Identification et caractérisation de nouveaux facteurs d'assemblage du protéasome 26S chez la levure Saccharomyces cerevisiae - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Identification et caractérisation de nouveaux facteurs d'assemblage du protéasome 26S chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Résumé

DNA checkpoints are activated upon detection of DNA damage or replication blocks and coordinate several processes of the DNA damage response. In Saccharomyces cerevisiae, Rad53 protein kinase plays a key role in DNA checkpoints. A genetic approach has been developed in our laboratory to identify positive regulators and new substrates of Rad53, using a dominant-lethal form of RAD53, RAD53-DL, which triggers physiological events normally induced by DNA damage. We reasoned that RAD53-DL toxicity should be reduced in the absence of Rad53 activators or substrates. Therefore, we carried out a genome-wide screen for genes whose deletion could suppress RAD53-DL toxicity. 110 suppressor genes have been isolated and classified into functional groups. We further analyzed one of these groups, which is made of 8 genes that lead to hyperresistance to genotoxic stress when they are inactivated. Three genes encode components of the 26S proteasome, the central enzyme of ubiquitin-dependant proteolysis that plays crucial roles in most essential cellular processes. Proteasome is a highly sophisticated macromolecular stucture that comprises the catalytic core particle (20S) and the regulatory particle (19S), itself composed of two subcomplexes, the base and the lid. Its assembly proceeds in a multistep and orderly fashion. At the time of our screen, only one proteasome chaperone was well-described in yeast, Ump1, which participates in the final stages of 20S proteasome maturation. By combining genetical and biochemical analyses, we have assigned a molecular function to the five other members of the ?proteasome? functional group, which were previously unchararacterized. YLR021W, YPL144W, YLR199C and YKL206C genes, which we have named POC1-4 (Proteasome Chaperone), encode 4 proteins that form two pairs of chaperones of the 20S proteasome (Poc1-Poc2 and Poc3-Poc4) acting upstream of Ump1. HSM3 encodes the first chaperone protein of the regulatory particle. Hm3 associates with the base subcomplex of the 19S and is specifically required for its assembly. Hsm3 also modulates the association between the nascent 19S and the 20S proteasome. We have identified functional mammalian homologs of yeast Poc1-4 (PAC1-4) and Hsm3 (S5b) and provided evidence for a remarkable conservation of a chaperone-assisted proteasome assembly throughout evolution.
Les checkpoints de l'ADN coordonnent les réponses cellulaires aux dommages de l'ADN et au blocage de la réplication des cellules eucaryotes. Chez Saccharomyces cerevisiae, la protéine kinase Rad53 occupe une place centrale au sein des checkpoints de l'ADN. Afin d'identifier de nouveaux partenaires de Rad53, une approche génétique a été développée, utilisant l'allèle dominant létal RAD53-DL qui déclenche constitutivement des réponses cellulaires normalement induites par des lésions de l'ADN. Notre hypothèse est que l'absence des activateurs ou des substrats de Rad53 pourrait rétablir la croissance. Nous avons donc recherché, à l'échelle du génome de S. cerevisiae, les gènes qui suppriment la toxicité de RAD53-DL lorsqu'ils sont inactivés. 110 gènes ont été isolés et classés en groupes fonctionnels. Un groupe a particulièrement retenu notre attention. Il est composé de huit gènes dont l'inactivation confère à la cellule une hyper-résistance à plusieurs stress génotoxiques. Trois de ces gènes codent des composants du protéasome 26S, l'enzyme central du système de dégradation ubiquitine-dépendante des protéines qui joue un rôle crucial dans la plupart des processus cellulaires. Le protéasome est une structure macromoléculaire très sophistiquée composée d'une partie catalytique, la particule 20S, associée au complexe régulateur 19S, lui même formé de 2 sous-complexes, la base et le couvercle. Son assemblage comprend de nombreuses étapes ordonnées. Au moment du crible, un seul chaperon du protéasome était connu chez la levure, la protéine Ump1, impliquée dans les étapes finales de maturation du protéasome 20S. Par des analyses génétiques et biochimiques, nous avons caractérisé les cinq autres membres du groupe fonctionnel « protéasome », dont la fonction était jusqu'alors inconnue. Les gènes YLR021W, YPL144W, YLR199C et YKL206C, que nous avons baptisés POC1-4 (Proteasome Chaperone), codent 4 protéines formant deux paires de chaperons du protéasome 20S (Poc1-Poc2 et Poc3-Poc4) agissant en amont de Ump1. HSM3 code la première protéine chaperonne de la particule régulatrice du protéasome. Hsm3 s'associe avec la base du 19S et assiste son assemblage. Son rôle est également de réguler l'association du 19S en formation avec le protéasome 20S. Nous avons identifié les homologues mammifères de Poc1-4 (PAC1-4) et Hsm3 (S5b), mettant ainsi en lumière une conservation remarquable des facteurs d'assemblage du protéasome au cours de l'évolution
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Dates et versions

tel-00333135 , version 1 (22-10-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00333135 , version 1

Citer

Benoît Le Tallec. Identification et caractérisation de nouveaux facteurs d'assemblage du protéasome 26S chez la levure Saccharomyces cerevisiae. Sciences du Vivant [q-bio]. Université Paris Sud - Paris XI, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00333135⟩
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