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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Etude de voies de communication - Application aux récepteurs nucléaires

BRELIVET, Yann (2008) Etude de voies de communication - Application aux récepteurs nucléaires. Thèses de doctorat, Université Louis Pasteur.

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Résumé

Les Récepteurs Nucléaires (RNs) sont des facteurs de transcription ligand-dépendants contrôlant un grand nombre de processus biologiques au travers de la régulation de la transcription des gènes. Organisés en multidomaines, la plupart des RNs fonctionnent soit en homodimères soit en hétérodimères, le domaine de fixation du ligand (LBD) étant le contributeur majeur de la stabilité des différents dimères. Le sujet de ma thèse a consisté à établir les bases moléculaires de la discrimination entre ces deux états par deux approches complémentaires : la bioinformatique génomique et structurale couplée à des expériences de biologie moléculaire. L’approche bioinformatique a permis de scinder la super-famille des RNs en deux classes reliées au comportement oligomérique. Tous les homodimères appartiennent à la classe I, dans laquelle des résidus différentiellement conservés forment deux ponts salins connectant l’interface de dimérisation à la surface de fixation des cofacteurs tandis que les hétérodimères de classe II présentent d’autres résidus spécifiques connectant l’interface de dimérisation à la poche de fixation du ligand. Ces données nous ont permis de proposer l’existence de deux voies de communication connectant les surfaces actives des RNs par l’intermédiaire de deux jeux de ponts salins, véritables « motifs spatiaux » spécifiques des classes et différentiellement conservés de C. elegans jusqu’à l’homme. L’étude expérimentale des deux voies de communication s’est basée sur une série de mutations progressives des résidus spécifiques de classe, afin de transformer un RN de classe I (homodimère) en classe II (hétérodimère) et vice versa. Trois RNs tests ont été choisis pour leur comportement oligomérique différent (classe I : ERRγ et RXRα ; classe II : RARα) et l’impact des mutations a été examiné par quatre approches expérimentales analysant la stabilité et le type de dimérisation, la capacité de transactivation et la structure. Ces études ont montré que toute perturbation des voies impliquant l’interface de dimérisation entraîne des modifications du comportement oligomérique. Ce résultat suggère que le contrôle de l’état d’oligomérisation et le positionnement efficace de l’interface de dimérisation sont indissociables d’une voie de communication fonctionnelle et renforce l’importance de ces voies dans les phénomènes allostériques intégrant reconnaissance du ligand, du RN partenaire et des cofacteurs. De plus, nos résultats suggèrent l’implication directe des voies dans la coordination entre les surfaces impliquées dans ces reconnaissances et dans l’intégration des différents signaux cellulaires aboutissant à la transactivation. Par ailleurs, la résolution à 1.4 Å de la structure d’un mutant de ERRγ a fourni des pistes pour l’analyse, au niveau moléculaire, du lien entre voies et dimérisation, et pour la recherche d’un ligand fonctionnel de ce RN jusqu’alors considéré comme orphelin. Ainsi il semble que, pour intégrer en une seule protéine, les nombreux mécanismes de signalisation impliqués dans l’adaptation de la transcription aux variations des milieux internes et externes, les RNs ont développé des voies de communication inter- et intramoléculaires qui «connectent et informent» l’ensemble des surfaces actives et partenaires impliqués dans le système. Finalement, au regard des enseignements biologiques et méthodologiques obtenus, les RNs apparaissent comme un système modèle de choix pour aborder l’intégration des signaux cellulaires au sein de complexes macromoléculaires impliquant de multiples partenaires nucléiques, protéiques et moléculaires, une dynamique complexe d’édification, de modification et de dégradation et surtout, l’établissement d’une machinerie en accord avec les cycles cellulaires, hormonaux et de développement.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Sciences du vivant. Biologie structurale
Mots-clés libres:bio-informatique ; transactivation ; biochimie ; biologie moléculaire ; biologie cellulaire ; bactéries ; clonage ; mutant ; chromatographie ; cristallisation ; dimérisation ; signaux cellulaires ; complexes macromoléculaires
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.6 Biologie cellulaire
Classification Thèses Unistra > Santé > Sciences de la vie, biologie, biochimie > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.6 Biologie cellulaire

UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-34 Autres
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-16 Sciences de la vie et de la santé, psychologie
UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-2 Bio-industries, biotechnologies
Code ID:1495
Déposé le :17 Novembre 2008

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