Analyse de l’interactome de la Ser/Thr protéine phosphatase de type 1 (PP1) chez plasmodium falciparum : caractérisation moléculaire et fonctionnelle de Gametocyte EXported Protein 15

par Thomas Hollin

Thèse de doctorat en Biochimie et biologie moléculaire

Sous la direction de Jamal Khalife.

Soutenue le 22-09-2017

à Lille 2 , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Lille) , en partenariat avec Center for Infection and Immunity of Lille (laboratoire) et de Centre d’Infection et d’Immunité de Lille (CIIL) - U1019 - UMR 8204 (laboratoire) .


  • Résumé

    L’un des obstacles majeurs au développement de nouveaux antipaludiques est notre connaissance limitée de la biologie parasitaire et la rareté des cibles thérapeutiques potentielles identifiées. Les interactions protéines-protéines sont impliquées et essentielles dans divers processus biologiques incluant les modifications post-traductionnelles. Les interactions substrats-kinases ou phosphatases sont considérées comme une liaison transitoire et jouent un rôle central et essentiel dans le cycle cellulaire de Plasmodium. La Ser/Thr Protéine Phosphatase de Type 1 (PP1), l’une des phosphatases majeurs des eucaryotes, est essentielle à la survie du parasite Plasmodium falciparum, responsable du paludisme. Elle est régulée par diverses sous-unités régulatrices dont plus de 200 ont été identifiées chez l’Homme, mais seulement 4 chez Plasmodium.Afin d’explorer le réseau de régulation de la P. falciparum PP1 (PfPP1), nous avons utilisé trois approches complémentaires pour caractériser l’interactome de la PfPP1. La purification par co-affinité suivie d'une analyse par spectrométrie de masse a identifié 6 protéines interagissant avec la PfPP1 dont 3 contenaient le motif consensus d’interaction RVxF, 2 autres le motif Fxx[RK]x[RK], également connu pour interagir avec la phosphatase et une protéine avec les deux motifs de liaison. Le criblage par double hybride chez la levure a identifié 134 protéines dont 30 présentent le motif RVxF et 20 ont le motif de liaison Fxx[RK]x[RK]. Le criblage in silico du génome de P. falciparum en utilisant une séquence consensus du motif RVxF a révélé 55 partenaires potentiels de la PfPP1. Afin de confirmer l’interaction de certaines protéines, 35 partenaires candidats ont été validés par un test d’interaction de type ELISA. Les résultats ont permis de détecter aussi bien des partenaires conservés de la PP1 qu'un nombre élevé d'interacteurs spécifiques à la PP1 du parasite et montrent une grande diversité dans les fonctions biologiques impliquant la PP1 chez Plasmodium. Parmi ces candidats, un partenaire appelé Gametocyte EXported Protein 15 (GEXP15) a été confirmé comme un réel partenaire de la PfPP1 par différentes approches. De plus, GEXP15 est surexprimé chez les gamétocytes, stade responsable de la transmission du parasite chez le moustique. Ces résultats ainsi que des études fonctionnelles seront présentés.

  • Titre traduit

    Analysis of the Ser/Thr protein phosphatase type 1 (PP1) interactome in plasmodium falciparum : molecular and functional characterization of the Gametocyte EXported Protein 15


  • Résumé

    A major obstacle in the development of novel anti-malarials is our limited knowledge of basic parasite biology and the paucity of identified potential intervention targets. Protein-protein interactions are involved and essential in broad range of biological processes including the post-translational modifications. Substrate-kinase or phosphatase interactions are considered as transient binding and play a central and essential role in Plasmodium cell cycle. The Ser/Thr Protein Phosphatase Type 1 (PP1), one of the main contributors of eukaryotic phosphatase activity, is essential to malaria parasite Plasmodium falciparum and is highly regulated by many regulatory subunits. In humans, there are about 200 distinct regulators, however, only 4 have been so far reported in Plasmodium.To explore the P. falciparum PP1 (PfPP1) regulatory network as complete as possible, we carried out three complementary approaches to characterize the PfPP1 interactome. Co-affinity purification followed by Mass Spectrometry-based proteomics identified 6 PfPP1 interacting proteins (PIPs) of which 3 contained the RVxF consensus binding motif, 2 PIPs with a Fxx[RK]x[RK] binding motif, one with both binding motifs. The Yeast Two-Hybrid screening identified 134 proteins of which 30 have the RVxF binding motif and 20 contain the Fxx[RK]x[RK] binding motif. The in silico screen of the P. falciparum genome using a consensus RVxF motif as template revealed the presence of 55 potential PfPP1 interacting proteins. As further demonstration, 35 candidate partners were validated in an independent ELISA-based assay using recombinant proteins. The data reports several conserved PP1 interacting proteins as well as a high number of specific interactors to PfPP1, indicating a high diversity of biological functions for PP1 in Plasmodium. Among these candidates, one partner assigned as Gametocyte EXported Protein 15 (GEXP15) has been confirmed as a direct interactor of PfPP1 by different approaches. In addition, GEXP15 is over-expressed during gametocyte stage, responsible for the transmission of the parasite in the mosquito. These results as well as functional studies will be presented and discussed.


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