Régulation des complexes d'ubiquitinylation et de sumoylation par la ligase E3 hSIAH2

Regulation of ubiquitination and sumolation complexes by the hSIAH2 E3-ligase

• Auteur / Autrice : Arnaud Depaux
• Direction : Nadine Varin-Blank
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bases fondamentales de l'oncogénèse
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ubiquitin-protein ligases

Proteasome endopeptidase complex

Ubiquitin-activating enzymes

Protéines -- Modifications posttraductionnelles

Sumoylation

Ubiquitine

Résumé

Les modifications post-traductionnelles des protéines (phosphorylation, l'acétylation ou l'ubiquitinylation) permettent de réguler leur activité, stabilité, localisation ou interactions avec d'autres facteurs. Les complexes permettant la modification par l'ubiquitine ou Sumo bien que d'organisation similaire sont composés de protéines différentes : une ligase El qui active le résidu, une ligase E2 permettant le transfert de l'ubiquitine sur le substrat et une ligase E3 qui assure la spécificité de reconnaissance du substrat. Plusieurs familles de ligases E3 ont été décrites mais seule la famille de protéines à domaine RING Finger présente des membres impliqués dans les complexes de la sumoylation et de l'ubiquitinylation. Afin de caractériser de nouveaux partenaires des ligases à domaine RING Finger hSIAHl et hSIAH2 (human Seven In Absentia homolog), nous avons développé une expérience de double-hybride chez la levure en utilisant hSIAH2 pour appât. La caractérisation des partenaires ainsi isolés a fait l'objet de mon projet de thèse. J'ai mis en évidence des protéines impliquées dans l'ubiquitinylation (Ubiquitine, Ubc5 ou hSIAH) et la sumoylation (PIAS, SUMO et Ubc9). J'ai ainsi démontré que hSIAH2 est capable de former des homodimères et des hétérodimères avec hSIAH et que cette dimérisation permet de réguler la propre stabilité des deux protéines. D'autre part, j'ai montré que hSIAH2 catalyse l'ubiquitinylation de PIAS et sa dégradation par le protéasome. L'ensemble de ce travail a mis en évidence le rôle spécifique de hSIAH2 dans la régulation de la stabilité d'intermédiaires essentiels, à la fois, aux complexes d'ubiquitinylation et de sumoylation.

After synthesis, proteins are targeted to post-translational modifications such as acetylation, phosphorylation or ubiquitination. These mechanisms regulate their function, stability, localization or interaction with partners. Modification process by ubiquitin or sumo named ubiquitination or sumoylation respectively involve complexes with similar organization but compose of different enzymes. Their organization relies on Sumo or ubiquitin activating El enzyme, transferring E2-ligase and E3-ligase or sub-complex conferring the substrate specific récognition. El-ligase is unique for each complex, whereas E2 and E3-ligases are multiple. Among E3-ligase families, RING Finger protein family only has been involved in both modifications complexes. Two human homologs of Drosophila Seven In Absentia (hSIAHl et hSIAH2), belong to RING Finger E3-ligase family. In a yeast two hybrid assay, we have identified new SIAH interacting proteins. Their characterization has been the purpose of my PhD project. We have characterized partners implicated in both ubiquitination (ubiquitin, Ubc5 or hSIAH) and sumoylation (Sumo, Ubc9 and PIAS) pathways. In a first attempt, I have demonstrated that hSIAH proteins can form homo- or hetero-dimers. Dimerization régulates their stability via a proteasome dependent degradation. I have also demonstrated that hSIAH2 catalyzes the proteasome dependent degradation of PIAS1, a sumo E3-ligase. Altogether this study evidences an important rôle for hSIAH2 in the regulation of the stability of ubiquitination and sumolation complexes.