Caractérisation biochimique et fonctionnelle d'une protéine de l'épiderme, la cornéodesmosine : étude des mécanismes moléculaires de la desquamation

par Cécile Caubet

Thèse de doctorat en Biologie - Santé. Biotechnologie

Sous la direction de Guy Serre.

Soutenue en 2004

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    La cornéodesmosine (CDSN) est une protéine spécifique des cornéodesmosomes, structures jonctionnelles de la couche cornée de l'épiderme. Elle possède à ses extrémités des régions riches en serine et glycine susceptibles de former des structures secondaires adhésives appelées domaines boucles "glycine". La dégradation de la CDSN et des autres composants extracellulaires des cornéodesmosomes est nécessaire à la desquamation. Nous avons montré par des tests d'agrégation réalisés avec des fibroblastes exprimant la CDSN à leur surface, qu'elle possède des propriétés d'adhésion homophile. L'analyse structure/fonction de la protéine grâce à des tests d'interaction protéine/protéine sur membrane et par résonance plasmonique de surface a montré que le domaine N-terminal joue un rôle déterminant dans l'interaction CDSN-CDSN (KD= 11,3 æM). L'analyse de la CDSN et de différents mutants de délétion par filtration moléculaire a démontré que la CDSN est capable de former des oligomères également dépendants du domaine N-terminal. Ces résultats démontrent les propriétés adhésives des domaines protéiques boucles "glycine" et suggèrent que la CDSN renforce la cohésion de la couche cornée. La production de plusieurs anticorps dirigés contre la protéine a permis de localiser et de caractériser les différents fragments de protéolyse de la CDSN dans l'épiderme. Le clivage progressif de ses deux extrémités et l'élimination de son domaine boucles glycine N-terminal contribue à la desquamation. Nous avons aussi montré que 2 kallikréines présentes dans l'espace intercornéocytaire, sont capables de cliver in vitro les différents composants extracellulaires du cornéodesmosome à un pH acide proche de celui de la couche cornée, ce qui suggère fortement qu'elles sont impliquées dans la desquamation. Nous avons proposé un modèle de régulation de la desquamation faisant intervenir un équilibre dynamique protéases/anti-protéases. Ces travaux participent à la compréhension des bases moléculaires de la cohésion intercornéocytaire et de la desquamation.

  • Titre traduit

    Functional and biochemical characterisation of corneodesmosin, an epidermal protein study of molecular mechanisms of desquamtion


  • Résumé

    Corneodesmosin (CDSN) is a protein of corneodesmosomes, the intercellular junctions specific to the cornified layer of the epidermis. Two serine- and glycine-rich domains of the protein may fold into peculiar adhesive secondary structures called "glycine" loops. In the cornified layer, progressive cleavages of CDSN and other corneodesmosomal adhesive proteins allow the desquamation process. We showed that CDSN displays homophilic adhesive properties as its expression at the surface of L fibroblast induces cell aggregation. Structure/function analysis of the protein using overlay binding assays and surface plasmon resonance evidenced that its N-terminal glycine loop domain is necessary for CDSN-CDSN interaction (KD= 11,3 æM). Molecular filtration analysis with full-length and different truncated mutants of the protein demonstrated that CDSN is able to spontaneously form large homo-oligomers in vitro also dependent of the N-terminal domain. These results show the adhesive properties of glycine loop structures and suggest a role for CDSN in reinforcing cohesion in the cornified layer. By producing and using various antibodies raised against CDSN, we localized and characterized proteolysis-induced CDSN fragments in the epidermis. The successive cleavage of its extremities and the elimination of its N-terminal glycine loop domain contribute to desquamation. We also showed the involvement of two serine proteases of the kallikrein family in the proteolysis of CDSN and other adhesive proteins of corneodesmosomes. Based on our and others published results, we proposed that a precisely controlled protease-protease inhibitor balance regulates desquamation. This work contributes to a better understanding of molecular basis of corneocyte cohesion and of desquamation physiology.

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Informations

  • Détails : 253 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 236-253

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2004TOU30001
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