Les O-fucosyltransférases : caractérisation des enzymes bovines et étude préliminaire du rôle de Pofut1 murine dans la différenciation de la cellule musculaire

par Céline Loriol

Thèse de doctorat en Biologie - Sciences - Santé

Sous la direction de Abderrahman Maftah et de Agnès Germot.

Soutenue en 2006

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    La O-fucosylation est l’ajout d’un fucose sur un résidu sérine ou thréonine compris dans deux types de domaines peptidiques, les EGF et les TSR. Cette modification post-traductionnelle dépend de deux enzymes, Pofut1 pour les EGF et Pofut2 pour les TSR. Nous avons étudié l’évolution des gènes Pofut1 et Pofut2, et avons démontré que ces gènes présents en un seul exemplaire, existaient déjà chez l'ancêtre des Bilatériens voire des Métazoaires, probablement sous forme morcelée. Une situation originale existe pour Pofut2, retrouvé chez un groupe de Protozoaires, les Apicomplexés. La structure des deux gènes chez le bovin et leur expression tissulaire ont été établies. Nous trouvons une situation inédite puisqu'il existe pour chacun d’entre eux, cinq variants transcriptionnels dont un seul code l'enzyme active, différemment exprimés selon les tissus bovins. Les enzymes Pofut1 et Pofut2 actives seraient présentes dans tous les tissus analysés, à l’exception notable des muscles squelettiques de l'adulte où des formes atypiques sont présentes. Les autres variants transcriptionnels, la plupart tronqués, auraient un rôle dans la régulation du taux d'expression des gènes. Pofut1 est la première fucosyltransférase à avoir été identifiée comme résidente du réticulum endoplasmique. D'un point de vue fonctionnel, nous avons démontré chez le bovin que cette glycosyltransférase, porteuse de deux N-glycanes vraisemblablement de type oligomannosidique, était correctement repliée et donc douée d'une activité enzymatique, à condition que son premier site de N-glycosylation soit occupé. L’activité des récepteurs Notch et de leurs ligands présents à la surface de nombreuses cellules est modulée par l’état de O-fucosylation de leurs domaines EGF. Etant donné l’implication de ces récepteurs dans la régulation de la myogenèse, la O-fucosylation doit y contribuer tout autant. Ainsi, nous avons débuté une étude des répercussions d’une modulation de l’expression de Pofut1 sur la différenciation de cellules primaires myoblastiques bovines et de cellules murines de la lignée C2C12. Nous montrons que la surexpression transitoire de l’enzyme Pofut1 murine retarde l’expression des facteurs de transcription myogéniques de la famille bHLH: Myf5, MyoD, Myogénine et MRF4. Ces résultats, encore préliminaires, ouvrent de nouvelles et passionnantes perspectives d’analyse de l’influence des O-fucosyltransférases au cours du processus de myogenèse.

  • Titre traduit

    The O-fucosyltransferases : characterisation of the bovine enzymes and preliminary study of murine Pofut1 role in the differentiation of muscular cell


  • Résumé

    O-fucosylation is the addition of a fucose on serine or threonine comprised in two types of peptidic domains, EGF and TSR. This post-translational modification depends on two enzymes. Pofut1 is responsible for O-fucosylation of EGF repeats, whereas Pofut2 adds fucose on TSR. We studied the evolution of Pofut1 and Pofut2 genes and demonstrated that these genes, present in a single copy, already existed in the ancestor of Bilaterians, or even Metazoans, probably in polyexonic form. An original situation exists for Pofut2, recovered in a group of Protozoans, the Apicomplexa. Structures of the two bovine genes and their tissular expression have been established. We find an original situation since it exists for each of them, five transcript variants of which only one encodes the active enzyme, differently expressed among bovine tissues. The Pofut1 and Pofut2 active enzymes would be present in all analyzed tissues, except for adult skeletal muscles where atypical forms are present. The other transcript variants, more or less truncated, probably play a role in regulating the expression level of these genes. Pofut1 is the first fucosyltransferase to have been identified as an endoplasmic reticulum resident. Functionally, we demonstrated for the bovine that this glycosyltransferase, bearing two N-glycans probably of oligomannosidic type, was correctly folded and therefore possessed an enzymatic activity, provided its first site of N-glycosylation is occupied. The activity of the Notch receptors and their ligands, present at the surface of numerous cells, is modulated by the state of O-fucosylation of their EGF domains. Considering the implication of these receptors in the regulation of myogenesis, Ofucosylation must contribute all as much there. Thus, we started a study of the repercussions of a modulation of Pofut1 expression on the differentiation of bovine primary muscular cells and murine cells of the C2C12 lineage. We show that the transient surexpression of the murine Pofut1 enzyme delays the expression of myogenic transcription factors belonging to bHLH family: Myf5, MyoD, Myogenine and MRF4. These preliminary results open new and exciting perspectives of analysing the influence of O-fucosyltransferases during the complex process of myogenesis.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (273 p.-[22] f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 245-273. Index

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