Reconstitution d'un système cellulaire de glycosylation : application à la synthèse des o-glycannes

par Sandrine Susini

Thèse de doctorat en Pathologie humaine

Sous la direction de Assou El Battari.

Soutenue le 16-12-2010

à Aix Marseille 2 , dans le cadre de École Doctorale des Sciences de la Vie et de la Santé d'Aix-Marseille Université (Marseille) , en partenariat avec CR02 (laboratoire) .

Le président du jury était José Luis.

Le jury était composé de Assou El Battari, José Luis, Véronique Piller, Ossarath Kol, Claire Dumon.

Les rapporteurs étaient Véronique Piller, Ossarath Kol.


  • Résumé

    La glycosylation des protéines est une modification co/post-traductionnelle, localiséeprincipalement dans l’appareil de golgi, impliquée dans divers processus physiologiques. Àl’inverse de la synthèse des protéines et des nucléotides, celle des sucres est plus complexe,en partie, à cause des nombreux branchements structuraux et de la diversité stéréochimiquedes glycannes. Les glycosyltransférases sont les enzymes responsables de la biosynthèse desoligo- et polysaccharides. Cependant, il existe différents procédés permettant de réaliser lasynthèse in vitro d’oligosaccharides tels que des procédés chimiques, enzymatiques ouchimio-enzymatiques. La Core 2 β(1,6)-N-acétylglucosaminyltransférase I (C2GnT-I) est uneglycosyltransférase (GT) transmembranaire de type II qui crée une liaison β1,6 entre une Nacétylglucosamine(GlcNAc) et la N-acétylgalactosamine (GalNAc) d’un noyau Core 1,formant ainsi une structure branchée de type Core 2. Une fois le branchement Core 2 initié,au moins trois réactions successives de transfert peuvent avoir lieu, impliquant les β(1,4)-galactosyltransférases, les α(2,3)-sialyltransférases et les α(1,3)-fucosyltransférases. Il estadmis que les GTs sont réparties séquentiellement dans les compartiments cis, médian ettrans de l’appareil de Golgi selon leur ordre d’intervention et le type cellulaire. Nous avonsmis au point un procédé de reconstitution membranaire, comportant des glycoprotéinesgolgiennes, dont les GTs, par l’intermédiaire d’une lectine, la wheat germ agglutinin (WGA).Il est admis que la WGA interagit avec les composants de la membrane plasmique et ceux del’appareil de Golgi. L’étude de notre système membranaire reconstitué a mis en évidence uneactivité élevée de la C2GnT-1 in vitro, et son efficacité à synthétiser des oligosaccharidesbranchés Core 2, par glycosylation séquentielle.

  • Titre traduit

    Reconstitution of a glycosylation cellular system : application of glycan synthesis


  • Résumé

    Protein glycosylation is a co/posttranslational modification, localized in the Golgi apparatus,involved in various physiological processes. Sugar synthesis is more complex than that ofproteins and nucleic acids, in part because of the glycosidic bond and glycan stereochemistrydiversity. Glycosyltransferases are enzymes responsible of oligo- and polysaccharidesbiosynthesis. Various methods are used for the synthesis of oligosaccharides, in vitro, suchas chemical, enzymatic or chemo-enzymatic. Core 2 β(1,6)-N-acetylglucosaminyltransferase I(C2GnT-I) is a type-II transmembrane glycosyltransferase (GT). This enzyme create a β1,6bond between N-acetylglucosamine (GlcNAc) and Core 1 N-acetylgalactosamine (GalNAc),forming a Core 2 branched structure. Once the Core 2 branch is initiated, at least threesuccessive transfer reactions can take place, involving β(1,4)-galactosyltransferases, α(2,3)-sialyltransferases and α(1,3)-fucosyltransferases. It is known that GT are distributedsequentially in the cis, medial and trans Golgi apparatus in order of intervention andaccording to cell type. We have developed a membrane reconstitution process comprisinggolgi glycoproteins, including GT, by the use of a lectin, the wheat germ agglutinin (WGA). Itis known that WGA interacts with plasma membrane and Golgi apparatus components. Ourreconstituted membrane system showed a high C2GnT-1 activity in vitro and its effectivenessin synthesizing Core2 branched oligosaccharides by sequential glycosylation.

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