Etude de la relation structure et fonction du récepteur à l'ecdysone

par Thomas Iwema

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Dino Moras.

Soutenue en 2005

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    Les récepteurs nucléaires d'hormones sont des facteurs de transcription dont l'activité est ligand-dépendante. Le récepteur fonctionnel à l'ecdysone des insectes est constitué d'un dimère de récepteurs nucléaires associant EcR (Ecdysone Receptor) à son partenaire USP (Ultraspiracle), homologue de RXR, le récepteur à l'acide rétinoïque9-cis des cordés. Le domaine de fixation du ligand (LBD) de USP présente une divergence de séquence majeure chez un groupe d'insectes " supérieurs " comprenant les diptères (mouches, moustiques) et les lépidoptères (papillons). Au cours de ma thèse, j'ai contribué à la validation fonctionnelle par mutagenèse ponctuelle et transactivation en cellules eucaryotes de la première structure du récepteur à l'ecdysone (H. Virescens, lépidoptère) qui a révélé l'existence chez ECR de deux poches de fixation du ligand se recoupant partiellement. D'autre part, afin de comprendre l'évolution particulière du LBD de USP chez les insectes, j'ai initié une étude comparative des rapports structure-fonction de USP de Tribolium castaneum. En effet, USP de Tribolium(coléoptère) est représentatif de celui des insectes non diptères/lépidoptères : sa séquence peptidique est beaucoup plus proche de celle du RXR humain que de celle d'un USP de diptères ou de lépidoptères. En comparant les propriétés de USP de Tribolium et RXR humain par transactivation et spectrométrie de masse, j'ai pu montrer que USP de Tribolium n'est pas activé par l'acide rétinoïque 9-cis mais fixe des acides gras. La résolution de la structure cristalline du LBD de TcUSP à 2,71 Å révèle une poche dépourvue de ligand fort différente des conformations apo déjà observées chez des RXR de cordés. Un résidu conservé de manière différentielle semble être à l'origine de la discrimination des ligands par USP.

  • Titre traduit

    Structure-fonction relationship study of the ecdysone receptor


  • Résumé

    Nuclear receptors are transcription factors with a ligand-dependant activity. The Insect functional ecdysone receptor is a nuclear receptors heterodimer constituted by EcR (Ecdysone Receptor) and its partner USP(Ultraspiracle), which is the homologue of RXR, the 9-cis Retinoic Acid receptor of chordates. The ligand Binding Domain (LBD) of USP presents a major sequence divergence in a group of "higher insects" comprising dipterans (flies, mosquitoes) and lepidopterans (moths, butterflies). The first structure of the ecdysone receptor has been solved for H. Virescens (Lepidoptera) in the laboratory andreveals for EcR two different and partially overlapping ligand binding pockets. During my PhD, I have performed a functional validation of this structure using punctual mutagenesis and transactivation tests in eukaryotic cells. After that, in order to understand the particular evolution of the USP LBD among insects, I have initiated acomparative structure-function study of Tribolium castaneum (coleoptera) USP. Actually, the Tribolium USP is representative of non dipteran/lepidopteran insects USP : its peptidic sequence is much closer to the one of human RXR than to Diptera and Lepidoptera USP. The properties comparison of Tribolium USP and human RXR using transactivation tests and mass spectrometry shows that Tribolium USP is not activated by 9-cis Retinoic Acid but does bind fatty acids. The crystal structure of TcUSP LBD at a 2,71 Å resolution reveals an empty ligand binding pocket. The conformation is quite different from the ones of previously solved chordates RXR apo structures. A differentially conserved residue seems to be responsible of the discrimination of ligands by USP.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (150 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 131-146

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2005;5019
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