Rôle de la sulfatation des protéines dans les processus d'interactions biologiques

par Maud Fumex

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Florence Gonnet et de Régis Daniel.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Structure et Dynamique des Systèmes Vivants , en partenariat avec Laboratoire analyse et modélisation pour la biologie et l'environnement (laboratoire) , Structure-réactivité de biomolécules : complexes organométalliques et macromoléculaires (equipe de recherche) et de université d'Evry-Val-d'Essonne (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    La caractérisation des modifications post-traductionnelles (MPT) représente un des axes de recherche majeurs de l'ère post-génomique. La sulfatation est parmi les plus importantes des 300 MPT répertoriées. En effet, elle affecte, comme la phosphorylation, les fonctions de nombreuses biomolécules telles que les glucides, les dérivés glycosylés et les protéines. Une grande partie des protéines connues pour être sulfatées sont des récepteurs cellulaires, qui en liant leurs ligands vont déclencher des cascades de signalisation cellulaire en réponse à des stimuli externes. Parmi ces récepteurs, CXCR4 est un des plus étudiés, en raison de son implication dans de nombreux phénomènes, qu'ils soient pathologiques (infection par le virus du VIH par exemple) ou non (réponse immunitaire). Ce récepteur possède un domaine extracellulaire comportant trois résidus tyrosine connus pour être sulfatés, et ce domaine est primordial dans le processus d'interaction entre le récepteur et son ligand spécifique, la chimiokine SDF-1/CXCL12. La sulfatation enzymatique (par l'enzyme TPST-1) du peptide synthétique correspondant au domaine extracellulaire du récepteur (P38), se fait séquentiellement : d'abord sur la tyrosine 21, puis indifféremment sur la tyrosine 7 ou la tyrosine 12. Le but de cette thèse est d'évaluer le rôle de la sulfatation de chaque tyrosine de P38 dans son interaction avec la chimiokine SDF-1, ainsi que l'effet de la présence de GAGs sur la formation de ces complexes. Les conséquences structurales et fonctionnelles de ces interactions, seront caractérisées par de nouvelles méthodes d'analyse de complexes non-covalents basées sur la spectrométrie de masse (MS) : l'électrophorèse capillaire couplée à la MS (CE/MS), la résonance plasmonique de surface couplée à la MS (SPR/MS), et l'empreinte protéique par les Rayons X résolue en temps couplée à la MS (Hydroxyl-Radical Protein Footprinting – HRPF).

  • Titre traduit

    Role of sulphation of proteins in the biological process of interactions


  • Résumé

    The characterization of post-translational modifications (PTM) is a major topics of the post-genomic era. Sulphation is one of the most important modification among the 300 MPT listed to date. Indeed, as phosphorylation, sulphation has a strong impact on the function of proteins. Much of proteins known to be sulphated are cellular receptors that trigger cellular signaling cascades in response to external stimuli and ligand binding. Among these sulphated receptors, CXCR4 is one of the most studied, due to its involvement in many physio-pathological processes (immune response, inflammation, infection with the HIV virus). The receptor extracellular domain that comprises three tyrosine residues known to be sulfated, is essential in the process of interaction between the receptor and its specific ligand, the SDF-1 / CXCL12 chemokine. The enzymatic sulphation (by the TPST-1 enzyme) of the synthetic peptide mimicking the extracellular domain of the receptor (P38) is a sequential process: first on tyrosine 21 then either on tyrosine 7 or tyrosine 12. The aim of this thesis is to evaluate the role of tyrosine sulphation of each tyrosine of P38 in its interaction with the chemokine SDF-1, and the effect of the presence of GAGs on the formation of these complexes. The structural and functional consequences of these interactions will be characterized by new methods of non-covalent complexes based on mass spectrometry (MS) analysis: capillary electrophoresis coupled to MS (CE / MS), surface plasmon resonance coupled to MS (SPR / MS), and protein footprinting by time-resolved X-ray coupled to MS (Hydroxyl-Radical Footprinting Protein - HRPF)