Modifications post-traductionnelles des protéines contractiles cardiaques : nouveaux biomarqueurs du remodelage ventriculaire post-infarctus

par Emilie Dubois

Thèse de doctorat en Biochimie et biologie moléculaire

Sous la direction de Christophe Bauters.

Soutenue le 18-10-2010

à Lille 2 , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Lille) , en partenariat avec Institut Pasteur de Lille (laboratoire) .


  • Résumé

    Le remodelage ventriculaire gauche (RVG) est un processus complexe qui intervient après un infarctus du myocarde chez 30% des patients en dépit des meilleurs traitements connus actuellement. Le but de mon travail de thèse consistait à identifier les déterminants moléculaires du RVG dans le but de mieux en comprendre les mécanismes physiopathologiques. Pour cela, nous avons étudié les modifications post-traductionnelles des protéines contractiles du VG et en particulier, la phosphorylation et la O-N-acétylglucosaminylation (O-GlcNAc). Nous nous sommes ensuite particulièrement intéressés à la troponine T (TnT) pour laquelle nous avons ainsi pu mettre en évidence une diminution de la phosphorylation au niveau de la sérine 208 au niveau du VG et du plasma chez le rat, suggérant que cela pourrait être un marqueur du RVG post-infarctus. Pour cette étude, nous avons travaillé en collaboration avec l’unité INSERM U644 de Rouen sur un modèle expérimental d’insuffisance cardiaque. L’infarctus du myocarde est induit chez le rat par ligature de la branche descendante de l’artère coronaire gauche, les rats témoins subissant l’intervention mais sans ligature. Dans un premier temps, nous avons réalisé une étude globale du phosphoprotéome du VG en phase tardive du RVG (2 mois post-ligature). Pour cela, les protéines extraites du VG ont été séparées par électrophorèse bidimensionnelle puis colorées au Pro-Q®Diamond (spécifique des protéines phosphorylées) puis au Sypro®Ruby (spécifique des protéines totales). Par analyse bioinformatique, nous avons mis en évidences 69 spots polypeptidiques présentant des modulations de phosphorylation. Nous avons donc analysé ces spots par spectrométrie de masse et avons identifié 30 protéines correspondant à 53 spots polypeptidiques présentant des modulations de phosphorylation. Parmi ces protéines, nous avons choisi de nous concentrer et d’étudier 6 protéines contractiles : la TnT, l’alpha-tropomyosine 1 (α-Tm 1), la desmine, l’αB-crystalline et les chaînes légères de myosine 1 et 2 (MLC). Pour chacune de ces protéines, nous avons identifié le type d’acide aminé responsable de la phosphorylation et quantifié les modulations de phosphorylation dans le VG des rats insuffisants cardiaques (IC). De manière intéressante, nous avons observé que le VG des animaux IC présentait une diminution significative de la phosphorylation sur les résidus sérine pour l’α-Tm 1, la TnT et la MLC-2 et sur les résidus de tyrosine pour l’αB-crystalline ainsi qu’une augmentation significative de la phosphorylation sur les résidus tyrosine pour la MLC-1 et sur les résidus de sérines pour la desmine, confirmant ainsi les résultats obtenus en électrophorèse bidimensionnelle. Afin de compléter l’analyse des modifications post-traductionnelles, nous avons étudié les modifications de O-GlcNAc pour chacune de ces protéines. Nous avons ainsi observé une diminution significative de la O-GlcNAcylation de l’α-Tm 1, de la desmine et l’αB crystalline ainsi qu’une augmentation de la O-GlcNAcylation de la MLC-3 et de la TnT. Par ailleurs, nous avons pu corréler ces modulations de phosphorylation et de O-GlcNAcylation avec des modulations de l’activité des enzymes impliquées dans ces modulations. En effet, par analyse bioinformatique de la séquence de la TnT et par recherche bibliographique nous avons mis en évidence que la protéine kinase C et la protéine phosphatase 2A pourrait être impliquées dans ces modulations de phosphorylation. Nous avons alors mis en évidence une diminution de l’activité de la protéine kinase C epsilon dans le VG des rats IC mais sans variation de l’activité de la protéine phosphatase 2A. Par ailleurs, nous avons mis en évidence une augmentation de l’activité de la O-GlcNAc transférase et une diminution de l’activité de la O-GlcNAcase dans le VG des rats IC. [...]

  • Titre traduit

    Phosphorylation and O-GlcNAcylation modulation of contractile proteins in heart failure


  • Résumé

    Despite significant improvements in management of myocardial infarction (MI), left ventricular remodelling (LVR) remains a major complication and a strong predictor of both heart failure (HF) and death after MI. Although several variables, such as MI size, have been identified as risk factors, LVR remains difficult to predict in clinical practice. Better prediction could allow an individualized approach with more intense therapy and follow-up for such high-risk patients. The aim of my work is to identify molecular determinants of LVR to have a better understanding of physiopathological mechanisms of LVR. For that purpose, we studied post-translational modifications of contractile proteins in particular, phosphorylation and O-N-acetylglucosaminylation (O-GlcNAc). Then, we studied particularly troponin T (TnT) for which we could highlight a decrease of phosphorylation of serine 208 in LV and plasma of MI-rats. These results suggest that the level of circulating phosphorylated troponin T could be new biomarker of LVR and may help to predict the development of heart failure after MI. For this study, we worked in collaboration with INSERM unit U644 at Rouen using an experimental model of HF. MI was induced in rat by left coronary ligation and, the control rats undergoing the surgery without ligation. Initially, we performed differential phosphoproteomic study of LV in the late phase of the LVR (2 months post-MI). For this purpose, LV proteins were extracted and separated by two-dimensional electrophoresis. Gels were first stained by Pro-Q®Diamond (specific of phosphorylated proteins) and then by Sypro®Ruby (specific of total proteins). By bioinformatic analysis, we showed that 69 polypeptidic spots were modulated for their phosphorylation levels. We analyzed these spots by mass spectrometry and identified 30 proteins corresponding to 53 spots with modulationof phosphorylation. Among these proteins, we have chosen to study 6 contractile proteins: TnT, alpha-tropomyosin 1 (Tm-α1), desmin, αB-crystallin and myosin light chains 1 and 2 (MLC). For each described proteins, we have validated the modulation of phosphorylation and determined the aminoacid involved in the phosphorylation modulation using immunoprecipitation techniques with specific antibodies against the proteins and phospho-Tyrosine, -Threonine and –Serine antibodies confirming the screening performed by 2D-electrophoresis for the detection of phosphoproteins. We observed a significant decrease of phosphorylation on serine for Tm-α1, TnT and MLC-2 and on tyrosine residues for αB-crystallin as well as a significant increase in phosphorylation on tyrosine for MLC-1 and on serine residues for desmin, thus confirming the results obtained in two-dimensional electrophoresis. In order to complete analysis of the post-translational modifications, we studied the modifications of O-GlcNAc for each one of these proteins. We thus observed a significant decrease in O-GlcNAcylation of Tm-α1, αB-crystallin and desmin as well as an increase in O-GlcNAcylation of the MLC-3 and TnT. In addition, we have correlated these modulations of phosphorylation and O-GlcNAcylation levels with modulations of the activity of enzymes implied in these modulations. Indeed, by bioinformatic analysis of the TnT sequence and literature review, we highlighted that the protein kinase C and the protein phosphatase 2A could be implied in these modulations. We observed a decrease of protein kinase C epsilon isoform expression in the LV of MI- rats without modulation of protein phosphatase 2A activity. In addition, we showed an increase in the activity of O-GlcNAc transferase and a decreaseof O-GlcNAcase activity in LV of MI rats. [...]


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Informations

  • Détails : 1 vol. (139 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 128-139

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Lille. Service commun de la documentation. BU Santé.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50.379-2010-23-P
  • Bibliothèque : Université de droit et de la santé. Service Commun de la Documentation. Bibliothèque électronique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.