................ - 32 -
d) TRAM.................................................................................................................................................. - 32 -
e) RAMP4/SERP1 .................................................................................................................................... - 33 -
f) L’ oligosaccharyltransférase (OST)...................................................................................................... - 33 -
g) La signal peptidase (SP) ...................................................................................................................... - 34 -
h) BiP....................................................................................................................................................... - 34 -
i) Calnexine et autres protéines du RE................................................................................................... - 34 -
CHAPITRE II : Maturation et repliement des protéines dans le RE ........................................................... - 36 -
I. Les modifications co- et post-traductionnelles dans le RE ........................................................................... - 36 -
1- Coupure du peptide signal ...................................................................................................................... - 36 -
2- La N-glycosylation.................................................................................................................................... - 37 -
3- Formation des ponts disulfures............................................................................................................... - 39 -
4- Oligomérisation....................................................................................................................................... - 40 -
5- Autre modification .................................................................................................................................. - 41 -
II. Le repliement des protéines dans le RE ...................................................