Contrôle qualité des protéines er régulation par protéolyse et trans-traduction

par Emmanuelle Binet

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Philippe Bouloc.

Soutenue en 2001

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    Dans tout le règne du vivant, la protéolyse intervient non seulement dans l'élimination des protéines défectueuses, mais aussi dans la régulation de nombreux processus essentiels à la cellule. Différentes stratégies existent pour permettre aux protéases de reconnaître spécifiquement leurs cibles. L'une d'entre elles est de marquer les polypeptides à éliminer avec des signaux spécifiques reconnus par les protéases. Chez les procaryotes, il existe un système, dit SsrA, qui permet de cibler des polypeptides issus d'une traduction défectueuse vers la protéolyse. Par un mécanisme d'action particulier, la trans-traduction, ce système marque les protéines co-traductionnellement avec un peptide étiquette, SsrA, reconnu spécifiquement par certaines protéases. L'acteur principal de la trans-traduction est un petit ARN stable, l'ARNtm, de nature et de fonction originales. Il est en effet composé de deux domaines fonctionnels qui lui confèrent à la fois une activité d'ARNt et une activité d'ARNm. Nous nous sommes intéressés à l'analyse des signaux induisant l'intervention du système SsrA chez Escherichia coli. Nous avons purifié et identifié des cibles endogènes du système. L'étude de ces cibles nous a permis de démontrer que le processus de trans-traduction est induit lorsqu'un ribosome est stoppé au niveau d'une séquence de terminaison de traduction inefficace. De telles séquences sont connues pour provoquer des événements de recodage, dont la trans-lecture. La trans-traduction permettrait d'éviter la synthèse de protéines anormales, potentiellement délétères, issues d'une déficience du processus de fin de traduction. Nous avons aussi recherché par mutagenèse des facteurs intervenant dans la dégradation des protéines marquées par l'étiquette SsrA. Nous avons montré que la protéase dépendante de l'énergie ClpXP est probablement le seul composant majeur impliqué dans la dégradation des protéines cytoplasmiques trans-traduites qui peut être complètement inactivé.


  • Résumé

    Proteolysis is universally involved in degrading abnormal proteins and in regulating numerous processes including some that are essential for cells. Various strategies allow proteases to specifically identify their targets. One of these consists of tagging polypeptide targets with specific signals which are recognized by the proteases. Prokaryotes use the SsrA system that targets for proteolysis polypeptides that are synthesized after a misfunction of the translation process. Through a particular mechanism called trans-translation, this system tags proteins co-translationnally with a peptide, SsrA, recognized by specific proteases. The main character of trans-translation is a small and stable RNA named tmRNA. It is composed of two functional domains responsible for tRNA and mRNA activity. We focused on the signals involved in the recognition of SsrA's targets. We purified and identified endogenous targets of the system. Studying them, we could demonstrate that the trans-translation process is induced when ribosome's stop on top of a sequence that inefficiently signals the end of translation. This type of sequence provokes recoding events such as readthroughs. Trans-translation could prevent synthesis of potentially toxic abnormal proteins produced through an aberrant ending of translation. We also looked for proteins involved in degrading the polypeptides tagged by SsrA. Of the major component involved in degrading cytoplasmic trans-translated proteins, we have shown that the energy-dependent protease ClpXP is probably the only one that can be fully inactivated.

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Informations

  • Détails : 176 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.149-163.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2001)297
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