Assemblages bidimentionnels de VE-cadhérine humaine : études biochimiques et structurales par microscopie électronique

Two-dimensional assemblies of human VE-cadherin : biochemical and structural studies by electron microscopy

• Auteur / Autrice : Rana al Kurdi
• Direction : Danielle Gulino
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molécules -- Modèles

Traitement d'images

Microscopie électronique à balayage

Cadhérines

Mots clés libres

VE-cadhérine

Ectodomaine

Auto-assemblage

Interactions homophiliques

Résumé

Les cadhérines classiques sont des molécules d'adhérence cellule-cellule dépendante du calcium. Ces glycoprotéines transmembranaires sont constituées d'une partie extracellulaire composée de cinq domaines homologues reliés par régions inter-domaines qui portent des sites de fixation pour l'ion calcium, d'une partie transmembranaire et d'une courte région cytoplasmique fortement conservée. Le domaine cytoplasmique est responsable de l'association des caténines assurant à leur tour l'ancrage des cadhérines au cytosquelette. Les alignements de séquence de ces diverses parties ont permis de classifier les cadhérines classiques en deux types (types I et II). La partie extracellulaire des cadhérines classiques sert d'interface responsable des contacts cellule-cellule et constitue le déterminant majeur de la spécificité de liaison cellulaire. Les interactions régies par l'ectodomaine ainsi que le rôle respectif attribué à chacun des domaines restent encore à nos jours un sujet de controverse. Dans le but de comprendre les mécanismes moléculaires d'auto-assemblage des cadhérines, nous nous sommes focalisés sur l'étude structurale d'un type II de cadhérines classiques, la VE-cadhérine humaine spécifiquement exprimée dans l'endothélium vasculaire. Nous avons choisi d'exprimer par voie recombinante les quatre premiers domaines EC1-EC4 fusionnés à une étiquette polyhistidine en C-terminal et nommée VE-EC1-EC4His. Cette construction nous a permis, par la technique d'adsorption aux lipides fonctionnalisés chélatant le nickel et études par microscopie électronique, d'établir un modèle moléculaire qui relèverait des conditions physiologiques au niveau de l'espace inter-endothélial.

Classic cadherins are Ca2+-dependant cell-cell adhesion molecules. They are transmembrane glycoproteins that consist of a long extracellular domain composed of five homologous tandem repeated domains fixing ion calcium, one trans-membrane domain, and a rather short and highly conserved cytoplasmic domain. The cytoplasmic domain is essential for association with catenins, the ensuing linkage of cadherins to the cytoskeleton. The sequence alignment analysis of these molecules allowed their classification into two classical cadherins types I and II in addition to desmosomal cadherins. The extra-cellular domain of classic cadherins serves as an interface responsible for cell-cell binding and determination of binding specificity. The homophilic binding and the individual domains attribution in such a mechanism are poorly understood. In order to elucidate the molecular mechanisms governed in the self-assembly of cadhérines, we focused our investigation in understanding, by structural studies of a type II classic cadherin, the human VE-cadherin specifically expressed in Vascular Endothelial cells. We produced a recombinant fragment encompassing the first four domains EC1-EC4 with a His-tag at the C-terminus named VE-EC1-EC4His. Using conventional lipids containing a Ni2+-chelating group for protein bindings and electron microscopy studies permit us to elaborate a molecular model which could be relevant of physiological conditions at the inter-endothelial space.