Description

La structure et la fonction d’une protéine peuvent être modulées par des modifications post-traductionnelles (PTM) lui conférant une diversité accrue de structures et de fonctions. Parmi ces PTM, la glycosylation consiste en l’ajout d’un ou plusieurs monosaccharides constituant des chaines sucrées complexes appelée glycannes. Cela se fait au travers d’une cascade de réactions successives impliquant diverses enzymes appelées glycosyltransférases ou CAZymes différemment localisées dans les membranes endogènes de la voie de sécrétion des protéines. La bonne glycosylation de la surface cellulaire nécessite la localisation et l’organisation correcte des glycosyltransférases actives en présence de leurs substrats depuis le RE ou la glycosylation commence jusque dans le Golgi où les glycannes acquièrent leur structure finale. Les dernières avancées en glycobiologie et le développement des approches de glycoprotéomique et de glycomique montrent que le glycome est spécifique de chaque cellule, organe et espèce animale et ont révélé l’importance des mécanismes de glycosylation au travers de l’existence de nombreuses maladies héréditaires de glycosylation (CDG). La sialylation représente l’une des dernières étapes de la glycosylation qui se déroule dans le trans-Golgi Network des cellules. La sialylation est très importante pour la communication entre cellules, la reconnaissance des ligands par leur récepteurs comme mis en lumière dans les cancers, en cas d’inflammation, d’infection virale ou bactérienne, de maladies neurologiques et de maladies héréditaires comme les CDG étudiées à l’UGSF. La régulation fine de cette étape de sialylation est absolument nécessaire à la survie cellulaire. Elle peut être effectuée au travers de la formation de complexes macromoléculaires de ces enzymes agissants séquentiellement permettant une canalisation correcte des substrats. Cependant, les détails mécanistiques sous-tendant cette glycosylation et l’organisation fonctionnelle de la machinerie de sialylation dans un contexte sain ou de maladie sont encore peu compris.
L’objet global de ce projet de thèse est de contribuer aux efforts développés par l’UGSF pour apporter des évidences computationnelles et expérimentales de l’existence de métabolons, qui résultent de l’association dynamique de complexes protéiques formés par deux enzymes agissants séquentiellement. Ce concept est nouveau et jusqu’à présent, il a été largement négligé dans la littérature, malgré les preuves suffisantes de son existence. Pour répondre à ces questions, la modélisation moléculaire et l’amarrage des protéines ont été utilisés pour identifier les acides aminés clés responsables des interactions dynamiques dans le métabolon. Ce projet de thèse se concentrera sur la voie de sialylation en α2,3- et en α2,6- des O-glycosylprotéines pour valider expérimentalement ces données computationnelles. Pour cela, des approches de biochimie comparative et de mutagénèse dirigée seront utilisées pour comprendre la régulation fine des processus de sialylation dans l’appareil de Golgi

Compétences requises

Le doctorant candidat devra avoir de solides connaissances en biologie cellulaire et moléculaire, structure des protéines et en glycobiologie. En particulier, il devra avoir des connaissances dans les dernières étapes de la glycosylation dans l’appareil de Golgi, notamment celles impliquant une réaction de sialylation.

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Mots clés

Glycosyltransférase, Golgi, interaction protéine-protéine