Biochemical and structural study of Shadoo protein and its interaction with PrP

par Danica Gajic Ciric

Thèse de doctorat en Biomolécules, Biologie structurale, Pathologie et Biothérapie

Sous la direction de Human Rezaei et de Milena Kataranovski.

Soutenue en 2014

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Etude biochimique et structurale de la protéine Shadoo et de son intéraction avec la protéine PrP


  • Résumé

    Shadoo (Sho) protein belongs to prion protein family. From the histo-anatomical co-localization and sequence similarities, it is suspected that Sho and PrP may be functionally related. Down regulation of Sho expression during prion pathology in one hand, and direct interaction between Sho and PrP, revealed by two-hybrid assay, suggests a relation between Sho and prion replication. The objective of this PhD thesis was to explore involvement of Sho in conformational dynamics of PrP and its effect on conversion process involved in prion replication. Secondary structure characterization of Sho revealed that Sho is a disordered protein between 3. 5<pH<8. 0. NMR spectrum profile of Sho is typical for a fully unfolded protein, even though a local structuration was found in the Sho C-terminal segment. Using biochemical and biophysical approaches, we have demonstrated that Sho is able to form 1:1 complex with full length PrP, with a Kd in micromolar range. Therefore, this interaction modifies PrP folding pathway. Using truncated PrP, mimicking the Cl fragment, an allosteric binding behavior was observed with a hill number of 4, suggesting a tetramerization. Cell scrapie assay performed in the presence of of Sho, revealed an increase in the PrPsc conversion rate in the presence of Sho. Altogether, our observations suggest that Sho can affect prion replication process by acting either as holdase or by interfering with the dominant negative inhibitor effect of C 1 fragment. Here we described for the first time, that Sho could affect PrP structural dynamics and increase prion conversion rate. Biochemical characterization of Sho:PrP indicate that Sho acts as an ATP independent holdase.


  • Résumé

    La protéine Shadoo (Sho) appartient à la famille des. Protéines prion. Les protéines Sho et PrP partagent de nombreuses similitudes, allant de leur co-localisation anatomo-histologique à une forte similarité de séquence. L'inhibition de l'expression de Sho durant l'infection à prion, ainsi que l'interaction entre ses deux protéines observée par double hydride, laissent suggérer une relation étroite entre ses deux protéines pendant la phase de réplication du prion. L'objectif de ce travail de thèse est d'explorer le rôle de la protéine Sho dans la dynamique conformationnelle de PrP, ainsi que l'effet d'une telle interaction sur le phénomène de réplication. La caractérisation de la structure secondaire de montre que Sho est une protéine naturellement désordonnée entre les pH 3. 5 et 8. Le spectre RMN de Sho correspond au spectre typique des protéines non repliées, même-si Sho semble adopter une structure organisée localement au niveau du segment C-terminal. D'autre part, l'utilisation de technique de biochimies et de biophysiques nous ont permis de démontrer que Sho et PrP formaient un complexe 1 :1 avec un Kd de l'ordre du micromolaire. Cette interaction a pour conséquence une altération du repliement de PrP. L'utilisation de la forme tronquée de PrP, mimant le fragment Cl, nous a permis d'observer une liaison allostérique avec un nombre de hill de 4, une tétramérisation. La co-polymérisation semble avoir pour conséquence une augmentation du pouvoir infectieux des particules prion en culture de cellules. Nos résultats montre que la protéine Sho affecte la réplication du prion, soit en agissant comme une holdase, soit en interférant avec le rôle protecteur du fragment Cl.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (162 p.)
  • Annexes : 233 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2014) 150
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