Fonctions physiologiques et cellulaires de l’acide myristique chez le rat : étude comparée des effets des acides gras saturés alimentaires et étude cellulaire de la myristoylation N-terminale de la dihydrocéramide 4-désaturase (DES) et de l’E3-ligase Mahogunin ring finger 1 (MGRN1)

Physiological and cellular functions of myristic acid in the rat : compared study of dietary saturated fatty acids and cellular study of the N-terminal myristoylation of the dihydroceramide 4-desaturase (DES) and the E3-ligase Mahogunin ring finger 1 (MGRN1

• Auteur / Autrice : Hélène Ezanno
• Direction : Vincent Rioux, Philippe Legrand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie, biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myristique, Acide

Rats

Résumé

Le métabolisme et les fonctions des acides gras saturés (AGS) sont encore peu connus. Il est donc nécessaire de les étudier individuellement pour accroitre les connaissances les concernant. Parmi eux, nous nous intéressons à l’acide myristique, régulateur de plusieurs voies métaboliques par sa faculté à acyler les protéines. Pour approfondir les connaissances sur les effets des AGS et de l’acide myristique sur l’organisme, des expérimentations physiologiques et moléculaires ont été mises en place. Les AGS alimentaires, apportés en excès, sont réputés néfastes pour la santé car ils sont corrélés positivement à la mortalité due aux maladies cardiovasculaires. Cependant, à dose modérée, aucune relation négative n’est observée. Nous montrons que des régimes enrichis avec du beurre (qui apporte des doses modérées en AGS) diminuent la cholestérolémie chez le rat, comparés à des régimes avec de l’huile d’olive. De plus, le beurre améliore la biodisponibilité des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6 des tissus de rats. L’acide myristique est capable de réguler divers mécanismes cellulaires par sa fonction de myristoylation. Nous avons évalué son impact dans le métabolisme des sphingolipides en étudiant la dihydrocéramide 4-désaturase (DES) des hépatocytes de rats et avons montré que seul l’acide myristique augmente l’activité de l’enzyme native, probablement via sa myristoylation, ayant pour conséquences d’induire l’apoptose. Nous avons ensuite découvert la myristoylation d’une enzyme impliquée dans le système ubiquitine-protéasome : l’E3 ligase Mahogunin ring finger 1 (MGRN1). Il en existe 2 isoformes chez le rat qui sont toutes les deux myristoylées. L’étude de l’effet de la myristoylation sur la fonctionnalité de MGRN1 est encore préliminaire, mais elle influencerait sa localisation subcellulaire. Les résultats obtenus montrent donc l’importance des AGS et l’acide myristique dans des voies indispensables de régulations cellulaires.

The physiological and cellular metabolism and functions of the saturated fatty acids are not yet wellknown. Therefore, it is necessary to study saturated fatty acids separately to improve the knowledge about them. Among them, we are particularly interested in studying myristic acid, which is able to regulate several metabolic pathways by acylating proteins. This is the N-terminal myristoylation. To study thoroughly the effects of saturated fatty acids and myristic acid on the organism, physiological and molecular experiments have been realized during this thesis. The first epidemiological studies described in the literature showed that dietary saturated fatty acids, supplied in excess, had negative effects for health because they were positively correlated with the increase of the mortality due to the cardiovascular diseases. However, no negative association was observed when they are supplied at moderated quantities. Our results showed that diets supplemented with butterfat (which supply moderate quantity of saturated fatty acids, less than 10% of the total energy intake) significantly decrease cholesterolemia in the rat, compared to diets with olive oil, known as neutral concerning the cardiovascular diseases. Moreover, the butterfat improves the bioavailability of the n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids of rat tissues. We have however not identified the saturated fatty acid of the dairy fat which is responsible for these positive effects in the rat. Myristic acid is able to regulate many cellular mechanisms by the myristoylation of proteins. First, we evaluated its impact in the sphingolipid biosynthesis by studying the dihydroceramide 4-desaturase (DES) in cultured rat hepatocytes. Our results showed that, among the tested fatty acids, myristic acid only increases, weakly but significantly, the native DES activity. This effect is probably due to the myristoylation of DES and has for consequences to induce apoptosis. Then, we investigated new myristoylated proteins, to discover other metabolic pathways which could be regulated by myristic acid. The study reveals the myristoylation of an enzyme which is involved in the ubiquitine-proteasome system: the E3-ligase, named Mahogunin ring finger 1 (MGRN1). Our results showed that there are two isoforms of MGRN1 in the rat: MGRN1(-12)S and MGRN1(+12)S, which are both myristoylated in vivo. The effects of the myristoylation on its function are still preliminary results. But, we showed that the myristoylation could modify the subcellular localization of MGRN1, because the recombinant wild-type myristoylable form seems to be excluded from the nucleus, whereas the mutated non-myristoylable form is mainly in this organelle. The results obtained during this thesis show the physiological and cellular functions of the saturated fatty acids, and particularly the importance of the myristic acid in essential pathways of cellular regulations, through its function of myristoylation. Key