La delta-lactoferrine : un facteur de transcription régulé par GlcNAcylation

par Stéphan Hardivillé

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Annick Pierce-Crétel.

Soutenue le 26-03-2010

à Lille 1 .


  • Résumé

    La GlcNAcylation est une modification post-traductionnelle dynamique des protéines cytosoliques et nucléaires qui peut entrer en compétition avec la phosphorylation pour le même résidu de Ser/Thr. Des modifications des taux de GlcNAcylation sont rapportées dans différentes pathologies et dans les cas de cancer du sein, une relation étroite entre GlcNAcylation et tumorigénèse pourrait exister. La delta-lactoferrine est un suppresseur de tumeur potentiel puisqu’elle est sous-exprimée dans le cancer du sein et que son expression conduit à l’arrêt du cycle cellulaire. Nous avons démontré que la delta-lactoferrine est un facteur de transcription régulant l’expression de différents gènes impliqués dans la régulation des acteurs moléculaires du cycle cellulaire (Skp1), dans le déclenchement de l’apoptose (Bax) ou dans la dégradation des ARNm (DcpS). La delta-lactoferrine doit être hautement régulée et nous avons montré que la GlcNAcylation inhibe son activité transcriptionnelle alors que la phosphorylation a l’effet inverse. La mutation des quatre sites de GlcNAcylation conduit à une isoforme de la delta-lactoferrine constitutivement activée possédant une activité pro-apoptotique accrue comparée à l’isoforme sauvage. L’utilisation de mutants de glycosylation, pour lesquels un site unique est préservé, nous a permis de démontrer que la GlcNAcylation du site Ser 10 est cruciale dans la régulation de l’activité de la delta-lactoferrine. Nous avons également localisé une séquence PEST fonctionnelle ainsi que les résidus de lysine cible de l’ubiquitinylation et démontré que la GlcNAcylation de la Ser10 inhibe la polyubiquitinylation et augmente la demi-vie de la protéine. De plus, nous montrons que le complexe transcriptionnel de la delta-lactoferrine interagit avec le ΔLfRE sous une forme phosphorylée et ubiquitinylée suggérant que l’activité transcriptionnelle de la delta-lactoferrine et sa dégradation sont concomitantes

  • Titre traduit

    The delta-lactoferrin : a transcription factor controlled by GlcNAcylation


  • Résumé

    The GlcNAcylation is a dynamic posttranslational modification of cytoplasmic and nuclear proteins which can compete directly with phosphorylation for the same or nearby Ser/Thr residues. Alterations of the GlcNAcylation profile are observed in different pathologies and in case of breast cancer a close relationship between GlcNAcylation and tumorigenesis may exist. Down-regulated in breast cancer, delta-lactoferrin is a potential tumor suppressor the expression of which leads to cell cycle arrest. We demonstrated that delta-lactoferrin is a transcription factor which controls the expression of different proteins involved in the regulation of cell cycle actors (Skp1), apoptosis induction (Bax) or mRNA turnover (DcpS). Therefore, delta-lactoferrin should be highly regulated and our investigations have shown that GlcNAcylation inhibits its transcriptional activity while phosphorylation activates it. The directed mutagenesis of the four GlcNAcylation sites leads to a constitutively active delta-lactoferrin isoform with increased pro-apoptotic effects compared to wild type. Using a series of different mutants in which only one glycosylation site is preserved, we showed that Ser 10 is crucial and regulates delta-lactoferrin activity. We also mapped a functional PEST sequence and the lysine residues which are the ubiquitin ligase targets and we demonstrated that GlcNAcylation of Ser 10 inhibits polyubiquitination of delta-lactoferrin and increases its half-live. Moreover, we showed that delta-lactoferrin transcriptional complex binds to ΔLfRE as a phosphorylated and ubiquinated isoform suggesting that delta-lactoferrin transcriptional activity and degradation are concomitant events.


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