La mitogaligine, protéine de la mort cellulaire programmée : localisation nucléaire, conséquences de modifications post-traductionnelles potentielles et interaction fonctionnelle avec Mcl-1

par Pauline Robinet

Thèse de doctorat en Biologie moléculaire et cellulaire

Sous la direction de Alain Legrand.

Soutenue le 02-07-2010

à Orléans , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences et technologies (Orléans) , en partenariat avec Centre de biophysique moléculaire (Orléans ; 1967-) (laboratoire) .

Le président du jury était François Erard.

Le jury était composé de Alain Legrand, François Erard, Danielle Troutaud, Pascal Gauduchon, Ginette Dambrine.

Les rapporteurs étaient Danielle Troutaud, Pascal Gauduchon.


  • Résumé

    La mitogaligine est une protéine codée par le gène galig, un gène inducteur de la mort cellulaire. Préalablement, il a été montré au laboratoire que cette protéine mitochondriale pouvait induire la mort cellulaire selon une voie alternative de l’apoptose. Nos études indiquent que la mitogaligine peut également être adressée au noyau où elle exerce aussi une activité cytotoxique. Le signal d’adressage nucléaire est non conventionnel et lié à une répétition d’acides aminés. Il n’est fonctionnel que si le signal de localisation mitochondriale est aboli. La fonction cytotoxique de la mitogaligine pourrait donc être régulée par son adressage subcellulaire. De nombreuses protéines apoptotiques sont régulées par des modifications post-traductionnelles. La mitogaligine possède différents sites de phosphorylation potentiels. Plusieurs d’entre eux ont été mutés afin de mettre en évidence une éventuelle implication de cette fonction dans l’activité de la mitogaligine. La mitogaligine non mutée subit une ou plusieurs coupures protéolytiques. La mutation des résidus thréonines 29 et 73 en résidus phospho-mimétiques diminue cette protéolyse mais aussi la cytotoxicité de la protéine. Le même type de mutations de la thréonine 38 et la sérine 39 provoque une délocalisation de la protéine. La dernière partie de la thèse s’intéresse plus particulièrement à l’interaction fonctionnelle entre la mitogaligine et Mcl-1, une protéine anti-apoptotique de la famille-Bcl-2. La coexpression de galig et Mcl-1 réduit la mort cellulaire induite par l’expression de galig et la surexpression de galig réduit la production endogène de Mcl-1. Ces résultats montrent une implication de galig dans une voie de régulation de l’apoptose. Galig pourrait donc représenter une cible thérapeutique pour restaurer la mort cellulaire dans des cellules surexprimant des protéines antiapoptotiques de la famille Bcl-2.

  • Titre traduit

    Mitogaligin, a programmed cell death protein : nuclear localization, post˗translational consequences and functional interaction with Mcl-1


  • Résumé

    Mitogaligin is a protein encoded by galig, a cell death gene. Previously, it has been shown in our laboratory, that this mitochondrial protein induces cell death through an alternative pathway of apoptosis. In this report, we show that mitogaligin can also be addressed to the nucleus where it exhibits also a cytotoxic activity. The nuclear localization signal is not conventional, based on a repetition of amino acids, and function only if the mitochondrial localization signal is inactivated. Thus, the cytotoxicity of mitogaligin could be regulated by its subcellular localization. A large number of apoptotic proteins are regulated by post-translational modifications. Mitogaligin has several potential sites of phosphorylation. Some of them have been mutated to highlight the possible role of phosphorylation in the mitogaligin activity. The wild type protein undergoes one or several proteolytic cuts. Replacement of the threonines 29 and 73 by phospho-mimetic residue decrease mitogaligin proteolysis and also mitogaligin cytotoxicity. The same type of mutation on threonine 38 and serine 39 induces a re-localization of mitogaligin outside mitochondria. The last part of the manuscript focuses on the functional interaction between mitogaligin and Mcl-1, an anti-apoptotic protein of the Bcl-2 family. Coexpression of galig and Mcl-1 significantly reduces galig cell death and overexpression of galig reduces production of endogenous Mcl-1. Therefore, galig could represent a therapeutic target in order to restore cell death in cells overexpressing anti-apoptotic proteins of the Bcl-2 family.


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