La dégradation des protéines dépendante de l'ubiquitine est une voie de protéolyse contrôlée cruciale chez les Eucaryotes dont la spécificité est apportée par les E3 ubiquitine ligases impliquées dans la reconnaissance des protéines à polyubiquitinyler et donc dégradées par le protéasome. Au cours de ma thèse, j'ai développé une nouvelle stratégie d'identification de substrats d'E3 ubiquitine ligases par protéomique quantitative sans marquage, appliquée à l'étude d'ASB2alpha. La protéine ASB2alpha est la sous-unité de spécificité d'une E3 ubiquitine ligase exprimée dans les cellules hématopoïétiques capable d'induire la polyubiquitylation et donc la dégradation des filamines A et B (FLNa et FLNb). Après avoir démontré la pertinence de cette approche, nous avons mis en évidence la dégradation du troisième membre de la famille filamine, la FLNc. Cette nouvelle stratégie applicable à toutes les E3 ubiquitine ligases ciblant ses substrats au protéasome présente l'avantage d'être applicable à différents contextes physiologiques et de s'affranchir des difficultés rencontrées lors de l'utilisation des méthodes d'identification dites classiques. Par ailleurs, nous avons montré qu'ASB2alpha en induisant la dégradation des filamines, était un régulateur de la motilité cellulaire. De plus, nous avons établi les bases moléculaires de la reconnaissance de la FLNa par ASB2alpha. L'identification de leurs substrats et la caractérisation des mécanismes de leur reconnaissance apparaissent comme essentiels pour la compréhension de nombreux processus cellulaires et pathologiques.The ubiquitin-proteasome system is a central mechanism for controlled proteolysis that regulates numerous cellular processes in eukaryotes. E3 ubiquitin ligases are responsible for the specificity of this system. They provide platforms for binding specific substrates thereby coordinating their ubiquitination and subsequent degradation by the proteasome. We have developed a global proteomic strategy to identified E3 ubiquitin ligase substrates targeted to proteasomal degradation. The proof of principle of this strategy is provided by our results highlighting FLNa and FLNb as substrates of the ASB2alpha E3 ubiquitin ligase that is involved in hematopoiesis. Furthermore, we have shown that FLNc, the third member of the filamin family, is also a target of ASB2alpha. This study provides a new strategy for the identification of E3 ubiquitin ligase substrates that have to be degraded in physiologically relevant settings. We have also demonstrated that ASB2alpha, through degradation of FLNs, can regulate integrin-dependent cell motility. Moreover, structural and cell biology studies have unraveled the domain of ASB2α that is involved in the recruitment of its substrate, FLNa. This study has provided an original strategy to identify E3 ubiquitin ligase substrates targeted to degradation. Furthermore, our work has contributed to the understanding of the function and mechanisms of action of ASB2α in hematopoietic cells
