Modification des capacités de glycosylation des cellules d'insectes

LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Processus « glyco-deglyco » au cours de la biosynthèse des N-glycosylprotéines

Au cours des quinze dernières années, quelques équipes, dont la nôtre, ont montré que la N-glycosylation des protéines était accompagnée de la production d’oligomannosides solubles. Ce matériel était constitué d’oligosaccharide-phosphates et d’oligosaccharides neutres possédant un ou deux résidus de N-acétylglucosamine à leur extrémité réductrice (nommé OS-Gn1 et OS-Gn2, respectivement). Nous avons démontré que les oligosaccharide-phosphates provenaient de la coupure, par une pyrophosphatase spécifique, des oligosaccharide-pyrophosphodolichols localisés sur la face cytoplasmique du réticulum endoplasmique rugueux (principalement le Man5GlcNAc2-PP-Dol). Les OS-Gn2 proviennent de l’hydrolyse des intermédiaires lipidiques localisés à la face interne de la membrane du réticulum endoplasmique rugueux (du Man6GlcNAc2-PP-Dol au Glc3Man9GlcNAc2-PP-Dol). Ces divers OS-Gn2 subissent l’action des α-glucosidases et mannosidases du reticulum endoplasmique rugueux et c’est en tant que Man8GlcNAc2 qu’ils sont transportés dans le cytoplasme où ils subissent l’action séquentielle d’une chitobiase et de mannosidase(s) cytoplasmique(s) pour être réduits à la structure de Man5GlcNAc1. Ce matériel peut être ensuite complètement dégradé dans les lysosomes. Les OS-Gn1 retrouvés dans le cytoplasme peuvent avoir une double origine, soit à partir des OS-Gn2 comme indiqué ci-dessus, soit ils peuvent provenir de l’hydrolyse des glycoprotéines naissantes. Au cours de ces dernières années, des exemples de plus en plus nombreux soutiennent l’hypothèse que des glycoprotéines mal conformées sont dégradées par les protéasomes après retro-translocation dans le cytoplasme et qu’un préalable à cette dégradation soit la libération de leur partie glycannique par l’action d’endoglycosidases (PNGase ou endo-N-acetylglucosaminidase). Considérés tout d’abord comme un événement mineur, ces phénomènes conduisent actuellement à élaborer des concepts plus généraux sur la régulation de la biosynthèse des glycoprotéines via des processus successifs de « glycosylation-déglycosylation ». Cette revue est dédiée au Professeur Paul Boulanger dont une grande part de la carrière fut consacrée à l’étude de la structure des protéines pour en comprendre les fonctions. S’il est bien admis que beaucoup de fonctions biologiques sont portées par les protéines, il apparaît de plus en plus évident que les modifications co- et post-traductionnelles jouent un rôle essentiel dans la modulation de ces fonctions. Parmi ces modifications, la glycosylation est un événement majeur qui intervient à la fois dans la mise en conformation et la durée de vie biologique des protéines mais également dans de nombreux processus de reconnaissance

Influence des glycannes sur la destinée des N-glycoprotéines

Le processus de N-glycosylation prend place dans la lumière du reticulum endoplasmique(RE) et correspond au transfert en bloc d'un précurseur glycannique de type Glc3Man9GlcNAc2 sur les protéines en cours de synthèse.Une fois transféré, ce glycanne va subir un élagage progressif,conduisant dans la lumière du RE à l'apparition de nombreuses structures glycanniques de type oligomannosidique. Depuis quelques années, il a été montré que ces structures sont impliquées dans la destinée des glycoprotéines aussi bien dans la mise en conformation, la dégradation, la sécrétion et même dans l'accès au protéasome. Alors que la glycosylation est extrêmement conservée au cours de l'évolution, de nombreux paramètres intra ou extracellulaires peuvent perturber ce processus. Dans de nombreux cas,le transfert de glycannes tronqués de type Man5GlcNAc2 est alors observé. Le but de notre travail, a été d'étudier l'influence du transfert de ces populations glycanniques tronquées sur la destinée des N-glycoprotéines. Dans la première partie de notre étude nous avons comparé la destinée des N-glycoprotéines portant des glycannes de type Man5GlcNAc2 avec celles portant des glycannes de type Man9GlcNAc2, lorsque ces deux populations sont synthétisées au sein d'un même RE. Alors que la populationà Man9GlcNAc2 est majoritairement exportée dans l'appareil de Golgi pour être transformée en type complexe, celle à Man5GlcNAc2 est convertie en Man4GlcNAc2 et retenue dans la lumière du RE.En prenant les oligosaccharides solubles accumulés dans le cytosol comme témoins de la dégradation des glycoprotéines, nous avons démontré que la population à Man5GlcNAc2 était préférentiellement dégradée par rapport à celleà Man9GlcNAc2 bien que,comme nous l'avons montré, le contrôle qualité soit aussi efficace sur une population glycoprotéique à Man5GlcNAc2 que sur une populationà Man9GlcNAc2. La deuxième partie de nos recherches a porté sur l'éventuelle relation entre une réponse cellulaire aux protéines mal conformées (l'UPR) et la structure du glycanne transférée sur la protéine. A l'aide d'une lignée cellulaire mutante de glycosylation qui transfère un oligosaccharide tronqué Glc3Man5GlcNAc2 sur les protéines, nous avons révélé que le niveau transcriptionnel et traductionnel de la Protéine chaperonne BiP (pris comme marqueur de la réponse UPR) était plus élevé que dans une lignée de type sauvage.Ceci démontre que l'UPR est activée de façon constitutive dans cette lignée mutante de glycosylation. D'une façon intéressante, nous avons montré que le niveau de cette réponse pouvait être affecté par l'emploi de kifunensine (inhibiteur de mannosidases de classe l). En effet, en présence de kifunensine, le niveau de l'UPR est diminué ce qui est corrélé par l'augmentation de la sécrétion des glycoprotéines. Nos résultats démontrent non seulement une relation étroite entre la qualité du glycanne transféré sur la protéine et le niveau de l'UPR, mais également l'implication d'une étape de démannosylation dans le contrôle qualité des N-glycoprotéines. Cette étape, présente à la fois dans les cellules sauvages et mutantes de glycosylation génère une population de glycoprotéines à Man4GlcNAc2, retenue dans la lumière du RE, qui avant d'être dégradée, permet le déclenchement de la réponse UPR.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF